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Zündstrahlmotor

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Akronym: ZS-Motor

Definition: ein Selbstzünder wie ein Dieselmotor, bei dem die Selbstzündung aber durch ein spezielles Zündöl erreicht wird

Englisch: pilot fuel engine

Kategorie: Kraftmaschinen und Kraftwerke

Autor: Dr. Rüdiger Paschotta (G+)

Wie man zitiert; zusätzliche Literatur vorschlagen

Ursprüngliche Erstellung: 15.04.2012; letzte Änderung: 09.11.2017

Der Zündstrahlmotor in ein spezieller Gasmotor. Wie bei einem Ottomotor wird der gasförmige Kraftstoff mit der Verbrennungsluft zusammen angesaugt. Jedoch erfolgt die Zündung nicht mit einer Zündkerze, sondern wie einem Dieselmotor durch Einspritzen eines flüssigen Kraftstoffs, der sich bei der erhöhten Temperatur im Zylinder selbst entzündet. (Die Temperaturerhöhung resultiert aus der starken Kompression.) Die Menge des benötigten Zündöls (z. B. Heizöl oder Biodiesel) ist recht gering, so dass der Großteil der zugeführten Energie (rund 90 % bis 98 %) vom angesaugten Brenngas kommt.

Da der Zündstrahlmotor dem Dieselmotor konstruktiv recht ähnlich ist, aber viel geringere Stückzahlen erreicht, werden viele Zündstrahlmotoren durch Umbau von Dieselmotoren hergestellt. Da hierfür preisgünstige Standard-Dieselmotoren verwendet werden können, liegen die Baukosten typischerweise tiefer als für Otto-Gasmotoren, die weniger gängig sind.

Zündstrahlmotoren sind nicht für Erdgas geeignet, aber für verschiedene Schwachgase, die einen geringeren Brennwert, aber eine hohe Klopffestigkeit haben. Eine niedrige Flammengeschwindigkeit des Brenngases, wie sie beim Ottomotor problematisch wäre, kann toleriert werden, da die Zündenergie sehr hoch ist (höher als mit einer Zündkerze erreichbar) und die von der Flamme zu überbrückenden Wege kürzer sind. Insbesondere ist Biogas (ohne Aufbereitung auf Erdgasqualität) gut für Zündstrahlmotoren geeignet; seine Klopffestigkeit ist wegen des CO2-Anteils hoch, so dass eine vorzeitige Selbstzündung vermieden wird.

Gegenüber Ottomotoren haben Zündstrahlmotoren den Hauptvorteil eines höheren Wirkungsgrads wegen des wesentlich höheren Verdichtungsverhältnisses von z. B. 1:18. Die Investitionskosten liegen niedriger, der Wartungsaufwand ist dagegen höher. Zündstrahlmotoren haben typischerweise deutlich ungünstigere Abgaswerte als Ottomotoren: Die Emissionen von Stickoxiden und Kohlenmonoxid liegen wesentlich höher. Auch die gesetzlichen Emissionsgrenzwerte (z. B. nach der deutschen TA-Luft) können höher liegen, weil niedrigere Werte hier schwerer zu erreichen sind als mit Ottomotoren. Hinzu kommt das Problem des wesentlich höheren Methanschlupfs: Ein kleiner Teil des klimaschädlichen Methans aus dem Biogas entweicht unverbrannt über das Abgas. Ein Oxidationskatalysator würde dieses Problem lösen, wird aber bei kleineren Motoren oft nicht verwendet.

Siehe auch: Dieselmotor, Biogas, Schwachgas, Methanschlupf
sowie andere Artikel in der Kategorie Kraftmaschinen und Kraftwerke

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