Vom rustikalen Beginn zum sprintstarken und sparsamen Direkteinspritzer

26. September 2013


Die technische Revolution passte auf 13 Seiten. Mehr Platz brauchte Rudolf Diesel nicht, um den später nach ihm benannten Motor zu skizzieren. Seine Patentschrift mit der Nummer 67207 wurde vom kaiserlichen Patentamt vor 120 Jahren am 23. Februar 1893 bewilligt. Der deutsche Erfinder schuf damit die Grundlage für Millionen Dieselmotoren, die heutzutage Automobile, Lkw und Schiffe rund um den Globus antreiben. Doch diesen weltweiten Erfolg seiner Schöpfung sollte Diesel selbst nur im Keim erleben: Der Erfinder starb vor 100 Jahren, am 29.September 1913 auf einer Schiffsreise. Das Erfolgsgeheimnis seiner Konstruktion war die Selbstzündung, die bis heute als Synonym für den Motor steht. Diesel konstruierte seine Erfindung so, dass ein Luft-Kraftstoff-Gemisch 20-fach verdichtet wurde und allein durch diesen Druck entflammte. Der Effizienzgewinn war enorm. Als der Erfinder mit seinen Arbeiten begann, hatten Benzinmotoren einen Wirkungsgrad von zwölf Prozent, Gas-Motoren kamen immerhin auf 17 Prozent. Schon der erste Prototyp von Rudolf Diesel war daran gemessen ein Quantensprung: Der Selbstzünder nutzte 25 Prozent der Energie des Kraftstoffs. Deshalb galt der Diesel-Motor um 1920 unter Automobilexperten als Antrieb der Zukunft. Doch eben diese Zukunft lies noch eine ganze Weile auf sich warten. 1924 kam in Deutschland der erste Lastwagen mit dem Antrieb auf den Markt. Erst 1929 schaffte die amerikanische Firma Cummins, den Selbstzünder experimentell in einen Pkw einzubauen. In Serie ging die Technik im Jahr 1936 im Mercedes-Benz 260 D. Doch bis in die 1960er Jahre stand der Diesel für Spaßverzicht auf vier Rädern: Die Saugmotoren mit Nebenkammereinspritzung waren nicht nur träge, sondern auch als laut und als dreckig verrufen. Das Bild sollte sich in den nächsten Jahrzehnten aber grundlegend wandeln. Langsam aber sicher entwickelte sich der Diesel in der Nachkriegszeit weiter. Ein erster Trend zeichnete sich ab und entwickelte sich Mitte der 70er Jahre zu einem regelrechten Dieselboom. Auslöser war der VW Golf Diesel. Er war 1975 der erste Selbstzünder der Kompaktklasse mit einem sogenannten schnell laufenden Dieselmotor, der dank Bosch-Verteilereinspritzpumpe drehfreudig und gleichzeitig sparsam war. Mit Turbo-Aufladung und entsprechender Fahrleistung erlangte dieses Fahrzeug in der Version Golf „GTD“ später Kult-Status als erster sportlicher Diesel-Pkw. Europaweit folgten alle großen Hersteller mit Selbstzündern in der „Golf“- und Mittel-Klasse. Doch der Selbstzünder hielt nicht nur Einzug in die Kompaktklasse. Er wurde auch druckvoller, denn Direkteinspritzsysteme lösten Schritt für Schritt die Saugaggregate mit Nebenkammereinspritzung ab. 1989 kam die erste Axialkolbenpumpe für Diesel-Direkteinspritzung erstmals im Audi 100 TDI (Turbodiesel Direct Injection) zum Einsatz. Das von Bosch entwickelte Produkt erlaubte es, den Dieseltreibstoff mit einem hohen Druck von 1 000 bar direkt in den Zylinder einzuspritzen. Dadurch konnte der Kraftstoff besonders effizient verbrennen. Das Ergebnis war eine deutlich bessere Leistungsausbeute bei niedrigen Verbrauchs- und Emissionswerten. Ein Jahrhundert nachdem der einst revolutionäre Diesel erfunden wurde, revolutionierte Bosch den Motor damit ein zweites Mal. Mit der Radialkolben-Verteilereinspritzpumpe, dem Common-Rail-System und der Pumpe-Düse-Technik – auch Unit Injector genannt – bot Bosch ab Ende der 1990iger Jahre verschiedene Varianten der Direkteinspritzung an. Sie waren allesamt für Drücke von etwa 1 500 bar – in den Folgegenerationen sogar von bis zu 2 000 bar und darüber hinaus ausgelegt. Letztlich setzte sich die Common-Rail-Technik durch. Sie machte den Diesel ab Ende der 1990er Jahre laufruhig und erfolgreich. Bei dem System ist der Kraftstoff in einer Versorgungsleiste – dem Common Rail – für alle Zylinder bei konstantem Druck gespeichert. Zwar waren die Spitzendrücke bei Common Rail zunächst geringer als beim Pumpe-Düse-System. Dieses konnte punktuell deutlich über 2 000 bar erreichen, den Kraftstoff besonders fein zerstäuben und damit den Verbrauch sehr niedrig halten. Durch den konstant hohen Druck, unter dem Kraftstoff in der Common Rail für alle Zylinder gespeichert ist, lassen sich bis zu acht Mehrfacheinspritzungen pro Einspritzvorgang realisieren. Dadurch werden Vor- und Nacheinspritzungen möglich, die Laufruhe steigt und die Emissionen sinken. Die Common-Rail-Technik hatte damit von vornherein auch das größte Potenzial bei der Reduzierung von Rohemissionen und der Abgasnachbehandlung. (Auto-Reporter.NET)
   

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