Mit wenigen Ausnahmen werden seit vielen Jahren alle zivilen Seeschiffe von Großdieselmotoren angetrieben. Sie stellen mit Wirkungsgraden von 40% bis über 50% die effizientesten Wärmekraftmaschinen dar. Ein knappes Drittel der großen Seeschiffe wird mit mittelschnelllaufenden Viertaktmotoren ausgerüstet, die inzwischen Einzelleistungen von ca. 30 MW erreichen.

Obwohl die kritischen Abgaskomponenten, nämlich Stickoxide (NOx), Schwefeldioxide (SO2) und Partikel, weit weniger als 1% des Dieselabgases ausmachen, schätzt man den Anteil der ca. 35.000 Handelsschiffe an der globalen Emission dieser Komponenten auf etwa 8 bis 10 %. Es lohnt sich daher, auch die Schadstoffemissionen der Schiffsdieselmotoren zu verringern, vor allem in Regionen mit hohem Verkehrsaufkommen.

Ziel des FVV-Vorhabens "Prozessführung Großdieselmotor" war die deutliche Reduzierung der Stickoxid- und Rauchemissionen mit innermotorischen Maßnahmen bei möglichst unverändertem Kraftstoffverbrauch.

Durch eine Kombination aus angehobener Verdichtung, höheren Einspritzdrücken sowie geänderten Ventilsteuerzeiten (Miller-Verfahren) konnten die NOx-Emissionen bei etwa identischem Verbrauch und ähnlichen Rauchwerten um ca. 25 % gesenkt werden. Grundsätzlich musste jedoch festgestellt werden, dass das Rauchverhalten im Teillastbetrieb verbesserungsbedürftig ist. Zukünftige elektronisch gesteuerte Hochdruckeinspritzsysteme für Schwerölbetrieb bieten hier die Möglichkeit der Mehrfacheinspritzung, also der Einbringung des Kraftstoffes in zwei oder mehr Teilmengen, wobei die Mengenaufteilung der Einzeleinspritzungen im Idealfall frei wählbar ist.

Systematische Untersuchungen mit einer elektronisch gesteuerten Einspritzpumpe mit Magnetventilen zeigten, dass eine Voreinspritzung mit einer Voreinspritzmenge von etwa 2-3 % der Nenneinspritzmenge grundsätzlich die Geräuschanregung durch die Verbrennung erheblich vermindert. Insbesondere bei Betriebspunkten mit geringer Leistung und Nenndrehzahl (Generatorbetrieb) wurden durch eine Voreinspritzung deutliche Verbesserungen hinsichtlich des Rauchausstoßes und des Kraftstoffverbrauches bei gleichzeitig geringeren NOx-Emissionen erzielt.

Eine geteilte Einspritzung mit einem Mengenverhältnis von 35/65 kann in bestimmten Betriebspunkten zu deutlich niedrigeren Stickoxidemissionen bei gleichem Verbrauch und ähnlichen Rauchwerten führen wie eine Einfacheinspritzung mit hoher Einspritzrate und kurzer Verbrennungsdauer.

Zukünftige Untersuchungen sollten zum Ziel haben, unsichtbare Rauchemissionen auch im unteren Leistungsbereich zu erzielen. Einspritzsysteme für Großdieselmotoren, die eine kurze und intensive Nacheinspritzung ermöglichen, beispielsweise Common-Rail-Einspritzsysteme, können hier einen wertvollen Beitrag leisten.