Verbrennungsmotoren
Ottomotoren:
Benannt nach Nicolaus August Otto.
1. Ansaugtakt:
Ansaugventil ist offen, Brennstoff-Gas-Gemisch wird bei der Abwärtsbewegung des Kolbens angesaugt.
2. Verdichtungstakt:
Ventile sind geschlossen, Brennstoff-Gas-Gemisch wird bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens verdichtet.
3. Arbeitstakt:
Ventile sind geschlossen, Brennstoff-Gas-Gemisch wird durch die Zündkerze zur Explosion gebracht. Kolben schlägt nach unten aus.
4. Auspufftakt:
Auspuffventil ist offen, Abgase werden bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens aus dem Zylinder hinausgedrückt.
Der Zweitaktmotor besitzt keine Ventile und verbrennt daher das Brennstoff-Gas-Gemisch nicht so effizient wie ein Viertakter. Wir finden Zweitaktmotoren
z. B. in Mopeds oder Rasenmähern.
1. Ansaugen und Verdichten:
Das Brennstoff-Gas-Gemisch wird bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens verdichtet, während neues Gemisch angesaugt wird.
2. Arbeiten und Auspuffen:
Das Brennstoff-Gas-Gemisch wird gezündet und bei der Abwärtsbewegung des Kolbens ausgepufft.
Wankelmotor:
Benannt nach seinem Erfinder Felix Wankel.
Der Wankelmotor arbeitet nach dem Viertakt-Prinzip. Aufgrund seiner Bauweise kann auf Ventile verzichtet werden, ohne auf die Effizienz eines Viertaktmotors zu verzichten.
Dieselmotor:
Benannt nach seinem Erfinder Rudolf Diesel.
Der Dieselmotor arbeitet nach dem Viertakt-Prinzip. Es gibt allerdings ein paar Unterschiede.
Beim Dieselmotor wird im Gegensatz zum Ottomotor kein zündfähiges Luft-Kraftstoff-Gemisch zugeführt, sondern ausschließlich Luft.
Diese Luft wird zunächst im Zylinder hoch verdichtet, wodurch sie sich auf etwa 700° bis 900°C erhitzt. Kurz bevor der Kolben den höchsten Punkt im Zylinder erreicht, beginnt die Einspritzung und Feinstverteilung des Kraftstoffes in der heißen Luft im Brennraum.
Die hohe Temperatur ist ausreichend, um den Kraftstoff zu verdampfen und das Dampf-Luft-Gemisch zu zünden.
Anders ausgedrückt: Ein Dieselmotor benötigt keine Zündkerze, sondern verbrennt den Kraftstoff durch Selbstentzündung.
Verbrennungsmotoren zeigen, wie mechanisch-physikalische Grundgesetze,
z. B. Verhalten der Gase, Energieumwandlung, Geschwindigkeit, Kraftübertragung usw. zusammenwirken:
▶ Kraftstoff-Luft-Gemisch wird im Motorzylinder angesaugt, verdichtet und gezündet. Es entsteht eine hohe Druckkraft, die den Kolben nach unten drückt.
▶ Beim Ausstoß des verbrannten Gases kehrt der Kolben wieder in seine Ausgangslage zurück (Hub). Dabei ist er ständig einer geradlinig beschleunigten und verzögerten Bewegung ausgesetzt.
▶ Die chemische Energie des Kraftstoffes wird im Motor in mechanische Energie umgewandelt (Energieumwandlung).
▶ Über ein mechanisches Kurbelsystem wird die geradlinige Kolbenkraft in ein drehendes Kraftmoment (Drehmoment) umgewandelt.
▶ Über weitere mechanische Bauteile (Kupplung, Getriebe, Kardanwelle, Differential) wirkt diese Kraft schließlich auf die Antriebsräder. Wie stark hängt vom Wirkungsgrad der einzelnen Bauteile ab.
Die Luft wird auf bis Celsius erhitzt.
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