Zeit, kurz an einen Geburtstag zu erinnern. Er wurde am 18. Mรคrz 1858 geboren und hat jene Maschine erfunden, die der Menschheit bis heute zu einer gรผnstigen und รคuรerst effektiven Quelle fรผr Krafterzeugung verhalf. Mit seiner Entwicklung stand dem Menschen eine Quelle zuvor nie gekannter Kraft zur Verfรผgung. Die konnte nicht nur Autos, sondern auch Traktoren, Lokomotiven und Lastwagen antreiben. Der spektakulรคre Zuwachs an Produktivitรคt in der Landwirtschaft, die Transportleistungen schwerer Lastwagen, krรคftiger Gรผterzuglokomotiven und riesiger Containerschiffe โ unvorstellbar ohne die Erfindung des deutschen Ingenieurs Rudolf Diesel.
Heute ist sie Objekt von heftigsten Anfeindungen; sogar Tausende von erfundenen Toten mรผssen herhalten, um ihre Gefรคhrlichkeit zu belegen. Jetzt soll diese beeindruckende Entwicklung im Orkus der Geschichte verschwinden. Grรผne, NGOs und Heerscharen von ยปUmweltschรผtzernยซ bekรคmpfen Otto- und Dieselantrieb bis aufs Blut. Aufgrund kruder grรผner ideologischer Vorstellungen sollen 16 Millionen Besitzer von Diesel-Fahrzeugen enteignet werden mit einem geschรคtzten Schaden von 240 Milliarden Euro.
Die EU erklรคrte bereits das Aus fรผr den Verbrennungsmotor. ยปDer Verbrennungsmotor hat seine Blรผtezeit hinter sich. Ich glaube nicht, dass in 15 Jahren noch jemand mit Diesel oder Benzin fรคhrtยซ, sagte die zustรคndige EU-Kommissarin fรผr Binnenmarkt, Industrie und Unternehmen, Elzbieta Bienkowska.
Ob Rudolf Diesel seinerzeit geahnt hรคtte, welche Verwerfungen seine Erfindung dermaleinst auslรถsen wรผrde?
Er befasste sich vor 120 Jahren mit Kรคltemaschinen, also auch mit Kompression. Das kennen wir, wenn wir mit der Luftpumpe unseren Fahrradreifen aufpumpen. Die Pumpe wird warm. Erhรถhen wir den Druck noch weiter, wird die Luft irgendwann so heiร, dass sich Kraftstoff von selbst entzรผndet, kรถnnten wir ihn in diese komprimierte heiรe Luft einspritzen. Daher kommt auch der Name ยปSelbstzรผnderยซ. Im Gegensatz dazu benรถtigt der andere Typ von Verbrennungsmotor des Nikolaus August Otto eine Fremdzรผndung in Form eines Zรผndfunkens einer Zรผndkerze, um die Verbrennung in Gang zu setzen.
Rudolf Diesel, am 18. Mรคrz 1858 in Paris geboren, wuchs in รคrmlichen Verhรคltnissen auf. Die Familie Diesel musste nach Ausbruch des Deutsch-Franzรถsischen Krieges 1870 wie alle Nichtfranzosen Frankreich verlassen. Ein Onkel in Augsburg nahm ihn als Pflegekind auf. Der Zufall wollte es, dass dieser Onkel Professor an der Augsburger Kรถniglichen Kreisgewerbeschule war. So kam Diesel mit Physik und Mechanik in Verbindung, studierte ab 1875 an der Polytechnischen Schule in Mรผnchen, dem Vorlรคufer der heutigen Technischen Universitรคt Mรผnchen. Seine Abschlรผsse bestand er immer als Bester.
Er besuchte unter anderem die Vorlesungen des Professors Carl Linde, des Grรผnders des Linde-Konzerns. Der hatte das erste Labor fรผr Maschinen in Deutschland eingerichtet und leistete mit der Erfindung der Kรคltetechnik und des Kรผhlschranks mehr fรผr die Gesundheit der Menschen als alle grรผnen Gutmenschen mit ihren wirren Vorstellungen รผber korrekte Lebensmittel und neues Leben.
Beide, der berรผhmte und spรคter geadelte Professor Linde und sein Musterschรผler kannten natรผrlich die Arbeiten des berรผhmten franzรถsischen Physikers und Ingenieurs Nicolas Lรฉonard Sadi Carnot mit den ยปBetrachtungen รผber die bewegende Kraft des Feuers und die zur Entwicklung dieser Kraft geeigneten Maschinenยซ. Darin zeigte er, was heute partout nicht in rote und grรผne Kรถpfe will, warum nรคmlich eine Dampfmaschine mechanische Arbeit verrichten kann und vor allem, wodurch ihr Wirkungsgrad und ihre Grenzen bestimmt werden. Wรผrden mehr grรผne und rote abgebrochene Soziologen und andere Schwรคtzer mal etwas davon gehรถrt haben โ niemals kรคme jemand auf die verwegene Idee einer Energiewende oder gar des Verbotes von Benzin oder Diesel angetriebenen Autos.
Carnot erkannte, dass รผberall dort, wo ein Temperaturunterschied existiert, auch eine mechanische Kraft erzeugt werden kann. Er hatte beschrieben, wie eine Maschine mit einem deutlich hรถheren Wirkungsgrad konstruiert sein muss, um also aus dem Brennstoff deutlich mehr mechanische Energie herauszuholen. Den Konstrukteuren der Dampfmaschinen blieb damals in Ermangelung besserer Materialien nicht viel anderes รผbrig, als auszuprobieren, wie dick oder dรผnn zum Beispiel das Blech der Dampfkessel sein musste. Mit teilweise schlimmen Folgen, wenn ein unter hohem Druck stehender Dampfkessel explodierte, weil die Wandstรคrke doch zu gering war oder der Stahl fehlerhaft.
Den Herstellern von Dampfmaschinen gelang es nicht, den Wirkungsgrad ihrer Maschinen wesentlich zu steigern. Die setzten nur etwa 10, 15 Prozent der Energie der Kohle in mechanische Energie um. Also eine verhรคltnismรครig ineffiziente Maschine, die viel Kohle fรผr bescheidene Krafterzeugung verbrauchte. Mehr ging jedoch nicht.
Nikolaus Otto hatte den nach ihm benannten Ottomotor erfunden. Er war schon deutlich besser als die Dampfmaschine, setzte mehr Energie des Brennstoffs in mechanische Energie um. Aber er war immer noch nicht so effizient, wie sich das Rudolf Diesel ertrรคumte. Er wollte seine ideale Wรคrmekraftmaschine nach der Theorie des idealen Kreisprozesses von Carnot konstruieren.
Diesels Maschine komprimierte Luft, erhitzt sie bis zu jenem Punkt an dem รl, das eingespritzt wird, zรผndet. Er meldete am 27. Februar 1892 ein Patent auf seinen Dieselmotor an; genau an diesem Tag, 126 Jahre spรคter, kam der gerichtliche KO-Schlag fรผr den Dieselmotor. Da nรคmlich erlaubte das Bundesverfassungsgericht Kommunen, Fahrverbote fรผr Dieselfahrzeuge zu erlassen.
Seine Maschine musste mit einem hohen Druck und viel Sauerstoff arbeiten, einem sogenannten Luftรผberschuss. Nur dann konnte deutlich mehr Energie aus dem Brennstoff gewonnen werden. Doch schaffte es Diesel, mit den damaligen Materialien einen Zylinder mit Anschlรผssen zu bauen, der die sehr hohen Drรผcke aushalten konnte, die er berechnet hatte? Oder flog ihm die Konstruktion in einer gewaltigen Explosion um die Ohren?
Heute kann man sich den Mut und Ausdauer Diesels zu seinen teilweise gefรคhrlichen Experimenten kaum mehr vorstellen. Seine Erfindung ist heute salonreif geworden, wir setzen uns in unsere bequemen Autos. Unter der Motorhaube sitzen gleich vier solcher Zylinder, in die unter fast unvorstellbar hohen Drรผcken Sprit eingepreรt wird. Die mehreren tausend Explosionen in der Minute zerreissen nicht das Gehรคuse, sondern treiben mit ungeheurer Kraft Gefรคhrte mit zwei bis drei Tonnen Gewicht nach vorn. Wir hรถren nur ein sanftes Sรคuseln und wundern uns vielleicht noch an der Tankstelle, wie wenig Sprit dieses mechanische Wunderwerk benรถtigt.
Rudolf Diesel musste dagegen seinerzeit einen Vorlรคufer der Einspritzpumpe entwickeln. Er baute einen komplizierten Kompressor, eine sogenannte Einblasmaschine, die zuerst Benzin in Luft zerstรคubte und das Gemisch in den Brennraum drรผckte. Doch dieses leicht entzรผndliche Benzin-Luft-Gemisch durfte unter dem Druck vorher nicht zu heiร werden, es verbrannte sonst schon auf dem Weg in den Brennraum. Und so manches Mal endeten seine Versuche in Explosionen und Flammen.
1897, vor gut 120 Jahren also, setzte sich der erste funktionierende Motor nach dem Prinzip des Rudolf Diesel laut knatternd in Bewegung. Die Ingenieure registrierten einen sensationellen Wirkungsgrad von 26,2 Prozent.
Endlich stand dem Menschen eine Maschine zur Verfรผgung, mit der er so viel Kraft erzeugen konnte wie noch nie zuvor. Diesel selbst stellte sich vor, dass damit nicht mehr nur groรe Industrieunternehmen wie Stahlfabriken, Bergwerksbetriebe und groรe Textilfabriken in den Genuss mechanische Energieerzeugung waren, sondern dass damit auch kleineren Unternehmen und Handwerksbetrieben eine bezahlbare Kraftquelle zur Verfรผgung stand. Wohlgemerkt: Kleinere elektrische Sรคgen, Drehmaschinen, gar akkubetriebene Meiรel, Bohr- und Frรคsmaschinen gab es nicht. Den mรผhsamen Antrieb besorgten seinerzeit Menschen oder Tiere.
Frรผher war der Dieselmotor im Vergleich zum Benzinmotor der rauhe, ungehobelte Geselle. Aufgrund seiner hohen Kraftentfaltung konnte er gut schwere Lastwagen und Lokomotiven sowie Schiffe antreiben. Er dreht langsam, verbraucht wenig Kraftstoff, ist also sparsam.
Kein Wunder, dass Motorenbauer auch den Diesel als Antrieb fรผr sparsame PKW-Motoren wollten. Mercedes-Motoreningenieuren gelang es zuerst, den Diesel einigermaรen zu zรผgeln und stellten 1936 den ersten Dieselmotor im Personenwagen vor.
In den Fรผnfziger und sechziger Jahren eroberte er sich auch im Personenwagen einen grรถรeren Marktanteil; die Autokรคufer freuten sich รผber gรผnstigeren Kraftstoff und sparsamere Motoren. Zum Leidwesen ihrer Nachbarn, denn ein frรผhmorgendlicher Kaltstart eines Dieselmotors weckte zuverlรคssig sรคmtliche Schlafenden auf, klang so, als wรผrde man einen Eimer mit Kieselsteinen รผber einem Blechdach ausschรผtten. Mit verschiedenen Tricks versuchten die Konstrukteure, den Diesel zu zivilisieren. Ein Trick war eine Zeitlang die Vorkammer, eine kleine Aushรถhlung im Brennraum, in der zuerst ein Teil der Verbrennung stattfand, bevor sie dann in den Zylinderraum kam und dort den Kolben nach unten treiben konnte. Damit war die massive, krรคftige Explosion zu einem Zeitpunkt etwas verzรถgert und damit in ihrer Wucht gleichzeitig gedรคmpft.
Dann versuchten die Ingenieure, die einstrรถmende Luft in eine gezielte Drehbewegung zu versetzen, um den Diesel ruรรคrmer, leiser und umweltfreundlicher zu machen.
Doch die Experimente erweisen sich als kompliziert. Eindrucksvolle Bilder aus dem Inneren des Brennraumes zeigen turbulente Strรถmungen, Flammfronten, die sich chaotisch ausbreiten. Es ist eben anspruchsvoll, chemische Energie in einer Verbrennungsreaktion in mechanische umzuwandeln und die Prozesse gleichzeitig so beherrschen zu wollen, daร wenig Abgase herauskommen. Das gelingt trotz jahrelanger Forschung bisher immer noch nicht richtig.
Denn die Ausbreitung der Flammenfronten im Brennraum sind schwer genau zu berechnen. Was in Bruchteilen von Sekunden bis zu 500 oder 1000 mal in der Sekunde passiert, ist ebenfalls fast nicht im Computer zu simulieren. Zu chaotisch ist das, was uns die Natur mit der Verbrennung liefert.
Wer in eine Kerze schaut, tut sich schon schwer mit einer genauen Beschreibung der chemischen Vorgรคnge. Noch schwieriger wird es bei einem flackernden und lodernden Holzfeuer. Ganz schwierig ist es mit einer Verbrennung im Zylinder eines Motors. Die findet zudem unter sehr verschiedenen Umstรคnden statt.
Entsprechend heikel, den Ausstoร an Schadstoffen zu regeln. Schlieรlich lรคuft ein Verbrennungsmotor unter extrem unterschiedlichen Bedingungen: im Leerlauf, langsam, schnell, bei eisiger Kรคlte und groรer Hitze. Entsprechend unterschiedlich sind die Verbrennungsvorgรคnge und mithin das Abgasverhalten.
Was dem Diesel seit Anbeginn anhaftete, war der schlechte Geruch und der Ruร, der sich in dunklen Qualmwolken aus dem Auspuff bemerkbar machte. Das waren verbrannte Dieselpartikel. Die sollten weg. Die Motoreningenieure erhรถhten also den Druck im Zylinder, damit der Kraftstoff bei einem hรถheren Sauerstoffanteil noch mehr und besser verbrannt werden kann.
Dazu mussten sie Gehรคuse und Wรคnde verstรคrken und die Einspritzpumpe leistungsfรคhiger machen. Heute sind das wahre Technikmonster: Mit bis zu 2.500 teilweise 3.000 bar รberdruck spritzen sie bei jeder Zรผndung den Kraftstoff in wenigen Trรถpfchen in den Brennraum. Senkrecht in den Himmel gehalten wรผrde eine solche Einspritzpumpe die Kraftstoffpartikel bei diesem Druck hรถher in den Himmel schieรen, als jedes Flugzeug fliegt: 25 km โ allerdings unter der Voraussetzung, dass der Strahl nahezu senkrecht in Ideallinie hochfliegt und nicht zur Seite hin aufgefรคchert wird.
Unliebsame Folge: Die Ruรpartikel, die aus dem Auspuff kommen, wurden immer kleiner. Man konnte sie praktisch nicht mehr sehen. Aber sie sind noch vorhanden und stehen unter dem Verdacht, lungengรคngig zu sein, ja sich sogar in der Blutbahn einnisten zu kรถnnen sowie Krebs zu erzeugen.
Deshalb entwickelten die Motoreningenieure Partikelfilter. Das konnten aber keine einfachen Filtersysteme wie beim Kaffeefilter sein; die wรคren rasch mit Ruรpartikeln verstopft. Der Ruร muss in regelmรครigen Abstรคnden verbrannt werden. Wenn mรถglich, ohne dass dabei das Auto in Flammen aufgeht. Auch das gelang den Ingenieuren. Aus einem modernen Diesel-Auspuff kommen heute praktisch keine Partikel mehr heraus. Der Diesel ist ein sauberer Antrieb.
Der Dieselmotor โ eine der wesentlichen Grundlagen fรผr den industriellen Siegeszug Deutschlands, die รผberall in der Welt als wesentliche Quelle zur Kraft genutzt wird. Dennoch soll er weg.
Gab es das in der Geschichte der Menschheit schon einmal, dass politische Abenteurer glaubten, folgenlos eine dieser wichtigsten Kraftquellen abschalten zu kรถnnen?