Der Diesel hat ein Problem. Ein großes Problem. In ganz Deutschland wird er von Fahrverboten bedroht, Umweltschützer sehen ihn als problematischsten Verbrenner an. Und nicht zuletzt stand er auch im Zentrum der Abgasaffäre. Ein Motorprinzip mit einem ziemlich schlechten Ruf und ungewisser Zukunft. Dabei ist es erst einige Jahre her, dass der gleiche Motor so beliebt war, dass er fast die Hälfte aller Neuzulassungen ausmachte und kurz vor der Dieselkrise sogar beinahe den Benziner überholt hätte.
Warum der steile Sturz erfolgte, ist bekannt – aber wie konnte der gleiche Motor zuvor eine derart hohe Beliebtheit erreichen?
1. Traktoren, Schiffe, Panzer
Der Diesel begann seinen Weg im gleichen Zeitraum, in dem auch der benzinbetriebene Ottomotor startete: 1897 baute Rudolf Diesel zusammen mit der als MAN bekannten Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg den ersten, noch tonnenschweren, Prototypen.
Das dahinterstehende Prinzip war und ist eines der Einfachheit: Der aufwärtsfahrende Kolben verdichtet die angesaugte Luft so sehr, dass ihre Temperatur oberhalb der Zündtemperatur von Dieselkraftstoff liegt. Wird dieser am Ende des Verdichtungstaktes eingespritzt, entflammt er deshalb ohne Zündkerze – ungleich zum Benziner.
Das war und ist bereits deshalb ein beliebtes Prinzip, weil es eine Reihe beim Ottomotor zwingend nötiger Bauteile überflüssig macht; allen voran die gesamte Zündanlage. Ein simples Dieselfahrzeug benötigt Elektrik nur, um den Anlasser und die Beleuchtung zu betreiben. Zudem braucht es keine Drosselklappe oder ähnliche Einrichtungen zur Luftmengenregulierung – die Leistungssteuerung erfolgt einzig über die variabel eingespritzte Kraftstoffmenge.
Daraus ergeben sich eine Reihe von Einzigartigkeiten, die der geneigte Leser für die Erfolgsgründe des PKW-Diesels bereits jetzt kennen muss (alle Punkte sind als „im Vergleich zum Otto-/Benzinmotor“ zu verstehen):
1. Konstruktionsbedingt werden Diesel oft als sogenannter Langhuber gebaut – der Zylinderdurchmesser ist hierbei geringer als die Strecke, die der Kolben bei Auf- und Abwärtsbewegung zurücklegt (sogenannter Hub).
2. Die Langhubigkeit bringt bei ansonsten gleichem Hubraum ein größeres Drehmoment, dessen Maximum zudem bei niedrigeren Drehzahlen anliegt – dadurch ist der Dieselmotor allerdings weniger drehfreudig, spritzig, reagiert träger.
3. Bevor moderne Diesel-Einspritztechniken entwickelt wurden, sorgten Vor-, Wirbelkammer- und ähnliche Einspritzungen für ein brummiges, dröhnendes und ausnehmend raues Laufen, das als unkultiviert(er) empfunden wurde.
4. Diesel sowie das vor allem in Schiffsdieseln verwendete Schweröl haben einen höheren Flammpunkt. Der Kraftstoff ist deshalb handhabungssicherer.
5. Der Wirkungsgrad ist höher. Moderne Schiffsdiesel können bis zu 55% erreichen, beim Ottomotor liegt die Grenze bei ca. 40 Prozent. Dadurch hat der Diesel einen inhärent geringeren Kraftstoffverbrauch.
6. Dadurch, dass die Verdichtung ein Mehrfaches beträgt, muss der Dieselmotor stabiler gebaut werden. Zusammen mit den niedrigen Drehzahlen ergibt dies einen Motor, der potenziell höhere Lebenslaufleistungen erreichen kann. Allerdings ist er deshalb auch schwerer.
7. (Als die ersten PKW-Diesel verbaut wurden, hatten diese meist einen größeren Hubraum, um mit Benzinern vergleichbare PS-Zahlen zu erreichen. Dadurch wurde der Drehmomentvorteil noch größer.)
Viele Jahrzehnte lagen die Einsatzbereiche des Diesels dort, wo seine geringe Laufkultur und die Behäbigkeit nicht nachteilig waren. (stock.adobe.com © Andrey Armyagov)
Zusammengefasst: Ein schwerer, behäbiger, laut und rau laufender Motor, der aber ein hohes Drehmoment bei technischer Einfachheit und geringem Verbrauch eines handhabungssicheren Kraftstoffs liefert.
Die allerersten Diesel waren wegen des Gewichts Stationärmotoren ähnlich wie Dampfmaschinen. Aber sie schrumpften schnell: In den 1920ern wurden die ersten Diesel-LKW gebaut. Doch auch wenn bereits 1937 bei Mercedes der erste Selbstzünder-PKW vom Band lief, war der Diesel deshalb doch lange noch kein PKW-Motor geworden. Seine Vorteile waren für Jahrzehnte in anderen Anwendungen passender: Landmaschinen, Lastkraftwagen, militärisches Gerät, Lokomotiven und Schiffe.
Bis in die 1980er Jahre hinein blieb auch in Deutschland die einzige großmaßstäbliche PKW-Anwendung die in Taxis und ähnlichen Fahrzeugen – und bis zur Ölkrise blieb der schwäbische Autobauer auch der einzige, der serienmäßige Diesel-PKW offerierte.
2. Ölkrisen, Steuern und zwei Turbinenräder
1973 erhöhte sich in Deutschland der Preis für einen Liter Normalbenzin um 13,3 Prozent. 1974 kam eine Steigerung um gar 22,1 Prozent dazu. Binnen zwei Jahren war der Preis von 60,7 Pfennigen auf 84 angestiegen. Der Grund war die Ölkrise, die durch eine Förderungsdrosselung im Nachgang des arabisch-israelischen Jom-Kippur-Krieges entstand.
Und egal ob in Deutschland, wo Diesel traditionell immer niedriger besteuert wurde als Benzin, oder in anderen Ländern, wo es anders war: Plötzlich rückte der Diesel in den Fokus. Erste andere Autohersteller versuchten sich daran. Doch mehrere Jahrzehnte Entwicklungsnachteile waren zu überdeutlich, der damalige Dieselmotor konnte nicht von heute auf morgen zu einem halbwegs kultivierten PKW-Triebwerk werden. Spitznamen wie „Wanderdüne“ zeugten damals vom dramatischen Unterschied zu Otto-PKW.
Aber: 1973 setzte eine Entwicklung in Gang, noch befeuert, als 1979/80 die zweite Ölpreiskrise eintrat und die Welt generell mit vielen Umbrüchen konfrontiert wurde. In der Folge wurde der Diesel für PKW-Ingenieure wesentlich interessanter. Der erste Schritt bestand darin, ihm die Behäbigkeit auszutreiben. Das geschah zunächst dadurch, dass neue Diesel etwas kurzhubiger ausgelegt wurden. Allerdings genügte das nicht. Man griff auch für PKW-Diesel zu einer bewährten Technik mit einer Eigenheit, dem Turbolader – der bei anderen Diesel-Anwendungen schon wesentlich länger Verwendung fand. Dabei treibt der Abgasstrom ein Turbinenrad an, welches ein zweites Turbinenrad auf der Frischluftseite des Motors in Rotation versetzt. Das „schaufelt“ mehr Luft in die Zylinder, als durch das reine Ansaugen möglich ist und erhöht so Leistung, Drehmoment und Spritzigkeit.
Der Turbolader trieb dem PKW-Diesel die Trägheit aus. Heute werden in dem Segment kaum noch Saugmotoren gefertigt. (stock.adobe.com © dreamnikon)
Dadurch entstand der Turbodiesel. Der Nachteil: Bei geringen Drehzahlen drehen die Turbinenräder nur langsam bis gar nicht, die Wirkung ist entsprechend gering, das sogenannte Turboloch. Wird Gas gegeben, erfolgt der Kraftanstieg ruckartig bis brachial – dieses Problem konnte erst jüngst durch zahlreiche Verfeinerungen behoben werden. Zwar waren damalige Turbodiesel nunmehr spritziger, mussten aber anders gefahren werden; die „Wanderdüne“ wurde durch die „Rudolf-Diesel-Gedenksekunde“ abgelöst. Bis der Turbodiesel-PKW Normalität wurde, dauerte es überdies noch bis in die 1990er. Zuvor wurden viele Autos noch mit Saugdieseln ausgestattet, Turbos blieben eine luxuriöse Option.
Dabei lag während der 1970er und weiten Teilen der 1980er fast ausschließlich im Fokus, dass auch Turbodiesel weiterhin einen erheblichen Minderverbrauch zum Otto aufwiesen – was wegen besagter Steuervorteile besonders in Deutschland die Fangemeinde rasch steigen ließ.
3. Die Wende, das Waldsterben und der Klimawandel
In den späten 1980ern und frühen 1990ern war die Welt im Umbruch:
• Deutschland wurde wiedervereinigt, wodurch die Staatsausgaben stark stiegen
• Das Waldsterben hatte für ein massiv erhöhtes Umweltbewusstsein gesorgt
• Der Einmarsch des Irak in Kuwait sorgte für weitere dramatische Ölpreisanstiege
All das befeuerte die Beliebtheit des Diesels. Er war sparsamer, stieß weniger Kohlendioxid, -monoxid und -wasserstoff aus, hielt trotz Turbo-bedingten Leistungserhöhungen immer noch länger als die meisten Ottomotoren. Und: Die Jahrzehnte überspannende Entwicklungslücke sorgte dafür, dass der Diesel noch viel Entwicklungspotenzial hatte, wo sich die Ingenieure beim Otto immer schwerer taten, Verbrauch und Schadstoffausstoß signifikant zu senken.
Das alles sorgte dafür, dass der PKW-Diesel in den 1990ern nicht nur einen gehörigen Entwicklungsschub bekam, sondern auch regierungsseitig als Zukunftsmotor gesehen wurde. Die Erfolge stellten sich schnell ein. Neuartige Einspritztechniken, etwa Common-Rail-Systeme, brachten dem Diesel immer PKW-artigere Laufkultur. Gleichzeitig glichen sich die Fahrleistungen immer mehr an – bis zu einem Punkt, an dem vielfach nur der Blick unter die Motorhaube und der Mangel an Zündkerzen verriet, was für ein Motor es war.
Die Zukunft für den Diesel ist unsicher geworden. Daran trägt nicht zuletzt seine Abgascharakteristik eine Hauptschuld (stock.adobe.com © spuno)
So kletterte der Diesel kometenhaft in der Beliebtheit nach oben; in Frankreich lag der Diesel-Prozentsatz streckenweise bei 70 Prozent. Doch der Scheitelpunkt war vor allem hierzulande schnell erreicht: Die neuen Einspritztechniken sorgten dafür, dass der zuvor unproblematische, grobe Dieselruß zu lungengängigem Feinstaub wurde. Und systembedingt kommen aus dem Auspuff auch mehr Stickoxide – der wichtigste Grund, warum heutige Diesel per AdBlue (Harnstoff) über eine katalytische Reduktion Abgasreinigung betreiben.
Ab den frühen 2010ern hatte der Dieselruf deshalb einen Knacks. Dann kam der volle Fokus auf den Klimawandel, Feinstaubbelastung. Der Skandal um durch Software manipulierte Abgaswerte tat sein Übriges. Heute hat der einstmals steigende Stern noch einen Anteil von 30,6 Prozent der Neuzulassungen und vor allem in Umweltzonen einen schweren Stand – denn es ist kaum sicher, dass ein heute moderner Diesel in wenigen Jahren noch überall einfahren darf.
