Bestandteile von Verbrennungsmotoren Jeder Verbrennungsmotor (und eigentlich jede Wärmekraftmaschine) besteht aus diesen Haupt- Bauteilen: Das Motorgehäuse Hauptteil des Motorgehäuses ist der Zylinderblock. Nach unten wird der Zylinderblock durch das Kurbelgehäuse und die Ölwanne abgeschlossen, nach oben durch den Zylinderkopf. Der Zylinderblock Im Zylinderblock. befinden sich die Zylinder, in denen die Kolben laufen. Außerdem verlaufen durch den Zylinderblock Kanäle für Kühlwasser und Schmieröl. Der Kurbeltrieb Unter dem Zylinderblock befindet sich das Kurbelgehäuse, in dem die Kurbelwelle läuft. Kolben, Pleuelstangen und die Kurbelwelle bilden den Kurbeltrieb, der die Auf- und Ab-Bewegung der Kolben in eine Drehbewebung umsetzt. Der Zylinderkopf schließt die Zylinder nach oben gasdicht ab. 1
Bestandteile von Verbrennungsmotoren Die Motorsteuerung Im Zylinderkopf befindet sich die Motorsteuerung. Sie besteht im wesentlichen aus der Nockenwelle...... und den Ventilen, die von der Nockenwelle geöffnet und geschlossen werden. Durch die Einlaßventile gelangt das Kraftstoff- Luftgemisch von der Gemischbildungsanlage in die Zylinder, durch die Auslaßventile treten die verbrannten Gase in die Auspuffanlage. Die Motorsteuerung wird durch die Zylinderkopfhaube verdeckt und geschützt. Räume im Verbrennungsmotor Der Verbrennungsraum V ist der Raum zwischen Kolbenboden und Zylinderkopf. Er verändert sich je nach Stellung des Kolbens. Der größte Verbrennungsraum wird erreicht, wenn sich Kurbelwelle und Kolben in der Stellung UT(unterer Totpunkt), d.h. am tiefsten Punkt ihrer Bewegung befinden. 2
Wenn sich Kolben und Kurbelwelle in der Stellung OT (oberer Totpunkt) befinden, ist der Verbrennungsraum am kleinsten. Diesen Raum nennen wir Verdichtungsraum V c, weil der Kolben den Inhalt des Zylinders auf diesen Raum zusammenpreßt oder verdichtet. Der Weg, den der Kolben zwischen UT und OT zurücklegt, ist der Hub s. Die Differenz zwischen dem größtmöglichen Verbrennungsraum und Verdichtungsraum nennen wir Hubraum V h. 3
Zur Berechnung des Hubraums muss man außerdem den Zylinderdurchmesser d kennen. Aus dem Verhältnis zwischen größtmöglichen Verbrennungsraum (Hubraum und Verdichtungsraum) und Verdichtungsraum ergibt sich das Verdichtungsverhältnis. Der Gesamthubraum V h ergibt sich aus der Summe der Hubräume der einzelnen Zylinder eines Motors. 4
Nr. Antrieb Energie 1 Ottomotor Benzin 2 Ottomotor Flüssiggas 3 Ottomotor Erdgas 4 Ottomotor Methanol 5 Dieselmotor (Bio-)Diesel 6 Dieselmotor Pflanzenöl 7 Elektromotor Kraftstoff->Strom 8 Ottomotor Wasserstoff 9 Brennstoffzelle Wasserstoff 10 Brennstoffzelle Methanol Aufgabe Der Verbrennungsmotor soll die im Kraftstoff gebundene chemische Energie möglichst optimal und mit geringem Schadstoffausstoß in Bewegungsenergie umsetzen. Die Erfindung des Verbrennungsmotors hat die Entwicklung des Kraftfahrzeugs entscheidend beeinflusst. Funktion Ein Kraftstoff-Luft-Gemisch wird - außer in der Brennstoffzelle - in einem Verbrennungsraum gezündet. Der dabei entstehende Druck wird über eine Hubbewegung oder direkt in Drehbewegung umgesetzt und als Drehmoment an das Triebwerk weitergeleitet. Bei der Brennstoffzelle wird die chemische Energie zunächst in elektrische umgewandelt und dann über Elektromotor(en) abgegeben. 5