Hoe werkt een dieselmotor? Hij is thermisch efficiënter, maar vervuilt hij meer?

Dieselmotoren blijven erg populair, hoewel ze steeds meer onder druk komen te staan en benzinemotoren hun marktaandeel ten koste van diesels zien groeien. Maar weten we hoe een dieselmotor werkt en wat de belangrijkste verschillen zijn met die van benzine? Wij leggen je uit hoe een dieselmotor werkt, zodat je die verschillen leert kennen en je volgende auto beter kunt kiezen. Althans, wat de mechanica betreft.

Om te beginnen gaan we de oorsprong van de dieselmotor onder de loep nemen. Die werd ontwikkeld door ingenieur Rudolf Diesel in 1893. Diesel werkte voor MAN, een bedrijf dat toen al motoren met veel vermogen maakte om grote voertuigen aan te drijven. Uit dat idee ontstond de behoefte aan een motor met een hoger thermisch rendement. Uiteindelijk veroorzaakte de explosie van een van zijn experimentele motoren ernstig letsel bij de ingenieur en zijn assistenten. Gelukkig gingen de werkzaamheden door en die leverden resultaat op.

Werking van de dieselmotor: de dieselcyclus

De dieselmotor deelt het grootste deel van de mechanica met benzinemotoren, al werkt hij anders. Hij werkt volgens een viertaktcyclus, net als die van benzine, maar de manier waarop de verbranding van de diesel tot stand komt is anders, en daar zit het verschil. Dit zijn de vier slagen waarmee verbrandingsmotoren werken:

• Inlaat: In deze eerste slag gaat het inlaatventiel open, laat lucht binnen en beweegt de zuiger naar beneden. Door de beweging van de zuiger bereikt die het laagste punt, waardoor de hele ruimte met lucht wordt gevuld.
• Compressie: In de tweede slag gaat de zuiger weer omhoog en comprimeert hij de lucht, waardoor de temperatuur ervan stijgt. Zo wordt de toevoer van brandstof voorbereid, die verantwoordelijk is voor het laten draaien van de motor.
• Verbranding: Terwijl de lucht wordt samengeperst, en op een bepaald moment, wordt de verstoven brandstof ingespoten. Die komt in contact met de samengeperste lucht, waardoor de temperatuur stijgt tot tussen 700 en 900 graden Celsius. De brandstof ontbrandt en zorgt ervoor dat de zuiger naar beneden gaat.
• Uitlaat: Door de verbranding van de brandstof ontstaan restgassen, die via het uitlaatventiel uit de motor worden afgevoerd, terwijl de nieuwe lucht die binnenkomt ze naar buiten duwt. Zo blijft de ruimte schoon en klaar om de cyclus opnieuw te beginnen. De gassen gaan naar de uitlaat, waar ze worden behandeld door de filters waarmee de dieselauto is uitgerust, zodat schadelijke gassen niet in de atmosfeer terechtkomen.

Dit soort motoren heeft geen vonk, omdat de verbranding plaatsvindt wanneer de verstoven brandstof in contact komt met de samengeperste lucht. Daardoor is het een veel efficiëntere motor dan de manier waarop die explosie in een benzinemotor wordt opgewekt. Het vraagt er wel om dat de wanden van de motor dikker en sterker zijn, en dat er verschillende onderdelen aanwezig zijn om de juiste druk voor de werking te leveren.

Meer thermische efficiëntie, maar meer luchtvervuiling

De brandstof is goedkoper en de efficiëntie is beter dan die van benzine. De dieselmotor draait op minder toeren en kan daardoor een langere levensduur hebben. Hij vraagt minder onderhoud, al zijn storingen duurder om te repareren. Bovendien weten we allemaal wat er met dieselmotoren gebeurt. De vervuiling is hoger wat betreft NO_x-niveaus (atmosfeer), en daardoor overwegen veel steden om het gebruik van auto’s met een dieselmotor te verbieden.

Toch zijn er mensen die geloven dat de dieseltechnologie zal verbeteren en niet zal verdwijnen door de regelgeving.

Verschillen tussen benzinemotor en dieselmotor

Het belangrijkste verschil tussen een benzinemotor en een dieselmotor is de brandstof. Oorspronkelijk werden dieselmotoren gebouwd om te werken op dezelfde brandstof die voor openbare verlichting werd gebruikt, een zwaardere en goedkopere brandstof dan benzine. Die bleek een efficiëntere brandstof voor zware transporten te zijn, en al snel ook voor kleinere, populaire voertuigen: de auto’s. Hij is minder geraffineerd dan benzine en stoot na de verbranding meer onzuiverheden uit.