Der Dieselmotor: Funktionsweise, Vorteile und Aufbau

Du möchtest dir ein neues Auto anschaffen und fragst dich, was für einen Antrieb es haben soll? Benziner oder Diesel, Elektro oder Plug-in-Hybrid? Diese Frage ist elementar beim Kauf eines Neu- oder Gebrauchtwagens. Um Licht ins Dunkel zu bringen, erfährst du im Folgenden, was ein Dieselmotor ist, wie er aufgebaut ist und welche Vorteile er mit sich bringt. 

Was ist ein Dieselmotor, wie ist er aufgebaut und wie funktioniert er?

Der Dieselmotor ist ein Verbrennungsmotor, in dem der Treibstoff durch Kompressionszündung entzündet wird. Benannt ist er nach seinem Erfinder, dem deutschen Ingenieur Rudolf Diesel. Der Motor gehört zu der Kategorie der sogenannten Selbstzündungsmotoren, da sich der Kraftstoff allein durch Kompression entzündet. Dafür benötigt er im Gegensatz zum Benzinmotor keinen Zündfunken aus einer Zündkerze. Um dir die Funktionweise des Dieselmotors näherzubringen, erfährst du im Folgenden wie er aufgebaut ist:

• Zylinder: Der Dieselmotor besteht in der Regel aus mehreren Zylindern – typischerweise vier, sechs oder acht. In jedem der Zylinder findet der Verbrennungsprozess statt.
  
  
• Hubkolben: In allen Zylindern befinden sich Hubkolben, die sich auf und ab bewegen. Sie werden durch die Kraft der Verbrennungsgase angetrieben, die durch die Bewegung in den Zylinder gelangen.
  
  
• Kurbelwelle: Die Kurbelwelle ist mit den Hubkolben verbunden und wandelt ihre Bewegung in eine Rotation um. Diese überträgt sie auf die Antriebsräder.
  
  
• Einspritzdüse: Dieselmotoren verwenden ein Einspritzsystem, um den Kraftstoff in den Verbrennungsraum zu befördern. Der Dieselkraftstoff wird mit Hilfe der Einspritzdüse in den Zylinder gespritzt.
  
  
• Auslassventil: Durch dieses Ventil entweicht das verbrannte Gas aus dem Zylinder und wird in das Abgassystem geleitet.

Der Dieselmotor arbeitet in Takten – Ansaugen, Verdichten, Arbeit leisten und Ausstoßen. Dieser Zyklus bildet die Grundlage für die Arbeitsweise und den Aufbau eines Dieselmotors. Frische Luft wird in den Zylinder angesaugt, während sich der Hubkolben nach unten bewegt. Anschließend bewegt sich der Kolben wieder nach oben und komprimiert die angesaugte Luft. Nun wird der Kraftstoff eingespritzt und entzündet sich aufgrund der hohen Temperaturen und des Drucks. Abschließend werden die verbrannten Gase wieder durch das Auslassventil ausgestoßen und der Dieselzyklus beginnt von vorne. Demnach arbeiten Dieselmotoren in der Regel nach einem 4-Takt-Prinzip.

Wirkungsgrad und Langlebigkeit des Dieselmotors

Die beiden ausschlaggebenden Merkmale des Dieselmotors sind seine Langlebigkeit und die hohe Wirksamkeit. Hier erfährst du einmal genauer, warum:

• Hohe thermische Effizienz: Im Vergleich zu Benzinmotoren haben Dieselmotoren in der Regel einen höheren thermischen Wirkungsgrad. Das liegt daran, dass sie über eine höhere Verdichtung verfügen, was zu einer effizienten Verbrennung führt. Demnach können Dieselmotoren aus einer bestimmten Menge an Kraftstoff mehr mechanische Arbeit gewinnen und sind damit sehr effizient in ihrer Funktion.
  
  
• Hohe Langlebigkeit: Dieselmotoren bestehen aus robusten Materialien und sind aufgrund ihrer Bauweise widerstandsfähiger gegen Verschleiß und Belastungen. Sie sind so konstruiert, dass sie höhere Temperaturen tolerieren können. Die durchschnittliche Lebensdauer von Dieselmotoren beträgt ungefähr 200.000 Kilometer.
  
  
• Weniger Verschleiß: Dieselmotoren haben keinen Zündkerzenverschleiß, da sie den Kraftstoff durch Kompression entzünden.
  
  
• Geringe Drehzahl: In der Regel erzeugen Dieselmotoren ein höheres Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen. Dies ist vorteilhaft für Anwendungen, die eine hohe Zugkraft erfordern, wie beispielsweise Nutzfahrzeuge oder Baumaschinen.

Da Dieselmotoren aufgrund ihres hohen Wirkungsgrads langsamer abnutzen, erfordern sie weniger Wartung im Vergleich zu Benzin- und Ottomotoren. Dennoch hängen der Wirkungsgrad und die Langlebigkeit des Dieselmotors von einer ordnungsgemäßen Wartung und Pflege ab. So sind ein regelmäßiger Ölwechsel, Luftfilterwechsel und andere Wartungsarbeiten für die Leistung und Lebensdauer deines Motors entscheidend.

Vor- und Nachteile des Dieselmotors

Der wohl ausschlaggebendste Vorteil für die Anschaffung eines Dieselmotors ist die hohe Wirtschaftlichkeit, da der Kraftstoff inzwischen günstiger als Benzin ist. Gleichzeitig verfügen Dieselmotoren über einen geringeren Verbrauch und stoßen weniger Kohlendioxid aus als Ottomotoren. Dieselfahrzeuge haben aber auch Nachteile gegenüber benzinbetriebenen Autos. Im Folgenden erhältst du einen umfassenden Blick auf die Vor- und Nachteile eines Dieselmotors:

Vorteile des Dieselmotors

Wirkungsgrad und Langlebigkeit: Wie bereits erwähnt, sind der höhere thermische Wirkungsgrad und die Langlebigkeit ausschlaggebende Aspekte für die Anschaffung eines Dieselmotors. Insgesamt ist ein Diesel leistungsstärker als ein Benziner.

1. Hohes Drehmoment: Das Drehmoment liegt aufgrund der Turbolader oder Kompressoren, die in modernen Dieselmotoren verbaut sind, vergleichsweise hoch. Dadurch beschleunigt ein Diesel auch im niedrigen Drehzahlbereich besser.
   
   
2. Gute Langstreckeneffizienz: Aufgrund ihres hohen Wirkungsgrades sind dieselbetriebene Autos in der Regel besser für Langstreckenfahrten geeignet, da sie eine größere Reichweite pro Tankfüllung bieten.

Nachteile des Dieselmotors

1. Höhere Emissionen: Ein großes Problem der Dieselmotoren sind die hohen Stickoxid-Emissionen. Diese können zur Luftverschmutzung beitragen und zu gesundheitlichen Problemen führen.
   
   
2. Startschwierigkeiten bei Kälte: Im Winter braucht ein Diesel länger, bis er seine Betriebstemperaturen erreicht. Deshalb kann ein sogenanntes „Vorglühen“ nötig sein, um den Motor vorzuwärmen. Moderne Fahrzeuge nehmen dies allerdings selbsttätig vor.
   
   
3. Lärm und Vibration: Dieselmotoren können lauter und vibrationsreicher als Benzinmotoren sein. Das ist vor allem bei älteren Modellen der Fall und kann den Fahrkomfort beeinträchtigen.
   
   
4. Höhere Anschaffungskosten: In der Anschaffung sind Dieselmotoren oft teurer als benzinbetriebene PKWs. Der Grund: Dieselantriebe erfordern eine komplexere Technologie einschließlich leistungsstärkerer Motoren und zusätzlicher Emissionskontrollsysteme.

Die Vor- und Nachteile der Dieselmotoren hängen von der spezifischen Anwendung ab. Insbesondere bei Nutzfahrzeugen, Schiffen oder Baumaschinenfahrzeugen, die hohe Drehmomente erfordern, sind Dieselmotoren die bevorzugte Wahl. Bei PKWs können individuelle Präferenzen, Umweltauflagen und lokale Kraftstoffkosten die Wahl zwischen Benzin und Diesel beeinflussen.