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Fachleute sagen dem Dieselmotor eine strahlende Zukunft voraus. Grund für ihren Optimismus ist unter anderem die Entwicklung der letzten zehn Jahre. Lag der Diesel-Pkw-Anteil vor zehn Jahren noch bei 14 Prozent, so hat er sich bis heute auf 27 Prozent nahezu verdoppelt.

Ein Grund für die rasante Diesel-Entwicklung ist die Weiterentwicklung der Dieseltechnik. Einen wesentlichen Meilenstein auf diesem Weg stellt die Diesel-Direkteinspritzung dar. Beim Dieselmotor wird flüssiger Kraftstoff in den Motor eingespritzt und dann stark verdichtet, so dass es zur Selbstzündung kommt. Durch die Verbrennung des Kraftstoffs kommt es zu weiterer Drucksteigerung im Zylinder.

In der Diesel-Entwicklung entstanden zunächst Nebenkammermotoren. Diese Dieselmotoren verwenden Mischkammern, um trotz des niedrigen Einspritzdrucks eine gute Durchmischung von Kraftstoff und angesaugter Luft zu erhalten, wie sie für hohe Drehzahlen und wettbewerbsfähige Motorleistungen nötig ist. Der Wirkungsgrad der Nebenkammermotoren ist jedoch niedrig, weil die Strömung der Luft in die Kammer hinein, und das Ausblasen der heißen Gase aus der Kammer heraus mit Strömungsverlusten, Wärmeverlusten über die Motorwand und mit verzögertem Brennen verbunden ist.

Bei der direkten Einspritzung treten solche Verluste nicht auf. Der damit erzeugte Verbrauchsvorteil wird auf 15 bis 20 Prozent geschätzt. Voraussetzung ist allerdings ein hoher Einspritzdruck, um eine gute Durchmischung zu erhalten. In der Mitte der siebziger Jahre begann die Entwicklung mit etwa 700 bar, ab 1985 gab es einen starken Aufschwung und heute liegen die maximalen Einspritzdrücke beim DI-Motor bereits bei 2100 bar.

Solche Drücke erreicht man mit dem Pumpe-Düse-System, dem System mit dem höchsten Druckpotential von allen Pkw-Systemen. Das Pumpe-Düse-System ist ein magnetventilgesteuertes Einzelzylindersystem. Pumpe und Düse sind in einem Modul untergebracht, das deshalb mit nur wenigen hochdruckführenden Teilen auskommt. Pro Zylinder wird eine Pumpe-Düse-Einheit eingesetzt, so dass sich dieses System für  beliebige Zylinderzahlen eignet. Das Pumpe-Düse-System kann den hohen Druck deshalb gut aufbauen, weil dieser auf sehr engem Raum erzeugt wird und der verdichtete Kraftstoff nicht über eine Rohrleitung zum Zylinder geschickt werden muss. Das Pumpen-Element sitzt unmittelbar über der Einspritzdüse im Zylinderkopf.

Das Pumpe-Düse-System ermöglicht eine Voreinspritzung. Diese wird über eine mechanisch-hydraulische Einheit im Düsenbereich gesteuert. Die Einspritzperiode beginnt mit dem Schließen des Magnetventils. Es erfolgt die Voreinspritzung durch Bewegung der Düsennadel. Gleichzeitig wird ein Speicherkolben im Speicherkörper mit Druck beaufschlagt. Sobald diese Druckkraft höher als die Vorspannkraft der Düsenfeder ist, bewegt sich der Speicherkolben und gibt Volumen frei. Dadurch wird der Druck im Hochdruckraum schlagartig abgesenkt. Die Düsennadel schließt sehr schnell und beendet die Voreinspritzung. Die Haupteinspritzung beginnt mit dem Erreichen des nun erhöhten Öffnungsdrucks an der Düse. Die Einspritzperiode endet mit dem Öffnen des Magnetventils.

Das Pumpe-Düse-System hat einen dreieckförmigen Einspritzverlauf und eine abgesetzte Voreinspritzung. Dieser Einspritzverlauf kommt den Forderungen der Motorenentwickler entgegen.


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Querschnitt durch den Dieselmotor-Zylinder