Zunächst möchte ich an dieser Stelle die Definition der Leistung (Formel 1) erläuter.
P = M * n (*2*pi) ( 1 )
mit:
- Leistung P
- Drehmoment M
- Drehzahl n
Ein Motor erzeugt also in erster Linie ein Drehmoment, wodurch sich über die Drehzahl eine Leistung ergibt.
Ein Benzinmotor läuft nach dem Ottoprozess, auch Gleichraumprozess (Abbildung 1), während ein Dieselmotor nach dem Dieselprozess (Abbildung 2) verläuft. Beide sind an den Seiligerprozess angelehnt.
Abbildung 1
Abbildung 2
Es erfolgen also jeweils 4 thermodynamische Reaktionen:
Beim Diesel:
- isentrope Kompression (1 → 2)
- isobare Wärmezufuhr (2 → 3)
- isentrope Expansion (3 → 4)
- isochore Wärmeabfuhr (4 → 1)
Beim Otto:
- isentrope Kompression (1 → 2)
- isochore Wärmezufuhr (2 → 3)
- isentrope Expansion (3 → 4)
- isochore Wärmeabfuhr (4 → 1)
Nimmt man nun den Seilliger-Kreisprozess hinzu, so wird deutlich, dass für Diesel gilt: 2=3 und für Otto: 3=4.
Abbildung 3: Seiliger-Kreisprozess
Die eingeschlossene Fläche ist die abgegebene mechanische Arbeit.
Es ist also ersichtlich, dass die Fläche bei einem Dieselmotor größer ist und somit auch der Wirkungsgrad. (Dieser ergibt sich aus dem T-s-Diagramm)
Der Nachteil des Diesels ist allerdings, dass die gesammte Verbrennung länger dauert und idR keine hohen Drehzahlen erreicht werden und der Motor sein maximales Drehmoment in niedrigeren Drehzahlen entfaltet.
Betrachten wir wieder die Definition der Leistung, so ist nun klar, warum Dieselmotoren viel Drehmoment, aber wenig Leistung haben.