Wenn man diese riesigen LKWs sieht, die riesige Lasten den Berg hinaufschleppen, könnte man meinen, das sei die Aufgabe eines Standardmotors, aber was wir meistens missverstehen, ist die immense Kraft, die ein Dieselmotor erzeugt, um diesen Prozess zu ermöglichen und die Arbeit zu erledigen. Diese Dieselmotoren sind die Kraftquelle hinter einigen der größten und stärksten Maschinen wie Lastwagen, Zügen und Schiffen.

Was ist ein Dieselmotor, und wie funktioniert er?

Ein Dieselmotor ist eine Art von Verbrennungsmotor, der es ermöglicht, den Kraftstoff im zentralen Teil des Motors zu verbrennen, indem heiße Hochdruckluft in eine Kammer oder die Zylinder eingespritzt wird, um Energie zu erzeugen.

Die Standard-Benzinmotoren, die wir in unseren Autos haben, sind ebenfalls Verbrennungsmotoren, im Gegensatz zu den Motoren mit äußerer Verbrennung, die man in altmodischen Dampflokomotiven findet; dennoch ist ein Dieselmotor leistungsfähiger.

Außerdem sind diese Verbrennungsmotoren auch effizienter, da sie nicht viel Energie verschwenden, da die Wärme nur an einem Ort bleibt. Sie werden auch feststellen, dass Ihr Verbrennungsmotor mehr Leistung aus der gleichen Menge Kraftstoff erzeugt als jeder andere Verbrennungsmotor.

Die Funktionsweise eines Dieselmotors lässt sich in vier einfachen Schritten erklären:

Ansaugung

Dabei wird Luft angesaugt, während sich der Kolben in der Bohrung bewegt und das Einlassventil öffnet. Entscheidend ist, dass dies geschieht, wenn der Luftdruck etwa 1,7 bis fast 2,4 Megapascal beträgt. Erst dann kann die Luft in jeden der Zylinder angesaugt werden.

Andere Startmethoden hängen von der Größe des Motors und der angeschlossenen Last ab. Dazu gehören die Verwendung von Hilfsmitteln, die Zuführung von Druckluft zu einem luftbetriebenen Motor, die Versorgung eines elektrischen Anlassers mit elektrischem Strom und die Verwendung eines kleinen Benzinmotors, der mit dem Schwungrad des Motors verbunden ist.

Kompression

Wenn sich das Einlassventil am unteren Ende des Hubs schließt, kann der Kolben aufsteigen und die darin gesammelte Luft verdichten. Ein Dieselmotor verwendet kein Luft-Kraftstoff-Gemisch, sondern komprimiert Luft, wodurch Vorzündungsprobleme vermieden werden, die meist bei hochverdichteten Ottomotoren auftreten. Mit Dieselmotoren können leistungsfähigere Verdichtungsverhältnisse und ein höherer theoretischer Wirkungsgrad erreicht werden.

Zündung

Wenn der Kraftstoff am oberen Ende des Hubes eingespritzt wird, drückt er den Kolben nach unten und ermöglicht die Zündung. Der Dieselmotor gewinnt an Energie, wenn der brennende Kraftstoff in den Zylinder gespritzt oder eingespritzt wird, wo heiße, komprimierte Luft vorhanden ist. Damit dieser Prozess funktionieren kann, muss die Lufttemperatur jedoch höher sein als die Temperatur, bei der sich der eingespritzte Kraftstoff entzünden kann. Dadurch kann der Kraftstoff mit dem Luftsauerstoff reagieren und folglich verbrennen.

Interessant ist auch, dass diese Dieselmotoren auch als Selbstzünder bezeichnet werden, da die Verbrennung durch die Erhitzung der Luft durch die Kompression und nicht durch einen elektrischen Funken ausgelöst wird.

Auspuff

Wenn der Kolben nach oben fährt, öffnet er das Auslassventil, damit das verbrannte Gas entweichen kann. Ein Turbolader und ein Nachkühler in Dieselmotoren verbessern die Leistung in Bezug auf Wirkungsgrad und Leistung.

Wie unterscheidet sich der Dieselmotor von Benzin- und Ottomotoren?

Obwohl ein Dieselmotor und ein Benzinmotor viele ähnliche Hauptbestandteile haben und beide nach dem Viertaktverfahren arbeiten, gibt es einige inhärente Unterschiede in der Art und Weise, wie sich der Kraftstoff in diesen beiden Motoren entzündet und wie die Leistungsabgabe geregelt wird.

Die wichtigsten Unterschiede sind:

Zündung

In einem Benzinmotor wird das Kraftstoff-Luft-Gemisch durch einen Funken entzündet. Dazu werden Kraftstoff und Luft in kleine Metallzylinder eingespritzt, und durch die Kompression des Kolbens wird dieses Gemisch explosiv. Es entzündet sich folglich durch einen elektrischen Funken, wenn die Zündkerze im Motor es in Brand setzt. Dieses Kraftstoff-Luft-Gemisch explodiert dann und erzeugt genug Kraft, um den Kolben auf den Zylinder zu drücken und das Fahrzeug zu starten.

Obwohl Dieselmotoren einem einfacheren Prozess folgen, sind sie viel handlicher. Die Zündung beim Dieselmotor erfordert nur die Kompression von Luft. Während ein Ottomotor ein typisches Verdichtungsverhältnis von 9:1 hat, arbeitet ein Dieselmotor mit einem Verdichtungsverhältnis von 20:1. Daher kann die Kompression allein den Kraftstoff entzünden, wenn die Luft eine höhere Temperatur hat, ohne dass ein elektrischer Funke oder ein anderes Zündsystem erforderlich ist.

Ein einfacher Weg, diesen Prozess zu verstehen, ist, ihn mit dem Aufpumpen eines Fahrradreifens zu vergleichen. Vielleicht bemerken Sie, dass die Pumpe immer heißer wird, je länger Sie sie benutzen. Das zeigt, dass beim Komprimieren von Luft Wärme entsteht. Auf die gleiche Weise komprimiert ein Dieselmotor Wärme auf noch kleinerem Raum. Dadurch wird die Luft heiß; sie kann bis zu 500°C und manchmal sogar noch höher werden.

Wenn dann der Kraftstoff eingespritzt wird, entzündet er sich sofort und explodiert, ohne dass eine Zündkerze benötigt wird, wie es bei einem Petroleum- oder Ottomotor der Fall ist. Dieser ganze Prozess zeigt die Stärke und Effizienz des Dieselmotors und wie wichtig er im Vergleich zu anderen Motortypen geworden ist, insbesondere zu denen, die mit Erdöl und Benzin arbeiten.

Luft per Ansaugung

Ein Dieselmotor saugt unabhängig von der Motordrehzahl immer die gleiche Menge Luft durch einen Einlasskanal an, der sich nur mit Hilfe eines Einlassventils öffnet und schließt. Bei einem Ottomotor hingegen wird eine unterschiedliche Luftmenge angesaugt. Sie hängt davon ab, wie weit die Drosselklappe geöffnet wird.

Aufbau des Motors

Auch wenn ein Dieselmotor fast genauso aussieht wie ein Benzinmotor und fast die gleichen Teile enthält, so hat er doch eine Menge anderer Komponenten, die ihn haltbarer machen als einen Benzinmotor.

Ein Dieselmotor hat in der Regel dickere Wände und mehr Versteifungsstege als ein Benzinmotor. Das verleiht ihm zusätzliche Festigkeit und hilft ihm, zusätzliche Belastungen zu ertragen.

Ein Dieselmotor ist in der Regel ein robusterer Motorblock mit stärkeren Pleuelstangen, Kolben, Lagerdeckeln und Kurbelwellen. Da sich die Form der Verbrennungs- und Wirbelkammern eines Dieselmotors von der eines Benzin- oder Gasmotors unterscheidet, ist auch die Konstruktion des Zylinderkopfes bei beiden unterschiedlich.

Kraftstoff

Wie man sieht, arbeitet ein Dieselmotor mit Dieselkraftstoff und ein Benzinmotor mit Benzin; es ist jedoch notwendig zu verstehen, wie diese verschiedenen Kraftstoffe mit der Funktionsweise ihrer Motoren kompatibel sind und sie effizienter machen.

Der Dieselkraftstoff ist meist weniger raffiniert, gehaltvoller, zähflüssiger und weniger flüchtig als Benzin. Diejenigen unter Ihnen, die schon einmal die Aufschrift „derv“ auf einer Dieseltankstelle gesehen haben, sollten diesen Kraftstoff für ihre Fahrzeuge mit Dieselmotor verwenden.

Das Verhältnis zwischen Dieselkraftstoff und Wasser ist auch in diesem Fall wichtig zu beachten. Er kann sich bei Kälte versteifen oder sogar verfestigen, da er Wassermengen enthält, die gefrieren können. Er kann etwa 50 oder 60 Teile Wasser vertragen. Dies kann ein wenig problematisch sein, da es das Einfrieren oder Wachsen von Kraftstoffleitungen und Einspritzdüsen verursachen kann.

Wenn Sie schon einmal jemanden gesehen haben, der im Winter Lampen an seinem LKW mit Dieselmotor ausbläst, wissen Sie, warum das so ist. Darüber hinaus verwenden andere auch bestimmte Zusätze, um dieses Problem zu vermeiden.

Zudem werden Sie feststellen, dass Dieselkraftstoff eine höhere Energiedichte hat als Benzin und Ottokraftstoff. Diese größere Leistung von etwa 147.000 BTU, die im Durchschnitt von einer Gallone Dieselkraftstoff erzeugt wird, bedeutet, dass er mit einer höheren Leistung, Effizienz und einer besseren Kilometerleistung einhergeht.

Dies erklärt auch, warum Dieselkraftstoff für den Antrieb wichtiger Transportfahrzeuge wie Busse, Lastwagen, Züge, Kräne, Bau- und Landwirtschaftsmaschinen sowie Boote verwendet wird, was ihn für die Bau-, Transport- und Landwirtschaftsindustrie und damit für die gesamte Wirtschaft von entscheidender Bedeutung macht.

Typen von Dieselmotoren

Die Dieselmotoren gibt es in zwei verschiedenen Ausführungen: Zweitakt- und Viertaktmotoren. Der Hub bezieht sich auf die Arbeitsweise des Kolbens im Motor, und das unterscheidet die beiden Modelle grundlegend.

Zweitakt

Ein Zweitakt-Dieselmotor nutzt den Hub in zwei Richtungen, um seinen Zyklus zu vollenden. Beim ersten Hub geht es um die Verdichtung, wenn sich der Kolben nach oben bewegt und die Zündung des komprimierten Kraftstoffs bewirkt. Der zweite Hub oder Rückhub geschieht, wenn sich der Kolben nur einmal nach unten bewegt, um neuen Kraftstoff in den Zylinder zu bringen.

Der Zweitaktmotor folgt in der Regel diesen drei notwendigen Schritten:

1. Aus- und Einlass: wenn die frische Luft in den Zylinder eintritt und die alte durch die Ventile oben herausgedrückt wird.
2. Kompression: dies geschieht, wenn sich die Einlass- und Auslassventile schließen und der Kolben sich nach oben bewegt, um die Luft zu komprimieren und dann folglich zu erhitzen. Der Kraftstoff wird hinzugefügt, wenn der Kolben den oberen Teil des Zylinders erreicht, und führt dann zur Selbstzündung.
3. Kraft: Mit der Zündung des Luft-Kraftstoff-Gemischs wird der Kolben nach unten bewegt, und die Kraft wird zum Anfahren der Räder übertragen.

Viertaktmotoren

Ein Viertaktmotor kann sowohl zu einem Dieselmotor als auch zu einem Benzinmotor gehören. Er hat einen Verdichtungstakt und einen Auspufftakt sowie jeweils einen Rücklauftakt, so dass er insgesamt ein Viertaktmotor ist.

Der Verdichtungstakt dient dazu, das Luft-Kraftstoff-Gemisch zu verdichten, um die Zündung herbeizuführen, während der Auspufftakt dazu dient, die verbrannten Gase freizusetzen. Der Kolben bewegt sich in diesem Fall zweimal auf und ab.

Der Viertaktmotor besteht aus vier Hauptschritten:

1. Ansaugung: Hier wird Luft durch das Einlassventil in den Zylinder angesaugt, während sich der Kolben nach unten bewegt.
2. Kompression: Dies geschieht, wenn sich der Kolben nach oben bewegt, das Einlassventil schließt und die Luft komprimiert, um sie zu erwärmen. Da Kraftstoff eingespritzt wird, erfolgt die Zündung ohne Zündkerze.
3. Leistung: Mit der Zündung wird der Kolben nach unten gedrückt, und die Leistung wird an die Räder übertragen.
4. Auspuff: Der Kolben fährt nun zurück, und die verbrannten Gase werden durch das Auslassventil weit nach außen gedrückt.

Unterschiede zwischen den beiden Typen

Der wesentliche Unterschied zwischen dem Zweitaktmotor und dem Viertaktmotor ist zwar die Anzahl der Takte, aber auch andere Faktoren unterscheiden diese beiden Typen voneinander. Einige davon sind im Folgenden aufgeführt:

• Zweitaktmotoren sind leichter und kleiner als Viertaktmotoren.
• Zweitaktmotoren sind auch effizienter, weil sie bei jeder Umdrehung einmal Leistung erzeugen und nicht wie Viertaktmotoren bei jeder zweiten Umdrehung. Dies ist zwar ein Pluspunkt, bedeutet aber auch, dass Zweitaktmotoren einem höheren Verschleiß unterliegen können. Daher benötigen sie möglicherweise mehr Kühlung und Schmierung.
• Die meisten Dieselmotoren sind Viertaktmotoren. Zweitaktmotoren sind in der Regel in größeren Motoren zu finden, z. B. in Schiffen und Motorrollern. Auf der anderen Seite gibt es Viertaktmotoren, die häufig in Autos, Lastwagen und anderen Fahrzeugen verwendet werden.
• Zweitaktmotoren benötigen ein leichteres Schwungrad, während Viertaktmotoren ein schweres Schwungrad benötigen. Der Viertakter erzeugt eine ausgewogenere Kraft mit einer Umdrehung für einen Arbeitstakt, und der Zweitakter erzeugt eine unausgewogenere Kraft mit zwei Umdrehungen für einen Arbeitstakt.
• Die Schmierung ist bei Zweitaktmotoren im Allgemeinen einfacher und bei Viertaktmotoren komplizierter.
• Zweitaktmotoren gelten als lauter als Viertaktmotoren. Sie erzeugen auch mehr Rauch.
• Zweitaktmotoren sind viel billiger als Viertaktmotoren, die aufgrund ihrer Ventil- und Schmiermechanismen sowie einer vergleichsweise schwierigen Herstellung teurer sein können.

Zusammenfassung der Geschichte des Dieselmotors

Es war Rudolf Diesel, ein deutscher Ingenieur, der die Idee für den Dieselmotor hatte, daher ist der Dieselmotor nach ihm benannt. Diesel war derjenige, der erkannte, dass der Kompressionshub das elektronische Zündverfahren des bestehenden Benzinmotors ersetzen könnte. Er schlug diesen Zyklus in seinen Patenten von 1892 und 1893 vor. Es handelte sich zunächst um einen Viertaktmotor.

Zunächst wurde entweder pulverisierte Kohle oder flüssiges Petroleum als Kraftstoff vorgeschlagen. Der erste Industriemotor, der auf der Grundlage von Diesels Patenten entwickelt wurde, wurde in St. Louis, Mo., von Adolphus Busch gegründet und wurde zum Vorläufer des Busch-Sulzer-Motors. Er trieb im Ersten Weltkrieg viele US-U-Boote an.

Später wurden Kriegsheimkehrer, die Dieselmotoren betrieben hatten, von Herstellern übernommen, die den Zweitakt-Diesel entwickeln wollten. Dadurch wurden Dieselmotoren billiger und leichter herzustellen.

Später wurde auch die Kraftstoffeinspritztechnik eingeführt, um dem wachsenden Bedarf an einem Hochdruck-Einspritzluftkompressor gerecht zu werden. Sie begann als eine Pumpe, die den Hochdruckluftkompressor ersetzen sollte.

Es gab jedoch noch eine weitere Verbesserung, die vorgenommen werden musste. Die Abgase des Motors enthielten extrem viel Rauch, was zu einer unsachgemäßen Verbrennung des Kraftstoffs führte. Daher wurde eine Einspritzdüse eingeführt, die den Kraftstoff in den Zylinder einspritzte.

Im Jahr 1914 leistete William T. Price, ein junger amerikanischer Ingenieur, ebenfalls einen Beitrag zum Dieselmotor, indem er an einem Motor arbeitete, der ein niedrigeres Verdichtungsverhältnis und keine Glühbirnen benötigte. Er war erfolgreich und meldete daher auch Patente an. Es war jedoch noch viel zu tun, um den Dieselmotor in die heute gebräuchliche Form zu bringen.

Zu dieser Zeit wurden Zweitaktmotoren üblicherweise zur Stromerzeugung, zum Betrieb von Wasserpumpwerken und für Motorboote, Trawler und Schlepper eingesetzt.

In den frühen 1920er Jahren bauten General Electric und Ingersoll-Rand gemeinsam eine dieselelektrische Lokomotive. Der Erfolg war so groß, dass die Lokomotive zu Aufträgen aus fast allen Branchen führte, darunter Fabriken, Bergwerke und Eisenbahnen. Heute werden sie in schweren Baumaschinen, leistungsstarken Traktoren und den meisten großen Lastwagen und Bussen eingesetzt.

Obwohl die Verwendung von Dieselmotoren auch Nachteile hat, wie z.B. eine geringere Schadstoffbelastung der Luft, ist die Erfindung des Dieselmotors ein Durchbruch, der für verschiedene Industriezweige in der Welt, vor allem für den Verkehr, das Bauwesen und die Landwirtschaft, von großem Nutzen war.

Daher ist es von höchster Bedeutung zu wissen, wie dieser Prozess eingeleitet wurde, und die verschiedenen Arten von Diesel-LKW-Motoren, die heutzutage existieren.

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Bei STP Diesel, glauben wir an die Suche & Reparatur der Ursache des Scheiterns, nicht nur das Symptom. Die Vermeidung wiederholter Reparaturen ist eine unserer wichtigsten Grundlagen; die Fähigkeit, auch vorbeugende Reparaturen zu erkennen, ist der Schlüssel, um Ihr Fahrzeug auf der Straße zu halten.

Bessere Kenntnisse darüber, wie ein Dieselmotor funktioniert und wie er sich von anderen Motorentypen wie Benzinmotoren unterscheidet, bieten ein klareres Bild davon, wie wir uns technologisch weiterentwickelt haben.

Wenn Sie also das nächste Mal einen großen LKW mit Dieselmotor sehen, der an Ihrem Auto vorbeifährt und eine große Ladung transportiert, sollten Sie die Unterschiede erkennen und die Mechanik verstehen, die hinter dem Antrieb steckt.

STP Diesel bedient derzeit den Großraum Houston, einschließlich The Woodlands, Spring, Conroe, Tomball, Magnolia, Baytown, Sugar Land und Katy.