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Motor

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Motor mit Steuerkette

Fast jedes Auto besitzt einen Verbrennungsmotor. Der Motor kann aber auch elektrisch betrieben werden. (Bild: PopTika @shutterstock.com)

Als Motor bezeichnet man grundsätzlich eine Maschine, die Energie in Bewegung umwandelt. Von entscheidender Bedeutung sind für Autos Verbrennungsmotoren wie der Ottomotor und der Dieselmotor, aber auch Elektromotoren gewinnen zunehmend an Bedeutung. Verbrennungsmotoren, wie wir sie heute kennen, sind eine Weiterentwicklung der Dampfmaschine und haben den Lauf der Geschichte maßgeblich beeinflusst. Läutete die Dampfmaschine bereits das Zeitalter der Industrialisierung ein, ist das Zusammenwachsen der Welt im Sinne der Globalisierung ohne Motoren nicht vorstellbar. Um Personen und Güter transportieren zu können, wird Energie benötigt, die meist chemisch gebunden vorliegt und durch Verbrennung gewonnen wird. Zwar stellen fossile Brennstoffe noch immer den größten Anteil der Energieträger dar, doch auch Wasserstoff für Wasserstoffverbrennungsmotoren und Brennstoffzellen haben es bereits bis zur Marktreife geschafft.

Aufbau eines Verbrennungsmotors

Trotz zunehmendem Umweltbewusstsein und strenger werdender Umweltauflagen bilden Ottomotoren und Dieselmotoren das Rückgrat unserer Mobilität. Fast jedes Auto besitzt einen derartigen, zentralen Motor. Durch die Verbrennung des jeweiligen Kraftstoffes (Benzin oder Diesel) werden die Kolben in den Zylindern bewegt und die Hubbewegung mittels Pleuelstangen und Kurbelwelle in eine Drehbewegung umgewandelt. Das erzeugte Drehmoment steht für den Antrieb der Räder zur Verfügung. Über einen Generator wird gleichzeitig die Batterie gespeist, so dass auch zusätzliche Systeme durch den Motor betrieben werden können. Eine Sonderform gängiger Verbrennungsmotoren stellen Wasserstoffverbrennungsmotoren dar, die man nicht mit dem Brennstoffzellen-Konzept mancher Elektromotors verwechseln sollte. Sie funktionieren ähnlich wie Ottomotoren, wobei der Wasserstoff eine deutlich höhere Zündtemperatur aufweist.

Motor mit rotem Ventildeckel

Die Leistung eines Motors ergibt sich aus der Drehzahl und dem Drehmoment. Der elastische Bereich liegt meist zwischen 2.000 und 4.500 U/min. (Bild: UfukSaraCoglu @istockphoto.com)

Wie funktioniert ein Viertaktmotor?

Der Viertaktmotor (genauer gesagt der Viertakt-Hubkolbenmotor) stellt die derzeit gängigste Variante eines Verbrennungsmotors im Automobilbau dar und wurde bereits 1860 patentiert. Seither hat sich am Funktionsprinzip nichts geändert und auch andere Motorkonzepte wie z.B. Wankelmotoren, Taumelscheiben- oder Gegenkolbbenmotoren konnten sich bisher nicht durchsetzen. Der Zyklus sieht folgendermaßen aus:

1. Takt: Ansaugen

Der erste Takt beginnt mit dem Kolben am oberen Totpunkt. Die Auslassventile für die Abgase haben sich gerade geschlossen und die Einlassventile beginnen sich zu öffnen. Der Kolben bewegt sich im Zylinder nach unten und erzeugt einen Unterdruck, wodurch entweder das Kraftstoff-Luft-Gemisch in den Zylinder gesaugt wird, oder aber lediglich die für die Verbrennung notwendige Luft. Die Einspritzung des Kraftstoffes erfolgt in diesem Fall später. Mit Erreichen des unteren Totpunktes werden die Einlassventile geschlossen.

2. Takt: Verdichten und Zünden

Sowohl die Einlassventile als auch die Auslassventile sind verschlossen, wenn der Kolben von seinem unteren Totpunkt zum oberen Totpunkt zurückkehrt. Das sich im Zylinder befindliche Gemisch aus Kraftstoff und Luft kann nicht entweichen und wird durch den Zylinder komprimiert. Druck und Temperatur steigen. Beim Dieselmotor reicht die Erwärmung aus, dass sich das Gemisch selbst entzündet. Ottomotoren benötigen eine zusätzliche Zündanlage, die in dem Moment den Funkensprung an den Zündkerzen veranlasst, wenn der Kolben kurz vor seinem oberen Totpunkt steht. Den genauen Zündzeitpunkt bestimmt die Motorelektronik anhand zahlreicher Sensordaten.

Animation Viertaktmotor

1. Takt: Ansaugen, 2. Takt: Verdichten/Zünden,
3. Takt: Arbeiten, 4. Takt: Ausstoßen
(Bild: UtzOnBike @wikimedia.org (CC BY-SA 3.0))

3. Takt: Arbeiten

Im Arbeitstakt entfaltet der Motor seine Leistung, denn bei geschlossenen Ventilen kann das verbrennende Gemisch nirgends entweichen und sorgt dafür, dass der Kolben in Richtung seines unteren Totpunktes gedrückt wird. Durch die explosionsartige Verbrennung werden Drücke zwischen 120 bar (Ottomotor) und 160 bar (Dieselmotor) erreicht. Ist der Kolben unten angekommen, beginnen sich die Auslassventile zu öffnen und der letzte Takt kann beginnen.

4. Takt: Ausstoßen

Bei geöffneten Auslassventilen fährt der Kolben wieder nach oben und drückt dabei das abgekühlte, aber immer noch sehr heiße Abgas aus dem Zylinder. Kurz vor dem oberen Totpunkt beginnen die Einlassventile sich bereits zu öffnen, während die Auslassventile sich noch schließen. Diese Ventilüberschneidung ist gewollt, um möglichst viel Zeit für die Füllung mit neuer Verbrennungsluft zu gewinnen und den Viertakt-Zyklus von vorne zu beginnen. Einlass- und Auslassventile erkennt man übrigens meist an ihrer Größe, denn die Einlassventile sind stärker dimensioniert, um die Frischluftzufuhr sicherzustellen.

Elektromotoren

Bei auf elektrischer Energie basierenden Antriebskonzepten kann ein zentraler Motor vorliegen, aber auch dezentrale Elektromotoren an jedem Rad bzw. für die Vorder- und Hinterachse sind denkbar. Der Elektromotor macht sich die elektromagnetische Wechselwirkung zunutze und wandelt elektrische Energie mittels Magnetfeldern in mechanische Arbeit um. Die notwendige Ausgangsenergie wird in einem Akkumulator oder in Form von Wasserstoff mitgeführt. Wasserstoff als Trägermedium hat den Vorteil, dass er dezentral hergestellt werden kann. Die zunehmende Verbreitung von Elektromotoren in Autos ist erklärtes politisches Ziel, um die Abhängigkeit vom Öl und den Ausstoß von Kohlendioxid zu senken. Allerdings ist der Reichweite und Haltbarkeit der notwendigen Batterien derzeit noch ein großes Hemmnis.

Elektromotor des VW E-Golf

Elektromotoren sind Verbrennungsmotoren deutlich überlegen, doch die aktuelle Batterietechnologie ist noch nicht ausreichend entwickelt. (Bild: Cschirp @wikimedia.org (CC BY-SA 3.0))

Ersatzteile für den Motor bei kfzteile24

Die für einen Verbrennungsmotor relevanten Komponenten sind häufig starken mechanischen und thermischen Belastungen ausgesetzt. Umso wichtiger ist es, hochwertige Ersatzteile zu verwenden. Bei kfzteile24 finden Sie u.a. Produkte von Bosch, Febi oder f.becker_line. Natürlich können Sie in unserem Shop auch besonders günstige Alternativen kaufen, die wir als Preishammer kennzeichnen und regelmäßig durch unser hauseigene Qualitätsprüfung begutachten. kfzteile24 gewährt daher auch satte 100 Tage Rückgaberecht. Als professioneller Händler für Pkw-Teile sind wir uns auch bewusst, dass eine zeitnahe Lieferung von größter Bedeutung ist. Wir haben daher unsere Logistik optimiert und sind in der Lage, bestellte Ware meist innerhalb von 24 Stunden nach dem Kauf zu versenden, sodass Lieferzeiten von 1-2 Werktagen die Regel darstellen. Testen Sie uns!

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