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Der Verbrennungsmotor
Ob Auto, Töff oder Lastwagen, Verbrennungsmotoren treiben unsere Fahrzeuge an. Die wichtigsten Motortypen sind der Ottomotor und der Dieselmotor.
In einem Verbrennungsmotor wird ein Teil der chemischen Energie des Treibstoffs wie Benzin oder Diesel in mechanische Energie umgewandelt. Es handelt sich um eine explosive Reaktion, die sich im Innern einer Kammer abspielt. Dadurch steigen Temperatur und Druck in der Kammer und so wird ein Kolben angestossen, der im Endeffekt den Antrieb für das Fahrzeug darstellt.
Der Verbrennungsvorgang läuft in Zyklen ab und jeder Zyklus kann in zwei oder vier Stufen aufgeteilt werden (Zwei- oder Viertaktmotor). Beim Viertaktmotor gibt es folgende Stufen: Ansaugen, Verdichten, Verbrennen und Ausstossen. In der ersten Stufe wird – je nach Motortyp – die Luft oder das Treibstoff-Luft-Gemisch in die Kammer gesaugt. In der zweiten Stufe wird der Inhalt der Kammer verdichtet. In der dritten Stufe läuft die Verbrennung ab und aus chemischer Energie wird mechanische Energie und Wärme. In der letzten Stufe gelangt dann das verbrannte Gemisch als Abgas aus der Kammer. Die häufigsten Verbrennungsmotoren sind der Ottomotor und der Dieselmotor.
Funktionsweise des Ottomotors
Im Ottomotor – benannt nach seinem Erfinder Nikolaus August Otto – wird das Treibstoff-Luft-Gemisch nach dem Ansaugen und Verdichten fremd gezündet. Dies übernehmen die Zündkerzen. Gebräuchlichster Treibstoff für den Ottomotor ist Benzin. Erdgas, Ethanol oder Wasserstoff sind ebenfalls möglich. Vergaser oder Benzineinspritzung produzieren das Treibstoff-Luft-Gemisch und bringen dieses in die Kammer.
Ottomotoren gibt es in Zweitakt- und Viertaktausführung; der Viertaktmotor hat sich in der Zwischenzeit mehr durchgesetzt. Im Zweitaktmotor laufen die Stufen Ausstossen und Ansaugen gleichzeitig ab; das frische Gemisch verdrängt das verbrannte. Zweitaktmotoren haben einen geringeren Wirkungsgrad als Viertaktmotoren. Viertaktmotoren sind dagegen schwerer. Der bessere Wirkungsgrad macht dies aber mehr als wett. Ottomotoren werden häufig nach ihrem Hubraum klassifiziert. Als Hubraum kann man sich das Volumen der Verbrennungskammer vorstellen.
Funktionsweise des Dieselmotors
Der Dieselmotor ist ebenfalls nach seinem Erfinder – Rudolf Diesel – benannt. Der grösste Unterschied zum Ottomotor besteht darin, dass sich das Treibstoff-Luft-Gemisch selbst entzündet. Ein Dieselmotor benötigt keine Zündkerzen. Im Dieselmotor wird die Luft so stark zusammengedrückt, dass sie mehrere hundert Grad heiss wird. Wird dann der Treibstoff dazu gespritzt, kommt es zur spontanen Entzündung. Dieselmotoren gibt es auch in Zweitakt- und Viertaktausführung. Vor allem Lastwagen fahren mit diesen.
Weitere Informationen: Broschüre «Garage und Umwelt: Wir machen mit»
Quelle: SATW/Technoscope