Die Vorkammereinspritzung im Dieselmotor dient vor allem bei PKW-Motoren dazu, eine geringere Geräuschentwicklung zu erzielen, wird aber durch technische Fortentwicklung immer mehr durch die direkte Einspritzung abgelöst. In den 90er Jahren hatten einige Hersteller relativ lange an der Vorkammertechnik festgehalten, da sie im Vergleich zur Direkteinspritzung hinsichtlich Geräuschentwicklung, aber auch Abgasverhalten im Vorteil war.

Heute kommen Vorkammerdieselmotoren kaum mehr in PKWs zum Einsatz. Kleinere Diesel-Generatoren verfügen auch heute noch häufig über die Vorkammertechnik, insbesondere wenn eine geringe Geräuschentwicklung im Vordergrund steht.

Beschreibung

Bei der Vorkammer handelt es sich um einen Vorverbrennungsraum, in den eine Einlochdüse einspritzt. Die Form der Vorkammer soll eine gute Kraftstoff-Luft-Mischung erzielen. Der mit einem Teil der Verbrennungsluft vorgemischte Kraftstoff verbrennt in der Vorkammer zum Teil und wird durch die Expansion bei der Verbrennung mit hohem Druck in den Hauptverbrennungsraum gedrückt. Hier findet die endgültige Verbrennung statt, die auf den Kolben wirkt. Durch die feine Vermischung und die hohen Temperaturen in der Vorkammer kommt es zu einer relativ schnellen Verbrennung mit geringem Zündverzug, wodurch auch dieseluntypisch hohe Drehzahlen jenseits von 5.500 U/min möglich sind.

Nachteilig an dieser zweistufigen Verbrennung ist die große Kühlfläche der Vorkammer, die die verdichtete Luft schnell abkühlt. Deshalb starten solche Motoren erst ab 50°C Kühlwassertemperatur ohne zusätzliche Vorkammerheizungen. Bei Kaltstartern sind Glühkerzen zur Vorkammerheizung üblich.

Arten

Es gibt Wirbelkammern, in denen der Kraftstoff mit der Luft verwirbelt wird. Weiter sind einfache zylindrische Vorkammern in Verwendung, die über einen Mehrlochkanal in den Verbrennungsraum führen.

Ein Sonderfall ist das MAN-M-Verfahren, bei dem die Vorkammer Bestandteil des Kolbens ist. Hierbei wird der Kraftstoff durch eine Einlochdüse tangential in eine kugelförmige Vertiefung im Kolben gespritzt. Der Kraftstoff verteilt sich als Film an der Oberfläche und dampft daran ab, mit steigender Verbrennungstemperatur entsprechend stärker. Dadurch werden auch eine kurze Brenndauer, ein leiser Gang und wenig Ruß erreicht.

Eine Weiterentwicklung des M-Verfahrens stellt der Elsbett-Motor dar.

Kritik

Die große Brennraumoberfläche macht Starthilfen wie z.B. Glühkerzen unverzichtbar. Die große Oberfläche und Überströmverluste wirken sich negativ auf den Verbrauch aus, der etwa 15-20% höher liegt als bei einem vergleichbaren Dieselmotor mit Direkteinspritzung.

Siehe auch

Einspritztechnik