Verbrennungsmotor - die Technik anschaulich erklärt

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Wissen Sie eigentlich, was für Prozesse im Motor Ihres Autos ablaufen, um den Wagen auf Touren zu bringen? Wir erklären es Ihnen anschaulich.

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Die Hauptbauteile am Verbrennungsmotor

Ein einfacher Verbrennungsmotor mit einem Zylinder benötigt ein Motorgehäuse, das die Technik und das Schmieröl aufnimmt. Darin ist eine Kurbelwelle gelagert, die aus dem Gehäuse herausschaut und damit die Kraft zum Antrieb abgibt. Um eine Drehbewegung zu erzeugen, muss die Kurbel durch Druck in Aktion versetzt werden. Das übernimmt der Kolben. Er gleitet in einem geschlossenen Zylinder und ist mit der Kurbel beweglich verbunden. Diese Verbindung nennt sich Pleuelstange. Zylinder und Motorgehäuse sind fest miteinander verschraubt. Das gleiche Konstruktionsprinzip finden Sie übrigens bei jedem Kolbenkompressor.

Die zwei Zündungsarten im Motor

Sie kennen sicher den Unterschied zwischen einem Benziner und einem Dieselmotor. Abgesehen vom unterschiedlichen Kraftstoff ist ein Diesel in der Regel am Laufgeräusch zu erkennen. Das hat seine Ursache im Verbrennungsprinzip. Beim Benziner sorgt die Zündkerze mit einem Funken für das Entzünden des Benzin-Luft-Gemisches. Ein Diesel kennt keine Zündkerze. Er komprimiert die angesaugte Luft so stark, dass sie sich bis auf die Zündtemperatur des Kraftstoffes erhitzt. Daraufhin spritzt eine Pumpe den Dieselkraftstoff wie eine Injektion in die heiße Luft und er entzündet sich von selbst. Der Fachmann spricht vom Selbstzünder. Dieselmotoren arbeiten effektiv und erzeugen ein hohes Drehmoment. Ihre Daseinsberechtigung stellen sie vor allem im Bereich der Nutzfahrzeuge unter Beweis. Rußpartikelfilter sorgen heute für eine bessere Umweltverträglichkeit der Auspuffgase. Vor dem Autokauf gilt abzuwägen, ob für Sie Diesel oder Benziner sinnvoller ist.

Die verschiedenen Arbeitsprinzipien von Zweitakt- und Viertaktmotor

Unterscheiden wird zwischen dem Viertaktmotor und dem Zweitaktmotor. Für Dieselmotoren eignet sich nur das Viertakt-Prinzip mit Ventilsteuerung. Fast alle vierrädrigen Fahrzeuge laufen heute mit Viertaktmotoren. Zweitakter finden Sie überwiegend in kleinen Arbeitsmaschinen, wie dem Rasenmäher, oder in Zweirädern. Dort verbrennt Benzin-Öl-Gemisch, was zur typischen Abgaswolke und dem charakteristischen Duft führt.

Bei einem solchen Ottomotor gibt es keine Ventile. Unterschiedliche Druckverhältnisse im Kurbelgehäuse und im Zylinder steuern das Ansaugen und Ausstoßen der Gase. Dazu dienen entsprechende Aussparungen in der Zylinderwandung. Der große Vorteil bei diesem Prinzip ist die einfache Konstruktion sowie die Unverwüstlichkeit und Wartungsarmut des Motors. Ein Zweitakter zündet bei jeder Umdrehung. Wegen seiner negativen Umweltbilanz ist er unpopulär geworden.

Die Technik beim Viertakter

Der Motor benötigt vier Schritte für einen Arbeitszyklus:

  1. Ansaugen: Dazu öffnet sich das (oder bei Mehrventilern die) Einlassventil. Die Ventilsteuerung erfolgt mit der Nockenwelle. Der Kolben bewegt sich nach unten und erzeugt damit einen Unterdruck. In die einströmende Luft spritzt eine Benzin-Einspritzpumpe Kraftstoff, der für ein zündfähiges Gemisch sorgt.
  2. Verdichten: Die Kurbelwelle drückt den Kolben nach oben. Er presst das Benzin-Luft-Gemisch zusammen und am oberen Totpunkt des Kolbens erfolgt die Zündung durch den elektrischen Funken an der Zündkerze.
  3. Arbeiten: Das Gasgemisch explodiert und drückt den Kolben mit großer Wucht zurück nach unten. Es wird ein Drehmoment erzeugt, das sich mittels der Pleuelstange auf die Kurbelwelle überträgt und für den Antrieb sorgt.
  4. Ausstoßen: Der Kolben gleitet im Zylinder wieder nach oben. Dabei öffnet sich das (oder die) Auslassventil und die verbrannten Gase entweichen in den Auspuffkanal. Danach beginnt der Zyklus von vorne.

Ein moderner Verbrennungsmotor hat oft zwei Ventile für jeden Arbeitstakt - also vier Ventile je Zylinder. Das soll den Gasaustausch erleichtern und die Leistung steigern. Das Viertakt- Prinzip erfordert im Vergleich zum Zweitakter die doppelte Umdrehungszahl für einen Arbeitszyklus. Dafür entstehen hier keine Spülverluste, es werden keine unverbrannten Gase ausgestoßen. Beim Diesel spritzt die Einspritzpumpe den Kraftstoff nicht in die einströmende Luft, sondern durch Direkteinspritzung in den Verbrennungsraum. Einige Hersteller präsentieren auch für ihre Ottomotoren Direkteinspritzung. Diese ist nicht vergleichbar mit der Technik im Diesel.

Die Fahrgewohnheit entscheidet über Diesel oder Benziner

Wegen der höheren Geräuschkulisse, besonders beim kalten Motor und anderen Eigenheiten, ist ein Diesel oft nur die zweite Wahl. Wenn Sie berufsbedingt viel Auto fahren, dann ist der Diesel eine gute Wahl, da der Kraftstoff billiger ist und eine hohe Nutzungsdauer hat. Für die Autonutzer mit einer Fahrleistung bis 20.000 Kilometer jährlich setzt der Ottomotor die Prioritäten. Die Motorleistung und der Hubraum bestimmen in jedem Fall die Höhe Ihrer Fix- und Betriebskosten.