Technik Diesel und Benziner

Im Brennpunkt

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Diesel- und Ottomotoren rücken nicht nur in der Leistung immer näher zusammen, sondern auch in vielen anderen Eigenschaften. Sogar auf der Rennstrecke knüpft der Diesel an den Benziner an. Jüngstes Beispiel: Audi wird in Le Mans erstmals mit einem neu entwickelten V12-Diesel antreten.

Es waren im Wesentlichen drei Innovationen, die den Diesel vorangebracht haben. Einmal die konsequente Aufladung der Diesel mittels Abgasturbolader durch alle Klassen, die Einführung der Direkteinspritzung durch Audi im Jahr 1989 und dann die Entwicklung von Common-Rail-Einspritzung zur Serienreife durch Bosch (1997).

Plötzlich war der Diesel auf dem gleichen Leistungsniveau wie der Benziner, bot dabei aber deutlich mehr Drehmoment. Dank mehrfach einspritzender Common-Rail-Technik kann er mittlerweile sogar in der Laufkultur mithalten. Und bei allem bleibt ein spürbarer Verbrauchsvorteil.

Auch konstruktiv haben sich Otto- und Dieselmotor angenähert. Beide nutzen die Vierventiltechnik mit oben liegenden Nockenwellen. Im Verdichtungsverhältnis, wo früher über zehn Punkte Differenz klafften, rücken sie ebenfalls immer näher zusammen. Aus Komfort- und Abgasgründen laufen moderne Diesel bereits mit weniger als 16:1, während Benzin-Direkteinspritzer inzwischen bis zum Verhältnis 13:1 verdichten. Somit werden sich auch die Brennraum- und Kolbenformen ähnlicher.

Diesel ohne Denox oder Partikelfilter?

Wegen der deutlich höheren Zünddrücke sind freilich Kurbelgehäuse und Kurbelwellenlagerung beim Diesel viel kräftiger dimensioniert als beim Benziner. Aber auch hier gibt es Annäherung: Kurbelgehäuse aus Aluminium sind auch beim Diesel heute Stand der Technik.

Doch Otto kontert. Direkteinspritzung mit Common Rail, beim Diesel der Schlüssel zum Erfolg, wird künftig auch beim Benziner eingesetzt. Allerdings halten sich dort die Verbrauchsvorteile in Grenzen, da der Betrieb mit Luftüberschuss, beim Diesel prinzipbedingt, nur in engen Grenzen dargestellt werden kann.

Dagegen wird beim Diesel versucht, zumindest ein teilhomogenes Brennverfahren mit oder ohne Fremdzündung einzusetzen, um seine Emissionsnachteile vor allem bei Stickoxiden (NOX) zu eliminieren. Denox-Kat und Partikelfilter könnten entfallen, die Abgasentgiftung gelänge mit dem Dreiwege-Kat.

Kombination aus Otto- und Dieselmotor

VW geht noch weiter und forscht an der Kombination von Otto- und Dieselverbrennnung (CCS = Combined Combustion System). Doch noch funktioniert dies nur stationär auf dem Prüfstand. Außerdem ist hierzu ein spezieller, synthetischer Kraftstoff erforderlich.

Ein Hauptnachteil des Diesel sind die hohen Kosten. Der Motor an sich ist teurer, hinzu kommen Turbolader und Ladeluftkühlung sowie die aufwendige Abgasentgiftung mit Partikelfilter und Harnstoffzusatz. Batterie, Anlasser und Kraftübertragung müssen
kräftiger dimensioniert werden. Doch beim Ottomotor verteuert sich auch all dies, wenn er in Zukunft zunehmend als Turbo eingesetzt wird. Mit Direkteinspritzung und Doppelaufladung, wie im VW TSI praktiziert, steigen die Kosten sogar erheblich.

Trotzdem geht die Annäherung weiter. Schon arbeiten die Entwickler an einer neuen Benziner-Generation, die ganz wie der Diesel ohne Drosselklappe und ohne variablen Ventilhub à la BMW-Valvetronic auskommt. Damit dürfte sich die Verbrauchsdifferenz zwischen beiden Konzepten weiter verringern – der Wettstreit zwischen Otto und Diesel spitzt sich also weiter zu.

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