Die Erfolgsgeschichte des Dieselmotors

25.02.2005
Genf
  • Mercedes-Benz, Erfinder des Pkw-Dieselmotors, zeigt auf dem Internationalen Automobilsalon in Genf die Zukunft und vielseitigen Einsatzmöglichkeiten des modernen Dieselantriebs
Die Geschichte der Mercedes-Benz Diesel-Technologie für Pkw handelt von Tradition, Charakter und Können. Ein Überblick:
1892 - Die zündende Idee
1892 erhält Rudolf Diesel das Patent für den “Motor mit Kompressionszündung” – die Geburtsstunde des Dieselmotors. Ein Jahr später realisiert der Ingenieur sein erstes Ziel: einen lauffähigen Selbstzündermotor, bei dem der hoch komprimierte Kraftstoff mittels Einblaskompressor in den Brennraum gelangt. Doch der extrem voluminöse Motor eignet sich nur für stationäre Anwendungen und als Schiffsantrieb. Noch in seinem Todesjahr 1913 schreibt Diesel, “dass der Automobilmotor kommen wird, und dann betrachte ich meine Lebensaufgabe als beendet.”
Ab 1909 - Die technische Basis
Prosper L’Orange, genialer Ingenieur seit dem 1. Oktober 1908 in Diensten von Benz & Cie., widmet sich mit Leidenschaft Rudolf Diesels Traum: Schnelllaufende, kompaktere Dieselmotoren, die sich als Fahrzeugantrieb eignen. L’Orange konzipiert 1909 die Vorkammereinspritzung und lässt sich das Verfahren des Vorkammerdiesels patentieren. In den folgenden Jahren schafft L’Orange mit drei weiteren Erfindungen – der Trichter-Vorkammer, der Nadel-Einspritzdüse und der regelbaren Einspritzpumpe – die Grundlage für die ersten Fahrzeugdieselmotoren, die zwischen 1919 und 1921 bei Benz & Cie. in Mannheim entstehen.
1923 - Der erste Diesel-Lkw
1923 entsteht in Mannheim bei Benz mit dem Typ 5K3 der erste dieselgetriebene Lkw der Welt. Der Fünftonner verfügt über einen Vierzylinder-Vorkammerdiesel mit 8,8 Liter Hubraum. Seine Leistung: 45 bis 50 PS bei 1000 Umdrehungen pro Minute. Er braucht rund 25 Prozent weniger Kraftstoff als ein vergleichbarer 5-Tonner mit Benzinmotor. Das bei Benz entwickelte Vorkammer-Prinzip dient auch nach der Fusion mit der Daimler-Motoren-Gesellschaft im Jahr 1926 als Grundlage des Lkw-Dieselmotorenbaus des neuen Unternehmens Daimler-Benz.
Praktisch zeitgleich kontert die Konkurrenz: In Berlin-Marienfelde entwickeln die Ingenieure der Daimler-Motoren-Gesellschaft (DMG) einen fast gleich starken Lufteinblasediesel für einen Lkw, und die Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg (MAN) präsentiert einen Fahrzeugdieselmotor mit direkter Kraftstoffeinspritzung. Damit streiten drei Dieselkonzepte um den automobilen Einsatz.
1936 - Premiere im Pkw
Nach der Fusion von Benz & Cie. mit der DMG zur Daimler-Benz AG im Jahr 1926 gewinnt das zukunftsträchtigere Vorkammerprinzip die Oberhand. Im Olympiajahr1936 erscheint auf der Berliner-Automobil-Ausstellung, sorgfältig vorbereitet, der Mercedes-Benz 260 D, als erster serienmäßiger Diesel-Personenwagen der Welt. Eine Sensation. Ausgestattet ist der Vierzylinder-Motor mit einer Bosch-Einspritzpumpe, die höhere Drehzahlen und eine schnellere Kraftstoffversorgung ermöglicht. Der Motor des 260 D liefert 45 PS bei 3200 Umdrehungen pro Minute.
Der lange Weg des Diesels in den Pkw
Der Weg des Dieselmotors in den Pkw ist aber lang und von vielen Enttäuschungen begleitet. 1926 beginnt in der jungen Daimler-Benz AG die Konstruktion eines Sechszylinder-Dieselmotors für Lkw, der zwecks höherer Leistungsausbeute auch mehr Drehzahl bekommen soll - anstatt 1000 bei einem Vierzylinder nun 1300 Umdrehungen beim Sechszylinder.
Die Versuche verliefen zunächst wenig ermutigend: Die Kolben versagen wegen der extremen Belastung bei der höheren Drehzahl den Dienst, und die Kraftstoffversorgung bereitete ebenfalls Sorgen. Erst neu entwickelte Kolben der Firma Mahle und die hochpräzise Diesel-Einspritzpumpe von Bosch bringen den ersehnten Durchbruch. Im Laufe der Jahre steigt die Drehzahl in diversen Entwicklungsstufen bis Anfang der dreißiger Jahre auf 2000 Umdrehungen, mithin auch die Leistung.
Hier nun setzt 1933 die Entwicklung des Pkw-Diesels ein. Schon eine Selbstverständlichkeit im Lkw, soll er, um im Pkw interessant zu werden, in Leistung und Drehzahl nach Auffassung seiner Väter dem Benzinmotor möglichst nahe kommen. Dieses Ziel liegt in Utopia, wie die Mercedes-Ingenieure bei den ersten Versuchsläufen erkennen. Wegen der deutlich höheren Verdichtung gegenüber einem Benziner muss der Motor robuster sein und damit auch schwerer. Das höhere Gewicht ergibt größere Massenkräfte, ergo eine unruhigere Motorcharakteristik, die sich höchst ungünstig auf die Laufruhe des gesamten Wagens auswirkt.
Der erste Pkw-Diesel-Versuchsmotor, ein 3,8-Liter-Sechszylinder, leistet stattliche 82 PS bei 2800 Umdrehungen. Recht flott für einen Diesel. Die Kehrseite der Medaille: Das Fahrgestell des Versuchswagens hält die Schwingungen des Motors nicht aus. So geht es also nicht.
Vier Zylinder sind die Lösung
Entscheidend ist im November 1934 die Idee, den Sechszylinder auf einen Vierzylinder mit 2,6 Liter Hubraum zu reduzieren. Das Mercedes-Benz Vorkammerverfahren, mit dem sich der Verbrennungsvorgang in zwei Phasen vollzieht und damit "weich" abläuft, kommt im Pkw-Diesel besonders günstig zur Geltung, und die Gemischaufbereitung erfolgt über eine Vierstempel-Einspritzpumpe von Bosch. Der Vierzylinder weist, ganz modern, schon hängende Ventile auf und entwickelt bei 3200 Umdrehungen 45 PS.
In das Fahrgestell des 200 Benziners eingebaut, benimmt sich der Diesel fortan manierlich. Der Durchschnittsverbrauch liegt bei etwa 9,5 Litern und unterbietet damit die 13 Liter des benzinbetriebenen Pendants erheblich. Die Leistung reicht für eine Spitze von 90 Stundenkilometern.
Taxifahrer werden Diesel-Freunde
Kein Wunder also, dass sich "vom Fleck weg" vor allem Taxifahrer dieses Wagens bemächtigen und ihn auch nicht mehr verlassen. Die günstigen Betriebsbedingungen, die überdurchschnittliche Lebensdauer der Motoren und die robusten Karosserien, vor allem die geräumige Landaulet-Karosserie in einer speziellen Droschken-Ausführung mit bis zu sieben Sitzen kompensieren die höheren Kosten der Anschaffung bei weitem.
Erfreulich außerdem, dass der Motor im Pkw nicht raucht, keinen Dieselgeruch verbreitet und zudem relativ leise ist. Befürchtungen, die in Volkes Meinung immer wieder zu hören waren. Es entsteht so etwas wie eine verschworene Gemeinschaft der Dieselbesitzer, denen es egal ist, dass der 260 D nicht so laufruhig und leise wie ein Benziner ist. Hauptsache wirtschaftlich und langlebig. An den Taxiständen sind sie noch bis weit in die fünfziger Jahre hinein ein gewohnter Anblick.
Die Bewährung des Diesels im harten Taxialltag zieht bald auch Privatkunden in ihren Bann und die Verkaufsräume. Um diesen Kunden entgegen zu kommen, wird 1937 der Motor überarbeitet, wodurch er mehr Laufruhe erhält. Das Karosserie-Angebot wird mit Blick auf die Privatkundschaft erweitert. Sogar als zwei- und viertüriges Cabriolet sowie als offener Tourenwagen findet der Diesel seine Freunde.
Etliche Diesel-Taxen überleben den Zweiten Weltkrieg, weil sie nicht vom Militär requiriert werden. Ihre Fahrer jedoch stehen an der Front, und so sind es deren Frauen, die, wenn sie überhaupt dürften - Privatfahrten waren verboten - Aufgaben ihrer Männer übernehmen, wie zum Beispiel Evakuierungen, Versorgungsfahrten oder Transportfahrten nach streng festgelegten Regeln.
Ein beredtes Beispiel dafür ist Else Holl aus Nürtingen bei Stuttgart, die mit ihren 260 D von 1938 bis 1951 über 1,3 Millionen Kilometer zurücklegt und während des Krieges mit einem schweren Anhänger Vieh in den Stuttgarter Schlachthof fährt. Sie braucht in dieser Zeit bei 600 000 Kilometern eine neue Hinterachse, und dreimal muss der Motor überholt werden.
Bis 1940 werden rund 2000 Stück des ersten Diesel-Pkw der Welt gebaut - keine große Zahl, aber genug, um den Diesel-Personenwagen salonfähig zu machen und ihm auch für die Nachkriegszeit den Weg zu ebnen. Dank der Weitsicht seiner Schöpfer und kontinuierlicher Weiterentwicklung hat sich der Diesel-Pkw einen festen Platz in der Mercedes-Benz Modellpalette erobert.
Nach dem Krieg ist Wirtschaftlichkeit mehr denn je gefragt. Der Vierzylinder-Pkw-Dieselmotor setzt bei Mercedes-Benz seinen Siegeslauf fort. 1949 im 170 D, 1952 im 170 DS. Es folgen 180 D und 190 D – in der Pontonkarosserie von 1953. In der „Heckflosse“, dem „Strich-Acht“ und den Nachfolgebaureihen kommt der Diesel auf immer höhere Stückzahlen und ist letztlich aus der „Mittleren“ Klasse von Mercedes, der heutigen E-Klasse, nicht mehr wegzudenken. Ständige Verbesserungen, größere Hubräume und steigende Leistung, bereits 1973 immerhin 2,4 Liter und 72 PS, passen ihn ständig den Wünschen der Kunden an. Langsam kommt auch die Konkurrenz auf den Geschmack.
Kick: Mit Turbolader
Mit dem Dreiliter-Fünfzylinder bietet Daimler-Benz 1974 den leistungshungrigen Dieselfahrern 80 PS und eine neue Qualität der Laufruhe. 1979 gibt’s nochmals acht PS dazu. Mit Abgas-Turbolader ausgerüstet, bei Mercedes-Benz zum ersten Mal in einem Diesel-Pkw realisiert, einer Leistung von 115 PS und 250 Nm Drehmoment, gelingt dem Pkw-Diesel 1977 der Sprung in die S-Klasse und über den großen Teich.
In Amerika gehört es Ende der siebziger Jahre zum guten Ton, einen 300 SD TURBODIESEL, den Mercedes-Diesel der S-Klasse zu fahren, und selbst Coupéfahrer bekommen ihren Willen und den Diesel im 300 CD und 300 CD TURBODIESEL der Mittleren Mercedes-Klasse. Aber nur in den USA. In Europa dauert es noch Jahre, bis der Diesel in der S-Klasse „hoffähig“ wird.
1978 - Auf Weltrekordkurs
Auf dem gut zwölf Kilometer langen Rundkurs von Nardo in Süditalien zeigt das dieselgetriebene Forschungsfahrzeug C111-III von Mercedes-Benz aller Welt, was in einem Diesel steckt: Am 30. April 1978 gibt es insgesamt neun absolute Geschwindigkeitsrekorde (unabhängig von Motortyp und Hubraum). Die Durchschnittsgeschwindigkeit des Rekordwagens über zwölf Stunden hinweg beträgt 315 km/h. Ebenfalls rekordverdächtig ist der niedrige Verbrauch: knapp 16 Liter pro 100 Kilometer. Das selbstzündende Herz im C111-III ist ein weitgehend der Serie entsprechender 3-Liter-Dieselmotor, dessen Leistung dank Abgasturbolader und Ladeluftkühlung auf 230 PS anwächst. Das Drehmoment des Renndiesels: 402 Newtonmeter.
1983 - Motor mit Manieren
Ende 1982 bringt Daimler-Benz eine völlig neue Modellreihe auf den Markt, die „Kompaktklasse“, den kleinen Mercedes, oder, wie er von der Presse knapp genannt wird, den „190“ , Vorläufer der späteren C-Klasse. Zunächst zwei Benzin-Modelle und dann, 1983, den 190 D mit neuem 2-Liter-Diesel. Dieser leichte, sparsame und spritzige Motor hat nicht nur 75 PS in sich, er hat es vor allem um sich, denn sein Motor ist vollständig gekapselt. Ergebnis ist eine neue Qualität des Geräuschkomforts im Diesel-Pkw, innen wie außen, denn die Kapselung senkt das Motorgeräusch um rund die Hälfte. Mit dem „Flüsterdiesel“ hat Mercedes wieder einmal die Nase vorn. Der Pioniergeist ist ungebrochen.
In der neuen Mittleren Mercedes-Klasse kommen 1984 außer dem 2-Liter-Vierzylinder-Diesel auch ein 90-PS-2,5-Liter-Fünfzylinder und ein 3-Liter-Sechszylinder mit 109 PS zum Einsatz. Mit Turbolader erreichen letztere 126 und 143 PS. 1993 tritt die nächste Diesel-Generation an. Sie zeichnet sich durch Vierventil-Technik aus, mehr Drehmoment, Temperament und gute Abgaswerte.
1993 - Vierventil-Diesel und Electronic Diesel Control (EDC)
Im April 1993 erscheint der erste Pkw-Dieselmotor mit Vierventil-Technik und elektronischer Steuerung, der Electronic Diesel Control, kurz EDC. Dank Vierventiltechnik bietet das neue Triebwerk nicht nur mehr Leistung und höheres Drehmoment, es arbeitet auch noch sparsamer als die bisherigen Zweiventiler und setzt in punkto Schadstoff-Emissionen neue Maßstäbe beim Vorkammer-Motor.
EDC spielt auch beim 1995 vorgestellten 2,9-Liter Diesel-Direkteinspritzer eine entscheidende Rolle. Der 95 kW/129 PS starke Fünfzylinder ist rund 18 Prozent sparsamer als ein vergleichbarer Vorkammer-Motor. Das bedeutet zugleich 18 Prozent weniger Kohlendioxid-Emissionen, Resultat geringerer thermischer Verluste bei der Verbrennung. Mit der angepassten Abgasreinigungsanlage sinken auch Kohlenwasserstoff- und Partikel-Emissionen des Direkteinspritzers um mehr als ein Fünftel unter die Werte herkömmlicher Vorkammer-Diesel.
1997 - Unter Hochdruck
Ein neues Kapitel in der Geschichte der Pkw-Dieselmotoren beginnt 1997 wieder mit einem Vierzylinder-Triebwerk. Dessen besonderes Merkmal ist die von Mercedes-Benz zusammen mit Bosch entwickelte Kraftstoff-Direkteinspritzung nach dem Common-Rail-Prinzip. Das magische Kürzel des revolutionären Fortschritts heißt: „CDI“, Common-Rail Direct Injection, gleichbedeutend mit höherer Leistung, extrem niedrigem Kraftstoffverbrauch, minimalen Schadstoff-Emissionen und weiter gesenkter Geräuschentwicklung. Die Common-Rail-Technik unterscheidet sich deutlich vom Direkteinspritzer klassischer Bauart, der den Druck für jeden Einspritzvorgang neu aufbaut, wie zum Beispiel im Mercedes 2,9-Liter-Direkteinspritzer von 1995. Sie bedient sich einer gemeinsamen Leitung, der „Common Rail“, in welcher hoher Druck permanent erzeugt wird und den Kraftstoff so mit bis zu 1350 bar zu den variabel und sehr exakt steuerbaren Einspritzdüsen presst.
Sparsam: Nur 6,1 Liter/100 km
Der 2,2-Liter-Vierzylinder leistet 92 kW (125 PS) und entwickelt schon ab 1800 Umdrehungen ein begeisterndes Drehmoment von 300 Newtonmetern, konstant bis 2600 Umdrehungen. Erstmals als C 220 CDI in der C-Klasse angeboten, ist dieser Wagen der drehmomentstärkste Diesel seiner Hubraumklasse. Ebenso vorbildlich sind Kraftstoffverbrauch und Abgas. Auf 100 Kilometer genügen 6,1 Liter, der 62-Liter-Tank reicht für 1000 Kilometer. Die Abgas-Emissionen unterbieten die strengen deutschen Vorschriften.
2003 - Reif fürs 21. Jahrhundert
Sparsamkeit, Komfort, Leistungsstärke und ein günstiges Emissionsverhalten – mit diesen Eigenschaften empfehlen sich Dieselmotoren als zukunftsfähige Fahrzeugantriebe: Der 0,8-Liter-Dreizylindermotor im smart-Diesel macht den kleinen Stadtflitzer zu einem echten Dreiliter-Auto. Das bärenstarke 3-Liter-Fünfzylinder-Dieselaggregat im C 30 CDI AMG entfaltet eine Leistung von 231 PS und entwickelt ein Drehmoment von 540 Newtonmeter. Und für die vierzylindrigen CDI-Motoren der C- und der E-Klasse von Mercedes-Benz bietet DaimlerChrysler erstmals die Kombination aus Euro4-Norm plus Partikelfilter an. Dieser Partikelfilter arbeitet ohne Additive und verfügt über eine sehr hohe Lebensdauer.
2005 – Neuer V6-Motor setzt die große Diesel-Tradition fort
Der neue V6-Motor, die dritte Generation der Common-Rail-Motoren, setzt die große Diesel-Tradition von Mercedes-Benz fort. Nach rund 40-monatiger Entwicklungs- und Erprobungszeit geht ein neuer CDI-Sechszylinder in Serie, der alle aktuellen und zukunftsweisenden Technologien der Dieselmotoren-Entwicklung vereint – von der Mechanik über die Thermo- und Strömungsdynamik bis zum elektronischen Motormanagement und zur Abgasreinigung. Das garantiert Spitzenleistungen in punkto Leistungs- und Drehmomentcharakteristik, Wirtschaftlichkeit, Abgas-Emissionen und Laufruhe. Der neue CDI-Sechszylinder ist außerdem das erste und einzige Dieseltriebwerk, das in Kombination mit einem Siebengang-Automatikgetriebe lieferbar ist.
Mit 165 kW/224 PS Leistung übertrifft das neue Triebwerk den bisherigen Fünfzylindermotor um bis zu 38 Prozent und den Reihensechszylinder um neun Prozent. Das maximale Drehmoment steigt in Verbindung mit der /G-TRONIC auf 510 Newtonmeter und ist zwischen 1600 und 2800/min verfügbar. Die sauggeregelte Hochdruckpumpe arbeitet mit einem maximalen Einspritzdruck von 1600 bar.
Das Potential der modernen Dieselmotoren von DaimlerChrysler ist jedoch bei weitem noch nicht ausgeschöpft. Durch weitere Feinabstimmung und Optimierung der Injektoren wird der Einspritzdruck moderner CDI Pkw-Dieselmotoren auf bis zu 1800 bar steigen, in Nutzfahrzeug-Aggregaten sogar auf bis zu 2500 bar. So gelingt es, die Leistungsausbeute weiter zu erhöhen sowie Emissionen und Verbrauch zu minimieren.
Rudolf Diesel konnte wohl in seinen kühnsten Träumen nicht vorausahnen, welch glanzvolle Karriere seine Erfindung im Fahrzeugbau erlebt hat.
Historie 1996 – 2005: S 400 CDI
05c644_25
Der neue V6-Dieselmotor wird in zwei Leistungsstufen angeboten. Der ML 280 CDI leistet 140kW/190 PS, der ML 320 CDI 165kW/224 PS.
a2004f7502
Mercedes-Benz Typ 300 SD Turbodiesel Limousine, USA-Ausführung aus dem Jahre 1977.
C25894
Prosper L´Orange
805166
Benz & Cie. läßt die von Prosper L´Orange entwickelte "Verbrennungskraftmaschine mit Zündkammer" patentrechtlich schützen. Erst dieses sogenannte "Trichterpatent" DRP 397142 vom 18. März 1919 ermöglicht die praktische Umsetzung des schnellaufenden Dieselmotors. Durch entsprechende Bemessung der Breite (d) des Kragenrandes, mit welcher dieser sich gegen die vom Kühlwasser berührte Wand (e) legt, konnte die Temperatur des Zündeinsatzes (c) auf richtiger Höhe gehalten werden, so daß die Vorkammerbohrungen sich nicht mehr durch Ölkoks verstopften. Brennstoffventil (a); Vorkammer (b); Glühspirale zum Anwärmen der Vorkammer (f).
48123
Mercedes-Benz 170 V. Kurz nach dem Krieg war natürlich zunächst an aufwendige PKW-Neukonstruktionen nicht zu denken, doch zum Glück haben die Produktionseinrichtungen für den Mercedes-Benz 170V den Krieg heil überstanden. So wurde dieser Wagen bis 1955 - vielfach modifiziert - gebaut. Eine Variante war z.B. der Mercedes-Benz 170 Vb, bzw. das Pendant dazu, der dieselmotorenangetriebene Mercedes Benz 170 Db.
796937
Mercedes-Benz 170 DS. Ab 1952 bestand die Möglichkeit, den geschätzten Mercedes-Benz 170 S auch mit einem Dieselmotor zu erwerben. Der Motor des Wagens, der nun Mercedes-Benz 170 DS genannt wurde, hatte folgende technische Daten: 4-Zylinder Motor Bohrung/Hub 75/ 100 mm Hubraum 1767 cm3 Leistung 40 PS bei 3200 U/min.
796945


Lade...