Ottomotor
Die Funktionsweise und der grundsätzliche Aufbau des Otto-Motors ist in gewisser Weise ähnlich der eines Dieselmotors, jedoch mit einem wesentlichen Unterschied.
Während beim Dieselmotor das komprimierte Gemisch durch die hohe Kompressions-Temperatur beim Einspritzen des Kraftstoffes selbst zündet, wird beim Otto-Motor ein gasförmiges Gemisch aus Luft und Benzin durch einen elektrischen Funken einer Zündkerze zur Explosion gebracht.
Die Arbeitsweise des Otto-Viertakt-Motors ist folgendermaßen:
Beim Starten des Motors durch den elektrischen Anlasser saugen die Kolben durch die Öffnung der Ansaug-Ventile im Zylinderkopf frische Luft über einen Luftfilter in den Zylinderraum ein. Allerdings gelangt sie nicht direkt dorthin, sondern wird vorher noch durch den sogenannten Vergaser geleitet. Hier befindet sich eine Düse im Ansaugkanal die direkt über eine Benzinpumpe mit dem Benzintank verbunden ist. Vor der Düse befindet sich die Vergaser-Drosselklappe. Sie hat die Aufgabe die Drehzahl des Motors zu regulieren und wird durch das Gaspedal gesteuert.
Die Drosselklappe ist im Ansaugrohr gleichen Durchmessers gelagert und kann durch eine Schwenkbewegung den Rohrquerschnitt mehr oder weniger stark reduzieren. Wenn der Kolben nun in seiner Abwärtsbewegung frische Luft über das Vergaserrohr ansaugt, entsteht durch die Strömungsgeschwindigkeit in diesem Vergaserrohr ein Unterdruck. Dieses Prinzip wurde erstmals von dem Schweizer Mathematiker Bernoulli nachgewiesen.
Der Bernoulli Effekt hat zur Folge, dass die Gasströmung im Ansaugrohr über eine hinter der Drosselklappe liegende Düse Kraftstoff aus dem Benzintank ansaugen kann. Unterstützt wird dieser Vorgang noch durch eine Benzinpumpe die den langen Weg zwischen Motor und Benzintank überbrückt.
Der angesaugte Kraftstoff wird sofort in der strömenden Luft vernebelt. Dieses Benzin-Luftgemisch gelangt jetzt in den Zylinderraum des Motors. Beim nun folgenden Aufwärtshub des Kolbens im Zylinderrohr werden die Ansaugventile wieder geschlossen und das zerstäubte Benzin-Luftgemisch komprimiert. Ist der Kolben in der oberen Stellung des Zylinderrohres angekommen, wird durch einen elektrisch erzeugten Lichtbogen in einer Zündkerze dieses Gemisch entzündet. Die jetzt schlagartig eintretende Explosion erzeugt einen hohen Gasdruck der den Kolben dann wieder abwärts treibt, der sogenannte Arbeitstakt. Bei Hochleistungsmotoren wird die Gemischaufbereitung durch einen Vergaser nicht angewendet. Hier kommt eine drehzahlgeregelte Kraftstoffeinspritzung die zum richtigen Zeitpunkt in den oberen Zylinderraum den Kraftstoff einspritzt zum Einsatz. Die Kraftstoffeinspritzung arbeitet schneller und präziser als eine Vergasersteuerung was zur Folge hat, dass die Motoren eine höhere Leistungsabgabe bei einem auch besseren Gesamtwirkungsgrad haben.
Ist der Kolben nun wieder unten angekommen, werden die Auslassventile geöffnet und der Kolben schiebt die verbrannten Abgase bei seinem Aufwärtshub im Zylinderrohr dann über den Schalldämpfer ins Freie. Nun werden wieder die Auslassventile geschlossen und die Ansaugventile geöffnet und der Vorgang beginnt von vorne. Der elektrische Anlasser kann jetzt abgeschaltet werden da der Motor eigenständig weiter laufen kann.
Bei einem Mehrzylindermotor, gehen wir einmal von einem Vier-Zylinder Motor aus, werden die Arbeitstakte der einzelnen Zylinder nicht alle zur gleichen Zeit gestartet sondern sie werden paarweise oder auch einzeln hintereinander wirksam. Zwischen den einzelnen Arbeitstakten vergeht also immer eine gewisse Zeit, in der überhaupt gar kein Antrieb durch einen Arbeitstakt stattfindet. Dieser Leerlauf würde sich so in einem sehr unruhigen Lauf des Motors bemerkbar machen. Um diesen Effekt zu verhindern hat die Kurbelwelle an Ihrem Ausgang eine Schwungmasse angebracht die mehrere Kilogramm schwer ist. Sie dreht sich mit und hat dadurch ein sehr hohes Schwungmoment. Kommt der Motor nun bei seiner Arbeitsweise an den Punkt an dem kein Arbeitstakt stattfindet, wird dieses sogenannte „Drehmomententloch“ durch das hohe Trägheitsmoment der sich drehenden Schwungmasse überbrückt, so dass dadurch wieder ein gleichmäßiger Lauf des Motors erreicht wird.
Diese Konstruktion wird auch bei den Motoren, die nach dem Dieselprinzip arbeiten angewendet. Bei den Otto-Motoren haben sich mehrere Varianten durchgesetzt.
Man unterscheidet zwischen Reihen-Motor, V-Motor und Boxer-Motor.
Beim Reihen-Motor sind die Zylinder in einer Reihe nebeneinander angeordnet. Diese Bauweise ist sehr platzsparend und wird vielfach bei kleineren Fahrzeugen eingesetzt.
Die Anordnung der Zylinder in V-Motor-Bauweise ist von der Seite aus betrachtet v-förmig. Bei einem 4-Zylindermotor sind dann jeweils 2 Zylinder schräg nach rechts und links weisend zueinander angeordnet. Beim Boxer-Motor liegen die Zylinder flach und arbeiten symmetrisch gegeneinander. Bei einem 4-Zylinder-Motor sind dann 2 Zylinder rechts und 2 Zylinder links neben der Kurbelwelle angeordnet. Durch diese Konstruktion hat der Boxer-Motor gegenüber den anderen Bauweisen im Betrieb die größte Laufruhe, weil sich die Massen-Beschleunigungen der gegenüber liegenden Kolben während des Betriebes gegenseitig ausgleichen. Bekannt wurde der Boxermotor, durch den Einbau im VW-Käfer und in Porsche Fahrzeugen
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