Ich weiss, dass auch jetzt der Titel nicht korrekt ist. Denn der hier vorgestellte Motor für Dieselöl kann auch so aufgebaut werden, dass er mit Benzin arbeitet. Es handelt sich um das Prinzip mit der als Selbstzündung bezeichneten Lösung. Bei dieser entflammt sich der Treibstoff ohne fremde Zündung an der heissen Luft. Dazu darf er aber nicht zusammen mit dieser in den Verbrennungsraum gelangen, denn das wäre der Ottomotor.

Wenn wir nun mit den selbstzündenden Motoren arbeiten, dann bestehen die Unterschiede bei der Wirkung von Benzin und Dieselöl. Während das leicht entflammbare Benzin sehr schnell regulierbare und agile Motoren erlaubt, sind die Modelle für Diesel träger aber dafür kräftiger.

Genau hier liegt auch der Grund, warum sich diese Motoren bei den Eisenbahnen durchsetzen konnten, denn dort zählt die Kraft. Im weite-ren Verlauf werde ich vom Dieselmotor sprechen wenn ich ein Modell mit Selbstzündung meine.

Wird jedoch vom Ottomotor gesprochen betrifft das die Bauarten mit einer Fremdzündung. In den meisten Punkten sind sie jedoch identisch aufgebaut worden, so dass mehrheitlich der Dieselmotor erwähnt wird, denn er ist das Sinnbild für dem Aufbau mit der Selbstzündung. Das ist der einzige Unterschied.

Der Dieselmotor mit Selbstzündung wurde von Rudolf Christian Karl Diesel erfunden und der dazu benötigte Treibstoff bekam seinen Namen. Diesel wurde am 18. März 1858 in Paris geboren.

Der Deutsche Staatsbürger wurde 1870 kriegsbedingt mit anderen Leu-ten deutscher Herkunft aus Frankreich gewiesen und reiste schon früh nach London. Seine Ausbildung zum Ingenieur erfolgte an der Uni-versität München, wo er wegen einer Krankheit nicht abschliessen konnte.

Nach einem Praktikum bei der Firma Sulzer konnte er sein Studium noch abschliessen und er kehrte nach dem Krieg wieder nach Paris zurück. Rudolf Christian Diesel verschwand am 29. September 1913 auf dem Fährschiff Dresden, und er wurde als vermisst gemeldet. Nachdem er nicht gefunden werden konnte, wurde er für Tod erklärt. Diesel hinterliess uns den Motor mit Selbstzündung und den bekannten Treibstoff.

Die Idee von Diesel bestand darin einen Motor zu entwickeln, der auch mit dem nicht so leicht entflammbaren Destillat aus Erdöl arbeiten konnte. Dieses wird heute allgemein als Heizöl extra-leicht bezeichnet.

Es wird nur zum Dieselöl, wenn es in Motoren verwendet wird. Da auf Treibstoffen Steuern erhoben werden, wird Diesel vor dem Verkauf eingefärbt und unterscheidet sich daher farblich vom erwähnten Heizöl.

Auch beim Dieselmotor gab es eine Version, die mit zwei Takten arbeitete. Wir hier werden jedoch bei den Motoren bleiben, die mit vier Takten arbeiteten.

Bereits bei der Vorstellung des Ottomotors haben wir davon gehört, dass die Motoren in der Regel mit vier Takten arbeiten.

Daraus konnten wir bisher noch nicht viel ableiten und nun wol-len wir anhand des Dieselmotors diese einzelnen Schritte ansehen, denn sie waren gleich, wie beim Ottomotor.

Bevor wir damit beginnen, muss erwähnt werden, dass gerade die Dieselmotoren bei der Grösse unbeschränkt sind. Im Gegensatz zu den Ottomotoren ist die bessere Ausnutzung der Kraft massgebend. Wie grösser ein Motor wird, desto mehr wird auf die Kraft geachtet. Ein schwerer Motor für ein Schiff muss nicht spontan reagieren, das ist nur bei Automobilen der Fall und so kommen dort riesige Motoren für Dieselöl vor.

Schiffsdiesel, also die Motoren für Schiffe sind oft so gross, dass sie auch mit anderen Treibstoffen betrieben werden können. Daher sind dort Kraftstoff üblich, die auf Schweröl basieren, da das einfach billiger ist, als das herkömmliche Dieselöl. Auf die Anwendung von diesem Schweröl wurde bei Lokomotiven nicht so viel Wert gelegt, denn die dort verbauten Motoren waren von der Grösse her nicht dafür geeignet.

Es wird nun Zeit, sich mit der Funktion dieses Motors zu befassen. Zwei Teile haben wir kennen gelernt, denn wir haben den Treibstoff und die Luft für diese Aufgabe vorbereitet. Damit können wir eine Verbrennung erzeugen. Es fehlen nur noch die Zündquelle und der Zeitpunkt, wann welcher Zylinder die Verbrennung ausführen muss. Beim Dieselmotor wir jedoch im Unterschied zum Ottomotor keine fremde Zündquelle verwendet.

Genau genommen handelt es sich um einen Vier-takt-Dieselmotor. Das heisst, der Motor arbeitet in vier Takten. Sie haben schon von einem Takt gehört? Ja, in der Musik geht nichts ohne einen Takt, da spricht man vom 3/4 oder 4/4 Takt.

Mehr kann ich dazu nicht sagen, denn das ist nicht meine Fachrichtung. Der Dieselmotor arbeitet im 3/4 Takt, auch wenn er sechs oder zwölf Zylinder hat. Macht er das nicht, funktioniert er nicht richtig.

1. Takt (ansaugen): Unser Motor beginnt sich nun zu drehen. Durch die Nockenwelle werden die Einlassventile des Zylindern geöffnet. Der Weg für die Ladeluft wird so frei gegeben und die Luft kann in den Zylinder strömen.

Der dazu notwendige Hohlraum wird geschaffen, weil sich nun im Zylinder durch die Drehung der Kurbelwelle der Kolben nach unten bewegt. So kommt immer mehr Luft in unseren Zylinder, der immer mehr Platz frei gibt.

Bei modernen Dieselmotoren mit besser verdich-teter Ladeluft unterstützt der Druck diesen Effekt noch zusätzlich. Das heisst, die Zeit, die nun verstreicht, bis der Kolben unten angelangt ist, kann besser genutzt werden. So strömt mehr Luft in den Verbrennungsraum. Die Bezeichnung ansaugen stammt noch aus jenen Tagen, wo es keine Abgasturbolader gab, denn dann wurde die Luft durch den entstehenden Unterdruck in den Verbrennungsraum gezogen.

An dieser Situation ändert sich erst etwas, wenn der Kolben am unteren Wendepunkt angekommen ist. Jetzt endet der erste Takt und es beginnt der zweite Takt. Die Einlassventile, die bisher geöffnet waren, werden wieder geschlossen. Damit befinden wir uns nun unten und der Hohlraum ist mit Ladeluft gefüllt. Die Ventile sind geschlossen, so dass die Ladeluft im Zylinder gefangen ist. Wir können nun zum zweiten Takt gehen.

2. Takt (verdichten): Der Zylinder wird nun durch die Kurbelwelle nach oben bewegt. Die Nockenwelle lässt alle Ventile geschlossen. Damit kann keine Luft aus dem Verbrennungsraum entweichen. Durch den nun kleiner werden Hohlraum, wird die Luft zusätzlich verdichtet. Die Ventile werden dadurch zusätzlich gegen ihren Sitz gepresst. Dadurch kann nun absolut nichts mehr entweichen. Die Luft wird daher durch den immer kleiner werdenden Raum zusätzlich verdichtet.

Durch die Verdichtung wird die Luft immer heisser. Seit dem Abgasturbolader wissen wir, dass Luft, die verdichtet wird, heiss wird. Je kleiner der Platz wird, desto heisser wird die Luft im Verbrennungsraum. Für diese Verdichtung wird fast die gesamte Zeit des Taktes benötigt. Eine Änderung findet erst kurz vor dem Ende dieses Taktes statt. Die Luft ist nun sehr heiss und steht unter sehr hohem Druck. Der Zylinder ist für die Verbrennung vorbereitet.

Kurz bevor der Kolben an der höchsten Stelle angekommen ist, wird der Kraftstoff durch die Einspritzdüse in den Verbrennungsraum gespritzt. Dazu wird die Düse geöffnet und der Weg für den Treibstoff frei gegeben. Jetzt versteht sich auch, warum die Einspritzpumpe den Treibstoff unter einen hohen Druck setzen muss, denn wäre das nicht der Fall, könnte der Treibstoff nicht in ausreichendem Masse in den Hohlraum eingespritzt werden.

Wie knapp vor dem Ende des zweiten Taktes einge-spritzt wird, ist eine Einstellung, die nur von Profis gemacht wird. Durch den Kontakt des fein zerstäubten Treibstoffes mit der heissen Luft verbrennt er sofort explosionsartig.

Genau zum jetzigen Zeitpunkt ist der zweite Takt fertig und der Kolben am obersten Punkt angekommen. Die vorzeitige Einspritzung ist nur nötig, damit die Zeit noch ausreicht um den Zylinder ganz nach oben zu schieben.

Hier liegt nun der Unterschied zum Ottomotor, denn bei diesem wird jetzt das Gemisch entzündet. Der durch die Düse fein zerstäubte Treibstoff wird nun sofort mit der sehr heissen Luft in Kontakt kommen und verbrennt auf Grund der Hitze ohne fremde Hilfe.

Somit klappt das nur, wenn der Kraftstoff eingespritzt wird. Es ist egal welchen Treibstoff man nimmt, denn er gerät sofort explosionsartig in Brand.

Sollten Sie sich fragen, warum das Gemisch nicht explodiert, dann kann das eigentlich nur mit dem armen Frosch im Kochtopf erklärt werden. Wird er in das heisse Wasser verbracht, hüpft er sofort wieder aus diesem. Der kühle Kraftstoff explodiert in der Brennkammer. Wird der Frosch jedoch in kaltes Wasser gesetzt und dieses dann erwärmt, bleibt er darin sitzen, bis er gekocht ist. Er passt seine Körperwärme der Umgebung an.

Auch der im Gemisch enthaltene Treibstoff explodiert nicht, weil er sich nicht spontan erhitzt. Daher muss beim Ottomotor eine Zündquelle her. Beim hier näher vorgestellten Selbstzünder ist das nicht erforderlich, weil der Kraftstoff von sich aus in Brand gerät. Natürlich habe ich nichts gegen Frösche, aber es ist ein sehr gutes Beispiel um die Situation bei den beiden Motoren zu erklären, denn Treibstoff ist identisch.

3. Takt (arbeiten): Durch die Verbrennung entstehen sehr grosse Kräfte. Die Luft will sich nun ausdehnen und muss Platz schaffen. Damit wird der Kolben im Zylinder unter gewaltigem Druck nach unten gestossen. Das ist das einzige Teil, das sich nun bewegen lässt. Erstmals wird der Kolben durch die Explosion und nicht durch die Kurbelwelle gesteuert. Jedoch müssen wir die Verbrennung etwas genauer betrachten.

Wir folgen wieder unserem Kolben. Der wird nun durch die Explosion nach unten gedrückt. Dadurch versetzt er die Kurbelwelle in Bewegung. Es ist von allen vier Takten der einzige, wo der Kolben die Kurbelwelle steuert, denn die Kraft der Explosion ist so gross, dass es für den Kolben nur einen Weg gibt, den nach unten. Alles andere würde den Motor zerreissen und so zu schweren Schäden am Motor führen.

Je weiter der Kolben nach unten bewegt wird, desto geringer wird die Kraft der Explosion. Irgendwann wird dann der Punkt erreicht, wo die Kraft der Explosion kleiner wird, als die Gegenkraft der Kurbelwelle. Die Arbeit ist getan und der Kolben ist beim unteren Wendepunkt angelangt. Genau hier regeln wir die Drehzahl des Motors, denn der durch die Explosion entstandene Schwung muss ausreichen, bis es zu einer neuen Explosion kommt.

Explodiert mehr Treibstoff, ist die Kraft grösser und der Kolben wir bis zum unteren Wendepunkt beschleunigt. Der Motor beginnt sich schneller zu drehen. Ist jedoch weniger Kraftstoff vorhanden, verpufft die Kraft früher und die Drehzahl verringert sich. Die Aussage, dass man Gas gibt ist eigentlich falsch, denn man spritzt mehr Brennstoff in den Verbrennungsraum. Die Menge der Luft ist immer identisch, denn dort ändert sich nichts.

Dieser Takt wird daher als Arbeitstakt bezeichnen. Der bisher bekannte erste Takt füllte den Raum und der zweite Takt komprimierte die Luft. Diese Gegenkraft bremst die Kurbelwelle. Mit der Explosion muss diese ausgeglichen werden. Ist das nicht der Fall, kommt der Motor zum Stillstand und arbeitet dann nicht mehr. Die Takte laufen nur so lange, wie sich die Kurbelwelle dreht. Steht diese still ist nichts los.

Der Arbeitstakt wird mit dem ganz unten angekommenen Kolben beendet. Spätestens jetzt übernimmt die Kurbelwelle wieder das Kommando. Die Ventile sind jetzt noch geschlossen, aber die Nockenwelle bewegt sich ja über die Kette auch und löst nun eine Veränderung der Ventile aus. Das heisst, wir kommen zum Takt vier und damit zum Abschluss unserer Betrachtung. Wir müssen jetzt wissen, dass der Raum mit Gasen aus der Verbrennung gefüllt ist.

4. Takt (ausstossen): Jetzt wo der Kolben an seinem unteren Totpunkt angelangt ist, sorgt die Nockenwelle dafür, dass die Auslassventile geöffnet werden. Der jetzt wieder nach oben laufende Kolben stösst die Verbrennungsrückstände aus dem Zylinder. Das erfolgt so lange, wie der Kolben nach oben läuft. Damit werden alle Rückstände ausgestossen. Der vierte und letzte Takt wurde beendet und der Zylinder ist wieder in der Startposition.

Unser Motor hat nun zwei Umdrehungen gemacht und wir sind wieder kurz vor dem Startpunkt. Das heisst, die geöffneten Auslassventile werden, wenn der Kolben ganz oben ist, geschlossen und die Einlassventile erneut geöffnet. Der beschriebene Umlauf beginnt von vorne und wir haben die Funktion des Dieselmotors kennen gelernt. Es gibt keine weiteren Schritte mehr. Während dem Betrieb wiederholen sich die Schritte immer wieder.

Bei einem Motor mit vier Zylindern sind diese in der Taktfolge so eingestellt, dass immer einer den Arbeitstakt ausführt. So ist gesichert, dass die Kurbelwelle immer in Bewegung bleibt. Grössere Motoren haben daher den Vorteil, dass zwei Zylinder gleichzeitig arbeiten. Dadurch erhöht sich insgesamt die Leistung des Motors. So gesehen, kann man anhand der Zylinder auf die Leistung des Motors Rückschlüsse ziehen.

Wie bei der Dampfmaschine haben wir aber auch hier ein Problem, denn in welche Richtung sich die Kurbelwelle dreht, ist nicht genau definiert, denn der Kolben, der sich im Takt drei nach unten bewegt, drückt einfach auf die Kurbelwelle.

Diese dreht sich nun in die Richtung, in der sie den geringsten Widerstand hat. Das darf aber zur richtigen Funktion nur in einer bestimmten Rich-tung erfolgen, deshalb wird die Drehrichtung beim Starten des Motors vorgegeben.

Es reicht, wenn man die Kurbelwelle mit einer anderen Möglichkeit dreht. So wird die Dreh-richtung vorgegeben und der Dieselmotor startet automatisch. Bei einem Ottomotor muss noch die Versorgung der Zündkerzen sicher gestellt werden.

So gesehen ist der Selbstzünder ein sehr einfacher Motor, der kaum fremde Energie benötigt, wenn er einmal in Betrieb steht. Ein Punkt, der klar für diese Bauweise spricht.

Die Kurbelwelle führt zwei Umdrehungen aus, bis wieder frische Luft in den Zylinder geführt wird. Das Prinzip nutzt den Treibstoff sehr gut aus, da er erst in den Raum gelangt, wenn sämtliche Ventile geschlossen wurden. Das ist der grosse Vorteil gegenüber den Zweitaktmotoren, wo der Treibstoff ungenutzt entweichen kann. Weiter betrachten müssen wir die Funktion nicht mehr, denn es kommen nur noch Wiederholungen.

Ihnen ist vermutlich aufgefallen, dass bei der Beschreibung so komische Begriffe vorhanden waren. Unter Zylinder und Kolben können Sie sich vielleicht noch etwas vorstellen, aber was ist eine Nockenwelle und wieso wird diese Kurbelwelle benötigt. Es wird Zeit, dass wir uns mit dem Aufbau von Verbrennungsmotoren befassen. Dazu nehmen nun den Motor mit Einspritzung. Nur die Einspritzdüse gibt es beim Ottomotor nicht.