Ottomotor, Dieselmotor und Stirlingmotor
1. Der Ottomotor
Der Ottomotor ist ein sogenannter Verbrennungsmotor, welcher chemische Energie in Bewegungsenergie umwandelt. Er wurde benannt nach dem Erfinder Nikolaus August Otto.
Verwendung des Ottomotors
Verwendet wird der Ottomotor vor allem bei kleineren Fahrzeugen und Maschinen,
beispielsweise bei Personenkraftwagen, Motorrädern, Rasenmähern sowie Motorbooten.
Antrieb des Ottomotors
Der Motor wird angetrieben von der Verbrennung von Gas oder Benzin.
Funktion des Ottomotors
Bei dem Ottomotor unterscheidet man zwischen Zwei- und Viertaktmotor, wobei
in der heutigen Zeit hauptsächlich der Viertaktmotor zum Einsatz kommt.
Funktion des Viertaktmotors
Der Viertaktmotor verläuft in 4 Takten.
- Ansaugtakt
Der Antriebsstoff Benzin wird mit Luft vermischt und das Einlassventil wird geöffnet.
Das Benzin-Luft Gemisch wird in den Zylinder gesaugt. - Verdichtungstakt
Das Einlassventil wird geschlossen und der Kolben bewegt sich aufwärts, wodurch das Gemisch verdichtet wird. Folglich steigt Druck und Temperatur. Dann entzündet eine Zündkerze das Benzin- Luftgemisch mit einem elektrischen Funken (Es erfolgt eine Fremdzündung). - Arbeitstakt
Das Gemisch verbrennt explosionsartig; wegen dem entstandenen hohem Druck wird der Kolben nach unten bewegt. Diese Bewegung wird an die Räder weitergegeben und so in eine Drehbewegung umgewandelt. - Ausstoßungstakt
Der Kolben bewegt sich wieder nach oben. Das Auslassventil wird geöffnet und die entstandenen Verbrennungsgase werden in das Auspuffsystem gedrückt.
2. Der Dieselmotor
Der Dieselmotor, benannt nach Rudolf Diesel, ist ein Verbrennungsmotor, bei welchem, im Gegensatz zum Ottomotor keine Fremdzündung, sondern eine Selbstzündung erfolgt.
Verwendung des Dieselmotors
Der Dieselmotor kommt bei PKWs und LKWs sowie bei weiteren unterschiedlichen Fahrzeugen zum Einsatz, hauptsächlich bei Wasserfahrzeugen und auch im Motorsport.
Antrieb des Dieselmotors
Angetrieben wird der Dieselmotor von der Verbrennung von beispielsweise Gasöl oder Teeröl.
Funktion des Dieselmotors
Wie beim Ottomotor unterscheidet man zwischen Zweitaktmotor und Viertaktmotor.
Funktion des Viertaktmotors
- Ansaugtakt
Durch das geöffnete Einlassventil gelangt Luft in den Zylinder. Der Kolben bewegt sich dabei abwärts, es entsteht eine Saugwirkung. - Verdichtungstakt
Durch den sich aufwärts bewegenden Kolben bei geschlossenen Ventilen wird die Luft verdichtet bzw. zusammengepresst. Folglich erhöht sich die Temperatur auf über 600 °C. Nun wird durch eine Einspritzpumpe der Dieselkraftstoff unter hohem Druck in den Zylinder gebracht. - Arbeitstakt
Durch die hohe Temperatur der Luft kommt es zu einer explosionsartigen Verbrennung des Dieselkraftstoff-Luft-Gemisches: Man spricht von einer Selbstzündung. Druck und Temperatur im Zylinder steigen sprunghaft an. Der Kolben wird infolge des hohen Druckes nach unten bewegt und verrichtet mechanische Arbeit. Die Hin- und Her Bewegung des Kolbens wird dabei in eine Drehbewegung umgewandelt. - Ausstoßtakt
Der Kolben bewegt sich wieder nach oben und drückt durch das nun geöffnete Auslassventil die entstandenen Verbrennungsgase aus dem Zylinder heraus.
3. Der Stirlingmotor
Der Stirlingmotor, auch “Heißluftmotor” genannt, ist eine Wärmekraftmaschine; er wandelt also Wärme in mechanische Energie um.
Antrieb des Stirlingmotors
Der Stirlingmotor wird von Gas, meist Helium, angetrieben.
Aufbau des Stirlingmotors
Es gibt 2 Zylinder: Einen Kühlzylinder und einen Heizzylinder. Des Weiteren gib es 2 Kolben, davon einen Verdrängungskolben und einen Arbeitskolben. Es gibt ein Schwungrad und 2 Pleuelstangen, welche die 2 Kolben mit dem Schwungrad verbinden.
Funktion des Stirlingmotors
- Takt
Im Heizzylinder wird das Gas erhitzt. Das Gas dehnt sich deshalb aus, der Kolben wird hinaufgedrückt und verrichtet so mechanische Arbeit. - Takt
Das Gas wird in den Kühlzylinder gedrückt, wo es abgekühlt wird und folglich der Druck sinkt - Takt
Der Kolben komprimiert das Gas und führt dem Gas Arbeit zu, die von außen kommt. - Takt
Das Gas wird in Heizzylinder zurückgeschoben, wo es sich erneut erwärmt und ausdehnt.