• Was ist eigentlich ein Motor bzw. Verbrennungsmotor?

Definition laut Internetlexikon (Wikipedia):

Der Verbrennungsmotor ist eine Wärmekraftmaschine, die durch innere Verbrennung von Treibstoff mechanische Arbeit verrichtet. Strömungsmaschinen mit Verbrennung, zum Beispiel Gasturbinen, und Motoren mit Verbrennung außerhalb des Zylinders, beispielsweise Dampfmaschinen und Stirlingmotoren, zählt man nicht zu den Verbrennungsmotoren im engeren Sinne.

AUDI A8 3l V6 

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• Wie werden Motoren unterschieden bzw. eingeteilt?

In der Geschichte des Motorenbaus sind viele Konzepte erdacht und realisiert worden, die nicht in das folgende Raster passen, zum Beispiel Ottomotoren mit Direkteinspritzung oder Vielstoffmotoren nach dem Dieselverfahren, aber mit Zündkerze. Im Sinne der Lesbarkeit verzichtet diese Übersicht auf Sonderfälle.

Die Bauarten können in einer großen Vielfalt kombiniert sein, beispielsweise kleinvolumige Motoren mit Kreiskolben und Schlitzsteuerung nach dem Otto-Prinzip (Wankelmotor), oder großvolumige 2-Takt-Dieselmotoren mit Ventilsteuerung (Schiffsdiesel).

> Einteilung nach dem thermodynamischen Prozess

• Ottomotoren
• Dieselmotoren

> Einteilung nach dem Arbeitsverfahren

• 4-Takt-Verfahren: Jeder der vier Arbeitsschritte läuft während eines Taktes ab. Mit "Takt" ist in diesem Fall ein Kolbenhub gemeint, das heißt eine Aufwärts- oder eine Abwärtsbewegung des Kolbens. Während eines Arbeitsspieles mit vier Takten dreht sich die Kurbelwelle also zweimal. Der Gashub ist geschlossen, das heißt Frischgas und Abgas sind vollständig voneinander getrennt. In der Praxis kommt es aber doch zu einer kurzen Berührung während der so genannten Ventilüberschneidung.

• 2-Takt-Verfahren: Auch beim 2-Takt-Verfahren laufen alle vier Arbeitsschritte ab, aber während nur zwei Kolbenhüben (=Takte). Dies ist möglich, weil ein Teil des Ansaugens und der Verdichtung (das Vorverdichten) außerhalb des Zylinders stattfindet, und zwar im Kurbelgehäuse unter dem Kolben oder in einem Lader. Die Kurbelwelle dreht sich während eines Arbeitsspieles nur einmal. Der Gaswechsel ist offen, das heißt, es kommt zu einer teilweisen Durchmischung von Frischgas und Abgas.

V8-Motor BMW

> Einteilung nach dem Bewegungsablauf

• Hubkolbenmotor (typ. in Kombination mit Pleuel und Kurbelwelle, teilweise auch mit Knick-Pleuel)
• Kreiskolbenmotor (typ. nach Wankel)
• Drehkolbenmotor (z.B. als Kugelkolbenmotor)
• Freikolbenmotor (typ. lineare Kolbenbewegung)

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> Einteilung nach dem Gemischbildungsverfahren

Vor der Verbrennung müssen Kraftstoff und Luft durchmischt werden. Der Kraftstoff muss verdampfen.

• Äußere Gemischbildung: Kraftstoff und Luft werden außerhalb des Zylinders vermischt, dann dem Zylinder zugeführt und verdichtet. Typische Vertreter sind der Ottomotor mit Vergaser oder der Zweitaktmotor. Durch überhöhte Motortemperatur, zu frühen Zündzeitpunkt, Selbstzündung oder ungeeignetes Gemisch kann es zu unkontrollierten, leistungsmindernden und motorschädigenden Detonationen kommen, die im Fall des Verbrennungsmotors speziell Klopfen genannt werden. Während der Verdichtung muss der Kraftstoff teilweise verdampfen, sodass die Verbrennung unmittelbar nach der Zündung sehr schnell erfolgen kann und eine hohe Drehzahl ermöglicht. Es handelt sich um eine Gleichraumverbrennung, weil der Brennraum seine Größe in der kurzen Zeit praktisch nicht ändert. Nach der Zündung kann die Verbrennung gewöhnlich nicht mehr beeinflusst werden.

• Innere Gemischbildung: Dem Zylinder wird nur Luft zugeführt und verdichtet, der Kraftstoff wird erst später in den Brennraum eingespritzt. Ohne Kraftstoff ist keine Selbstzündung möglich, deshalb kann der Wirkungsgrad durch höhere Verdichtung gesteigert werden. Die Zündung kann durch Selbstzündung (Dieselmotoren) oder Fremdzündung (Ottomotoren mit Direkteinspritzung oder Vielstoffmotoren) erfolgen. Nach Einspritzbeginn benötigt der Kraftstoff Zeit zum Verdampfen, wodurch die Drehzahl begrenzt wird. Da insbesondere bei Dieselmotoren mit höheren Drücken gearbeitet wird, sind diese Motoren massiver ausgeführt und haben somit mehr Schwungmasse, was ebenfalls die Drehzahl deutlich begrenzt. Die Verbrennung kann durch die Zufuhr des Kraftstoffes (siehe auch: Einspritzverfahren) beeinflusst werden, thermodynamisch ideal wäre eine Gleichdruckverbrennung.

4 Zylindermotor Mercedes Benz

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> Einteilung nach dem Zündverfahren

• Fremdzündung
• Selbstzündung

> Einteilung nach der Füllungsart

• Saugmotor
• Ladermotor

> Einteilung nach dem Kühlverfahren

• Wassergekühlt
• Luftgekühlt
• Ölgekühlt (Elsbettmotor)
• Kombinationen aus Luft-/Ölkühlung (SAME)

> Einteilung nach Bauformen und Anzahl der Zylinder

Abhängig von der Anzahl der Zylinder werden Otto- und Dieselmotoren gebaut als

• Einzylinder (1)
• Reihenmotor (2, 3, 4, 5, 6, 8)
• V-Motor (2, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 16)
• VR-Motor (4, 6, 8)
• W-Motor (3, 8, 12, 16)
• Boxermotor (2, 4, 6, 12)
• Sternmotor (5, 6, 7, 8, 9, 12)
• Gegenkolbenmotor (nur 2-Takt)

Die Zahlen in Klammern sind typische Zylinderzahlen.
Im Rennsport werden, auch trotz der höheren Unwucht, V-Motoren mit drei Zylindern gebaut.

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Links zu Motoranimationen: Noch eine weitere Animation zum Viertaktmotor von der Uni Leipzig Klasse Motoranimation von FORD Boxermotor von Subaru Der Wankelmotor mit vielen zahlreichen Informationen

Bilder:  AUDI, BMW, Bosch, Mercedes Benz

mehr zum Motor: Funktion | PS |

Lehrtafel für Kolbenschäden
Für tiefergehende Informationen empfehle ich das Handbuch Verbrennungsmotor	Das Thema Motorschäden wird in dem Vogel Fachbuch aufgegriffen.

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Wiesinger

26.08.2010