Den Vergleich zwischen Ottomotor und Dieselmotor erleichtert die folgende Tabelle:

Tabelle: Otto- und Dieselmotor im Vergleich
Arbeitsweisen	Ottomotor	Dieselmotor
1. Ansaugen	Kraftstoff-Luftgemisch, Menge je nach gewünschter Leistung	Luft, Menge unabhängig von Motorleistung
2. Verdichten	Kraftstoff-Luftgemisch auf 1 zu 7 bis 1 zu 10   Druck im Motor: ca. 10-16 kg je cm2 Endtemperatur: 350-500 °C	Luft auf 1 zu 15 bis 1 zu 20, am Ende der Verdichtung Einspritzen von Kraftstoff Druck im Motor: 30-55 kg je cm2 Endtemperatur: 560-700 °C
3. Verbrennen	Beginn der Verbrennung durch Zündfunken (Zündkerze)   Höchstdruck: 30-40 at Temperatur: 2000-2500 °C Abschluss durch Expansion (Arbeitsleistung)	Selbstentzündung des eingespritzten Kraftstoffes durch hohe Temperatur im Motor Höchstdruck: 50-100 at Temperatur: 1400-2000 °C Abschluss durch Expansion (Arbeitsleistung)
4. Auspuffen	Ausschieben der Abgase Abgastemperatur: 800 °C bei Leerlauf 700-1000 °C bei Volllast Verlust: 36 % der Kraftstoffenergie	Ausschieben der Abgase Abgastemperatur: 250 °C bei Leerlauf 500-600 °C bei Volllast Verlust: 29 % der Kraftstoffenergie

Quelle: B. Kieker, Diplomarbeit im Weiterbildenden Studiengang Umweltchemie (WSU), 1992

Bemerkenswert ist der relativ niedrige Betriebsdruck beim Ottomotor. Der Grund: Bei höherem Druck setzt unkontrollierte Selbstzündung ein: Klopfen. Auf diesem Effekt beruht ja die Funktion des Dieselmotors. Der nutzt den Klopfeffekt durch von vornherein höhere Verdichtungsdrucke als kontrollierte Zündungsquelle aus.

Was Ruß- und CO-Emission beeinflusst
Ottomotoren emittieren keinen Ruß, aber viel CO. Bei den Dieselmotoren ist es umgekehrt. Dafür gibt es physikalische und chemische Gründe.

Die Rußbildung beim Dieselmotor
Ein Problem für die Umwelt ist beim Dieselmotor die Entstehung von Ruß. Man könnte meinen, dass man einfach mehr Sauerstoff zuführen sollte. Merkwürdig: In den Abgasen ist jedoch auch dann Ruß vorhanden, wenn die Sauerstoffzufuhr ausreichend ist.
Es gibt dafür zwei Gründe:

1 Bei den hohen Arbeitsdrücken und Temperaturen im Dieselzylinder werden die langkettigen Kohlenwasserstoff-Moleküle gecrackt, wobei Ruß entsteht, der nicht so leicht entflammbar ist wie die Kohlenwasserstoffe und deshalb ausgestoßen wird.

2 Die zweite Ursache liegt im Boudouard-Gleichgewicht (bekannt aus der Hochofenchemie) und dem darauf anzuwendenden Prinzip von Le Chatelier:

Bei hohem Druck verschiebt sich das Gleichgewicht nach rechts, da sich die Molzahl der Gase ändert. Die gegenläufige Auswirkung der Temperaturerhöhung ist nicht so groß. Deshalb stoßen gut eingestellte Dieselmotoren kein Kohlenstoffmonooxid aus, wohl aber Ruß. Dieser Ruß enthält nicht nur cancerogene Substanzen wie die PAK, sondern unterbindet auch die katalytische Abgasreinigung.
Der Ruß wird bei modernen Motoren aus den Abgasen gefiltert und von Zeit zu Zeit abgebrannt. (Deshalb enthalten viele Diesel-Kfz zwei Rußfilter-Anlagen, von der eine jeweils leergebrannt wird, während die andere die Abgase filtert.) Die so entrußten Abgase können wie beim Ottomotor katalytisch entstickt werden.
Nur wegen des geringen Ausstoßes von Kohlenstoffmonooxid galten Diesel-Kfz langezeit als weniger umweltschädigend (-> Bodennahe Ozonbildung).

Die Stickstoffoxidbildung beim Dieselmotor
Dieselmotoren ohne Kat stoßen eine größere Menge an Stickstoffoxiden (NO_x) aus als Ottomotoren. Das primäre Stickstoffoxid NO stammt ausschließlich aus der Luftverbrennung:

Am höheren Betriebsdruck kann die hohe NO_x-Produktion nicht liegen, da sich in Gleichung (1) die Molzahl der Gase nicht ändert. Die endotherme Bildung von NO wird dagegen durch hohe Betriebstemperatur gefördert. So enthält das Gasgemisch bei 750 °C nur 1 Vol% NO, bei 2.700 °C bereits 5 Vol% NO. Zu hoch darf die Temperatur aber nicht werden, weil dann die Aktivierungsenergie für den Zerfall der Stickoxide überschritten wird.

Den Druck darf man dennoch nicht außer Acht lassen: Der hohe Arbeitsdruck des Dieselmotors wirkt sich als starke Hitzequelle aus (adiabatische Zustandsänderung), so dass die Stickstoffoxidproduktion, verglichen mit einem Otto-Motor, sehr groß ist.

Den Stickoxidausstoß von Dieselfahrzeugen nimmt man als chlorartigen Geruch der Auspuffgase wahr. Der wird von einem speziellen Stickoxid verursacht, dem Stickstoffdioxid. Das bildet sich in einer Folgereaktion aus dem primär entstandenen NO:

Diese Folgereaktion wird durch den Druck gefördert, da sich aus 3 Mol Gasen 2 Mol bilden, so dass sich letztlich der hohe Betriebsdruck des Dieselmotors doch als förderlich zur Stickoxid-Bildung erweist.

Zur Chemie der Stickoxide haben wir eine Webseite.

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