Dieselkunde Teil 2

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Dieselkunde Teil 2 – Wie der Diesel laufen lernte
Eine geniale Erfindung und ihre Geschichte

“Zündung geht vorzüglich, Auspuff kommt noch brennend aus dem Zylinder, das Düsenventil ist sehr unzuverlässig, Einspritzung unkontrollierbar, das System muss verlassen werden”, notiert Rudolf Diesel (*1858, +1913) im Versuchsprotokoll. Eine wichtige Beobachtung, denn: “Mit diesem Satze tritt eine entscheidende Wendung ein; es taucht die Einblasung des Brennstoffs durch Luft auf”, kommentiert der Techniker die Entdeckung in seinem Grundlagenwerk “Die Entstehung des Dieselmotors”. Im Februar 1894 setzt er die Versuche fort und entwickelt den Motor in der Maschinenfabrik Augsburg (später MAN) weiter, die Luft wird jetzt durch Pumpen eingeblasen. Krupp, die Gasmotorenfabrik Deutz und die Maschinenfabrik der Gebrüder Sulzer in Winterthur beteiligen sich finanziell. Im Dezember 1896 läuft der erste Versuchsmotor, bei der Abnahme am 17. Februar 1897 ermittelt der Münchner Universitätsprofessor Moritz Schröter einen Wirkungsgrad von 26,2 Prozent.

Das Besondere an seiner Entwicklung ist deren Effizienz, betont auch Diesel: “Motoren mit Selbstzündung des Brennstoffes hat es schon früher gegeben; ich habe die Selbstzündung weder jemals in meinen Patenten beansprucht, noch in meinen Schriften als zu erreichendes Ziel angegeben. Ich suchte einen Prozess mit höchster Wärmeausnutzung und dieser gestaltete sich so, dass die Selbstzündung ganz von selbst in ihm enthalten war. […] Der Zweck des Verfahrens […] ist […] die Erzielung der höchstmöglichen Brennstoffausnutzung; dieser Zweck verlangt die hochverdichtete Luft.”

Jahrelange Patentstreitigkeiten: die konfliktreiche Entstehungszeit

Zunächst laufen die Geschäfte gut: Diesel, der schon als 14-Jähriger Mechaniker werden wollte und sein Studium an der Technischen Universität München als Bester seit Bestehen der Hochschule abschloss, lässt sich 1897 auf der Jahrestagung des Vereins Deutscher Ingenieure in Kassel begeistert feiern. Viele in- und ausländische Interessenten kommen nach Augsburg, um den Dieselmotor zu bestaunen. Rudolf Diesel vergibt Lizenzen für dessen Fertigung unter anderem nach Russland und in die USA. 1898 gründet er die “Dieselmotorenfabrik Augsburg” sowie die “Allgemeine Gesellschaft für Dieselmotoren” und bringt beide Unternehmen an die Börse.

Doch Patentstreitigkeiten, die über Jahre dauern werden, lassen nicht lange auf sich warten. Am 28. Februar 1892 hatte Rudolf Diesel ein Patent erhalten auf “Arbeitsverfahren und Ausführungsart für Verbrennungskraftmaschinen”. Doch, wie ihm Kritiker vorwerfen, hat diese Schrift mehr mit dem thermodynamischen Kreislauf nach Nicolas Carnot zu tun als mit dem später von ihm konstruierten Motor.

Hinzu kommen Qualitätsprobleme mit den Dieselmotoren aus Diesels eigener Fabrik. Die Aggregate laufen nicht und werden zurückgeschickt. Verantwortlich für die Defekte sind in erster Linie die schnell verschmutzenden Siebzerstäuber und die einstufigen Einblasepumpen. Diesel hatte die Motoren umkonstruiert – was bald auch den Ruf der gut funktionierenden MAN-Dieselmotoren gefährdet. Am 27. Mai 1900 sieht sich die MAN daher in einem Brief an die Frankfurter Zeitung genötigt, “sich von dem katastrophalen Versagen der Diesel Motoren-Fabrik zu distanzieren”. Die Aktien von Diesels Motorenfabriken fallen darauf rasch. Das Unternehmen wird schließlich 1906 liquidiert und 1911 gelöscht. Die glücklichen Erfindertage sind für Rudolf Diesel auch finanziell vorbei.

Der Konstrukteur erleidet mehrere Zusammenbrüche, von denen er sich nie mehr richtig erholt. Am 29. September 1913 geht er in Antwerpen an Bord eines Dampfers nach London, wo er einen Kongress besuchen will. Doch Diesel kommt nie an – er verschwindet spurlos aus seiner Kabine. Alle Anzeichen deuten auf einen Freitod hin.

Vorkammer, Einspritzpumpe, Turbo: weitere Schlüsseltechnologien

Rudolf Diesels Idee war genial – doch ohne andere bahnbrechende Erfindungen hätte der Dieselmotor den Durchbruch wahrscheinlich nicht geschafft. Der Ingenieur Prosper L’Orange (*1876, +1939) sorgte dafür, dass Kompressoren überflüssig wurden, mit denen bis dato den Dieselmotoren die Luft eingeblasen wurde. Der Deutsche französischer Herkunft, seit 1908 in Diensten von Benz & Cie., entwickelt das Vorkammerprinzip: Zwischen Einspritzpumpe und Verbrennungsraum setzt er eine Kammer. Ein Teil des Kraftstoffs verbrennt dort, und der entstehende Druck verwirbelt den Brennstoff im eigentlichen Verbrennungsraum. Die Erfindung ermöglicht eine kompaktere Bauweise von Dieselmotoren und wird am 14. März 1919 zum Patent angemeldet. Zunächst debütiert der Benz-Dieselmotor in einem Motorpflug (1922), 1924 feiert er in einem Mercedes-Lkw auf der IAA in Berlin seine Premiere.

Eine andere Schlüsseltechnologie war die Reiheneinspritzpumpe von Bosch (1927). Sie ebnete den Weg zu kleinen, schnelllaufenden Dieselmotoren für Nutzfahrzeuge und später Pkw. Denn mit ihrer Hilfe konnten Einspritzzeitpunkt und -menge geregelt und der nötige Druck erzeugt werden.

Für den weiteren Siegeszug des Diesels war die Turboaufladung entscheidend. Alfred Büchi hatte sich das Prinzip zwar schon 1905 patentieren lassen, doch es dauerte über 70 Jahre, bis mit dem Mercedes 300 SD der erste Turbodiesel-Pkw auf den Markt kam. Dank Turboaufladung schaffte der Diesel trotz geringerer Höchstdrehzahl die Wende vom lethargischen zum leistungsstarken Motor. Weil Dieselmotoren anders als Ottomotoren keine Drosselklappe besitzen, steht bereits bei geringen Drehzahlen ausreichend Abgasvolumen zum wirkungsvollen Antrieb des Laders zur Verfügung.

Die Direkteinspritzung, bei der der Kraftstoff unmittelbar in den Brennraum und nicht erst in eine Nebenkammer injiziert wird, verhalf dem Diesel schließlich zu sehr niedrigem Verbrauch, denn der Wirkungsgrad ist bei diesen Motoren besser. Elektronische Regelung und Common-Rail-Technik schließlich sorgten für akzeptable Laufruhe – und damit für den Einzug des DI-Diesel auch im Pkw.

Das Besondere an seiner Entwicklung ist deren Effizienz, betont auch Diesel: “Motoren mit Selbstzündung des Brennstoffes hat es schon früher gegeben; ich habe die Selbstzündung weder jemals in meinen Patenten beansprucht, noch in meinen Schriften als zu erreichendes Ziel angegeben. Ich suchte einen Prozess mit höchster Wärmeausnutzung und dieser gestaltete sich so, dass die Selbstzündung ganz von selbst in ihm enthalten war. […] Der Zweck des Verfahrens […] ist […] die Erzielung der höchstmöglichen Brennstoffausnutzung; dieser Zweck verlangt die hochverdichtete Luft.”

Jahrelange Patentstreitigkeiten: die konfliktreiche Entstehungszeit

Zunächst laufen die Geschäfte gut: Diesel, der schon als 14-Jähriger Mechaniker werden wollte und sein Studium an der Technischen Universität München als Bester seit Bestehen der Hochschule abschloss, lässt sich 1897 auf der Jahrestagung des Vereins Deutscher Ingenieure in Kassel begeistert feiern. Viele in- und ausländische Interessenten kommen nach Augsburg, um den Dieselmotor zu bestaunen. Rudolf Diesel vergibt Lizenzen für dessen Fertigung unter anderem nach Russland und in die USA. 1898 gründet er die “Dieselmotorenfabrik Augsburg” sowie die “Allgemeine Gesellschaft für Dieselmotoren” und bringt beide Unternehmen an die Börse.

Doch Patentstreitigkeiten, die über Jahre dauern werden, lassen nicht lange auf sich warten. Am 28. Februar 1892 hatte Rudolf Diesel ein Patent erhalten auf “Arbeitsverfahren und Ausführungsart für Verbrennungskraftmaschinen”. Doch, wie ihm Kritiker vorwerfen, hat diese Schrift mehr mit dem thermodynamischen Kreislauf nach Nicolas Carnot zu tun als mit dem später von ihm konstruierten Motor.

Hinzu kommen Qualitätsprobleme mit den Dieselmotoren aus Diesels eigener Fabrik. Die Aggregate laufen nicht und werden zurückgeschickt. Verantwortlich für die Defekte sind in erster Linie die schnell verschmutzenden Siebzerstäuber und die einstufigen Einblasepumpen. Diesel hatte die Motoren umkonstruiert – was bald auch den Ruf der gut funktionierenden MAN-Dieselmotoren gefährdet. Am 27. Mai 1900 sieht sich die MAN daher in einem Brief an die Frankfurter Zeitung genötigt, “sich von dem katastrophalen Versagen der Diesel Motoren-Fabrik zu distanzieren”. Die Aktien von Diesels Motorenfabriken fallen darauf rasch. Das Unternehmen wird schließlich 1906 liquidiert und 1911 gelöscht. Die glücklichen Erfindertage sind für Rudolf Diesel auch finanziell vorbei.

Der Konstrukteur erleidet mehrere Zusammenbrüche, von denen er sich nie mehr richtig erholt. Am 29. September 1913 geht er in Antwerpen an Bord eines Dampfers nach London, wo er einen Kongress besuchen will. Doch Diesel kommt nie an – er verschwindet spurlos aus seiner Kabine. Alle Anzeichen deuten auf einen Freitod hin.

Vorkammer, Einspritzpumpe, Turbo: weitere Schlüsseltechnologien

Rudolf Diesels Idee war genial – doch ohne andere bahnbrechende Erfindungen hätte der Dieselmotor den Durchbruch wahrscheinlich nicht geschafft. Der Ingenieur Prosper L’Orange (*1876, +1939) sorgte dafür, dass Kompressoren überflüssig wurden, mit denen bis dato den Dieselmotoren die Luft eingeblasen wurde. Der Deutsche französischer Herkunft, seit 1908 in Diensten von Benz & Cie., entwickelt das Vorkammerprinzip: Zwischen Einspritzpumpe und Verbrennungsraum setzt er eine Kammer. Ein Teil des Kraftstoffs verbrennt dort, und der entstehende Druck verwirbelt den Brennstoff im eigentlichen Verbrennungsraum. Die Erfindung ermöglicht eine kompaktere Bauweise von Dieselmotoren und wird am 14. März 1919 zum Patent angemeldet. Zunächst debütiert der Benz-Dieselmotor in einem Motorpflug (1922), 1924 feiert er in einem Mercedes-Lkw auf der IAA in Berlin seine Premiere.

Eine andere Schlüsseltechnologie war die Reiheneinspritzpumpe von Bosch (1927). Sie ebnete den Weg zu kleinen, schnelllaufenden Dieselmotoren für Nutzfahrzeuge und später Pkw. Denn mit ihrer Hilfe konnten Einspritzzeitpunkt und -menge geregelt und der nötige Druck erzeugt werden.

Für den weiteren Siegeszug des Diesels war die Turboaufladung entscheidend. Alfred Büchi hatte sich das Prinzip zwar schon 1905 patentieren lassen, doch es dauerte über 70 Jahre, bis mit dem Mercedes 300 SD der erste Turbodiesel-Pkw auf den Markt kam. Dank Turboaufladung schaffte der Diesel trotz geringerer Höchstdrehzahl die Wende vom lethargischen zum leistungsstarken Motor. Weil Dieselmotoren anders als Ottomotoren keine Drosselklappe besitzen, steht bereits bei geringen Drehzahlen ausreichend Abgasvolumen zum wirkungsvollen Antrieb des Laders zur Verfügung.

Die Direkteinspritzung, bei der der Kraftstoff unmittelbar in den Brennraum und nicht erst in eine Nebenkammer injiziert wird, verhalf dem Diesel schließlich zu sehr niedrigem Verbrauch, denn der Wirkungsgrad ist bei diesen Motoren besser. Elektronische Regelung und Common-Rail-Technik schließlich sorgten für akzeptable Laufruhe – und damit für den Einzug des DI-Diesel auch im Pkw. (4x4news/GM)

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