PoloStyle - Prinzip des Benzinmotors

Prinzip des Benzinmotors

Der Ottomotor ist ein nach Nikolaus August Otto
benannter Verbrennungsmotor, bei dem der Kraftstoff
während des Ansaugvorganges in die angesaugte Luft
eingebracht wird, was ein zündfähiges Gemisch im
Zylinder ergibt. Im Gegensatz zum Dieselmotor zeichnet
sich ein Ottomotor durch eine aktive Zündvorrichtung
aus.

Gemischbildung und Zündung

Der Kraftstoff gelangt durch einen Vergaser oder über
eine (heute meist elektronisch gesteuerte)
Benzineinspritzung, die das Benzin-Luft-Gemisch
herstellen, in den Brennraum des Motors. Mit Hilfe einer
Zündkerze wird ein kurzer elektrischer
Funkenüberschlag, der Zündfunke, erzeugt, der das
Gemisch zeitlich genau zur Explosion bringt.

Die Verbrennung erzeugt in dem relativ kleinen
Brennraum ein heißes Gas mit hohem Druck (über 100
bar), das den Kolben in geradliniger Bewegung in
Richtung Kurbelwelle treibt. Über das Pleuel, auch
Pleuelstange genannt, wird diese Bewegung in die
rotierende Bewegung der Kurbelwelle umgesetzt.

Als Kraftstoff für Ottomotoren dient hauptsächlich
Benzin, aber auch Gase auf Methan-Basis (Flüssiggas,
Erdgas, Biogas, Klärgas, Deponiegas, Grubengas)
sowie Ethanol und Wasserstoff. Motoreinstellungen wie
Zündzeitpunkt, Verdichtungsverhältnis und
Verbrennungsluftüberschuss müssen auf den Kraftstoff
abgestimmt sein, oder werden bei Mischbetrieb
umgeschaltet.

Zwei- und Viertakter

Ottomotoren können prinzipiell als Zweitaktmotor oder
als Viertaktmotor ausgeführt sein, wobei der
Viertaktmotor die inzwischen gebräuchlichere Bauart ist.

Merkmale

Klassische Merkmale des Ottomotors sind:

Fremdzündung: Das Gemisch wird zu einem definierten Zeitpunkt durch den Funken einer Zündkerze gezündet; es zündet – im Gegensatz zum Dieselmotor – nicht selbst.
Äußere Gemischbildung: Kraftstoff und Luft werden vor dem Brennraum gemischt, und nicht erst im Zylinder wie beim Dieselmotor.
Motorleistungsregelung: Die Leistung wird mit einer Drosselklappe über die Menge des zugeführten Kraftstoff-Luft-Gemisches geregelt. Beim Dieselmotor erfolgt sie dagegen über die Menge des eingespritzten Kraftstoffes.

"Benzin-Direkteinspritzer" (FSI- und GDI-Motoren) entsprechen diesen Merkmalen nicht mehr ganz: Die
Direkteinspritzung des Kraftstoffs in den Brennraum ist
nicht an die Einlasssteuerzeiten der Ventile gebunden
und kann so auch erst später in der Verdichtungsphase
erfolgen. Damit werden Schichtladungen, also Zonen im
Zylinder mit unterschiedlicher
Gemischzusammensetzung ermöglicht, etwa beim
Magermotor: Zündfreudiges, fettes oder
stöchiometrisches Kraftstoffverhältnis (d. h. 14,7 Teile
Luft : 1 Teil Kraftstoff) ist im Bereich der Zündkerze und
mageres Gemisch im restlichen Brennraum. Bei einem
Motor mit homogener Kompressionszündung hingegen wird die gesamte Ladung geregelt und gleichmäßig ohne Zündkerze gezündet.

Einige Ottomotoren der neusten Generation von BMW entsprechen auch nicht den klassischen Merkmalen, denn dort ersetzt ein variabler Ventilhub (das sog.
Valvetronic) die Drosselklappe.

Hubraum

Die Größe des Hubraums ist ein wichtiges Merkmal für
die Klassifizierung von Ottomotoren. Der Hubraum
bezeichnet das Volumen, das vom Kolben zwischen
unterem und oberem Totpunkt verdrängt wird. Bei
Mehrzylindermotoren wird der Hubraum aller Zylinder
addiert.

Der Hubraum wird in Kubikzentimetern oder in Litern
bemessen. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts waren bei
Kraftfahrzeugen Hubräume ab 0,4 Litern üblich, mit 13,5
Litern markierte der Pierce Arrow von 1912 eine obere
Marke. Kleinste Modellmotoren in Glühzünder-Bauweise
haben nur 0,16 cm³ Hubraum. Heutige Serien-PKWs
haben Hubräume meist zwischen 1,0 und 3,0 Litern,
große Modelle und Sportwagen bis zu 8,5 Litern. Der in
der Messerschmitt Bf 109 eingesetzte Daimler-Benz DB
605 Flugzeugmotor hatte einen Hubraum von 35,7 Litern,
2,99 Liter pro Zylinder.

Takte beim 4 Takt Motor

1. Ansaugen 2. Verdichten 3. Arbeitshub 4. Ausstoßen