Wie funktioniert eigentlich der Motor im PKW ?


Wie funktioniert eigentlich der Motor im PKW ?

Ganz einfach. Im Prinzip ist der Automotor eine Maschine, die aus der Verbrennung von Kraftstoff Wärme gewinnt.

Luft hat die Eigenschaft sich bei Erwärmung auszudehnen und in einem abgeschlossenen Raum bei Temperaturerhöhung entsteht ein Überdruck.

Diesen Überdruck nennt man Verbrennungsdruck, welcher in einem Automotor eine Auf und-ab-Bewegung der Kolben erzeugt. Diese wird durch die Kurbelwelle in eine Drehbewegung umgeformt.

 

Ein Benzin-Auto nutzt von Hundert Prozent Energie, welche im Kraftstoff enthalten sind, etwa

35 % für effektive Arbeit. Der Wirkungsgrad eines Ottomotors beträgt also in etwa 35 %.

Bei einem Diesel-Auto sieht der Wirkungsgrad etwas besser aus. Der Dieselkraftstoff hat nicht nur eine höhere Dichte, denn ein Liter Diesel hat ein höheres Gewicht als ein Liter Benzin, also mehr Energie, beim Diesel ist auch die Verbrennungstemperatur geringer und somit auch der Wärmeverlust.

Der Wirkungsgrad beim Dieselmotor beträgt bis 46 %. je höher der Wirkungsgrad eines Motors ist,

desto niedriger wird sein Kraftstoffverbrauch. Darum hat bei gleicher Stärke und einem vergleichbaren Hubraum, ein Dieselmotor in der Regel einen etwas niedrigeren Kraftstoffverbrauch als ein Benzinmotor.

 

Bauteile

 

Der Motor besteht aus eine Vielzahl unterschiedlicher Bauteile, mit teilweise komplizierten Namen, deren Funktionen aber meist sehr einfach sind.

Kurbeltrieb ( Kolben, Kurbelwelle und Pleuelstange)

Motorgehäuse ( Zylinder, Zylinderkopf und Kurbelgehäuse)

Motorsteuerung ( Einlassventiel, Auslassventiel, Nockenwelle und Nockenwellenantrieb)

Kraftstoffanlage ( Kraftstofftank, Kraftstoffpumpe, Vergaser oder Einspritzanlage)

Zündanlage ( Zündverteiler, Zündspule und Zündkerzen)

Auspuffanlage ( Auspuffkrümmer, Katalysator, Hauptschalldämpfer)

Motorschmierung ( Ölwanne, Ölpumpe, Ölfilter)

Motorkühlung ( Wasserpumpe, Kühler und Ventilator)

 

Funktionsweise der Bauteile:

 

Der Kurbeltrieb

Der Kolben wird durch den Druck, welcher bei der Verbrennung entsteht nach unten gedrückt und durch die Drehung der Kurbelwelle im Anschluss wieder nach oben geschoben.

Der Kolben muss aus einer sehr widerstandsfähigen speziellen Legierung gefertigt sein um Verbrennungstemperaturen bis 2500°C und einem Verbrennungsdruck von bis zu 90 bar stand zu halten. Auf dem Kolben wirkt, bei hoher Drehzahl bis zu 2400 mal pro Minute, eine Fliehkraft, welche doppelt so hoch ist wie das Fahrzeuggewicht. Die Ausdehnung des Kolbens muss sich in Grenzen halten, damit er nicht zu eng im Zylinder läuft und dadurch einen „ Kolbenfresser“ verursacht.

 

Die Kolbenkraft wird über die Pleuelstange auf die Kurbelwelle übertragen und durch die nicht mittige Lagerung, nicht nur in eine Drehbewegung, sondern durch das Hebelgesetz verstärkt.

Die Funktionsweise ist mit einer Kaffeemühle vergleichbar, wobei eine gerade gerichtete Kraft, durch einen Hebelarm verstärkt und durch eine Drehbewegung umgesetzt wird.

Am Ende der Kurbelwelle befindet sich die Schwungscheibe mit Kupplung, welche die Kraft an das Getriebe weiter leitet. Die Kurbelwelle treibt über Riemen, den Zündverteiler, die Nockenwelle, die Lichtmaschine, die Benzinpumpe und den Kompressor der Klimaanlage an.

 

Das Motorgehäuse

Die Kurbelwelle ist im Kurbelgehäuse in Lagerschalen gelagert, um sich reibungsarm drehen zu können und dem Pleuel und den Kolben eine Führung zu bieten.

Unterhalb des Kurbelgehäuses befindet sich die Ölwanne, in welcher sich das Öl sammelt.

Der Zylinderblock ist mit Wasserkanälen durchzogen um Verbrennungs- und Rreibungswärme schnell abzutransportieren. Wasserdurchflusskanäle transportieren auch das Kühlmittel in den Zylinderkopf, welcher den Abschluss des Motorgehäuses bildet.

Zwischen Zylinder und Zylinderkopf befindet sich die Zylinderkopfdichtung, welche meistens aus Asbest und Metall besteht. Die Aufgabe der Dichtung besteht darin gasdicht abzuschließen und muss gegen Motoröl und Kühlwasser resistent sein.

 

Die Motorsteuerung

Die Motorsteuerung sorgt dafür, dass die Frischgase rechtzeitig in den Zylinder kommen und die Altgase abtransportiert werden. Dafür benötigt man drei Bauteile, Ein- und Auslassventile, Nockenwelle und den Nockenwellen antrieb.

Ein und Auslassventile steuern das An-und Absaugen also die Zu-und Abfuhr der Gase im selben Zeitraum. Dadurch können Verbrauch und Schadstoffe gesenkt und die Motorleistung erhöht werden. Die Ventile müssen exakt gesteuert werden. .

 

Die Kraftstoffanlage

Der Kraftstoff, welcher in ein Auto gefüllt wird gelangt zunächst in den Tank, der aus Kunststoff oder Stahlblech gefertigt sein kann. Dieser verfügt über eine Entlüftungsöffnung, um einen Unterdruck beim Ansaugen, oder Überdruck wegen Erwärmung durch Sonnenstrahlung, bilden kann. Die Kraftstoffpumpe bei „Einspritzern “arbeitet elektrisch und befördert den Sprit in den Kraftstoffbetrieben, dann in deinen Druckspeicher oder Druckregler, der den Leitungsdruck konstant hält. Nun erreicht der Kraftstoff die Einspritzventile, welche elektromagnetisch öffnen und schließen.

Der Warmlaufregler und der Zusatzluftschieber werden über eine Beimetallfeder aktiviert und sorgen über Anreicherung des Gemisches für ein besseres Warmlaufverhalten.

 

Zündanlage

Eine normale Zündanlage besteht aus Zündspule, Zündverteiler mit Unterbrecher, Verteilerfinger und Kondensator sowie Zündkerzen mit Kerzensteckern und Zündkabeln.

Seitlich im Zylinderkopf befinden sich die Zündkerzenstecker mit meist schwarzem Zylinderkopfdeckeln.

Unter den Kerzensteckern befinden sich die Zündkerzen mit oben ausgeführten Zündkabel. Die Anzahl der Kabel richtet sich nach den Zylindern und führen direkt zum Zündverteiler. Wenn die Verteilerkappe mit Zündkabeln zur Seite geschoben wird, und der Verteilerfinger abgezogen, kann man im Inneren eine Silberne Stange erkennen, eine kleine Nockenwelle. Sie trägt den Verteilerfinger und öffnet und schließt den Unterbrecherkontakt.

Der Unterbrecher, ein kleines zweiteiliges Bauteil, an dem ein kleines Kabel befestigt ist. Es wird durch eine Schraube gehalten, welche wiederum zur Einstellung des Unterbrechers gelockert werden muss. Die Autobatterie liefern 12 Volt, die über das Zündschloss in die Zündspule gelangen und dort auf 12000 bis 13000 Volt transformiert werden. Nun wird diese Hochspannung vom Zündverteiler an die Zündkerzen weiter gegeben, wo der Zündfunke überspringt und den Kraftstoff entzündet.

In der Zündspule wird durch Induktion die Zündspannung erzeugt Sie verlässt die Spule durch ein dickes Kabel in Richtung Verteiler, wo die Zündspannung an die Zylinder verteilt wird. Der Unterbrecherkontakt regelt die Stromzufuhr der Zündspule. Ist er geschlossen baut sich in der Spule ein Magnetfeld auf . Wenn er sich öffnet, bricht das Magnetfeld zusammen und die Zündspannung wird erzeugt.

Der Unterbrecher wird durch Nocken, das sind Erhebungen, auf der Verteilerwelle geöffnet und geschlossen. Die Anzahl der Nocken entspricht der Anzahl der Zylinder.

 

Auspuffanlage

Die Abgasanlage ist ein Bauteil, welches auf den jeweiligen Motor abgestimmt ist. Sie beeinflusst die Leistung, den Kraftstoffverbrauch und den Schadstoffausstoß. Durch genaue Berechnung der Rohrquerschnitte, sind Motorleistung und Kraftstoffverbrauch beeinflussbar. Durch gelochte Bleche und Steinwolle in den Auspufftöpfen, wird der Schall gedämpft. Zur Abgasanlage gehört sei den 80ern ein Katalysator zur Schadstoffreduzierung.

 

Motorschmierung

Mittels Öl soll eine Schmierung im Motor erfolgen, bei der die Reibung zwischen den Metallteilen herab gesetzt wird. Die Metallteile sollen sich möglichst nicht berühren um den Verschleiß der Komponenten zu gewährleisten. Diesen Schmierfilm kann nur durch eine optimale Qualität des Öls erhalten werden. Das Motoröl soll nicht nur schmieren sondern den Motor von innen auch kühlen und muss deshalb selbst auch zur Abkühlung gebracht werden.

Eine weitere Aufgabe des Öls ist die Innenreinigung des Motors. Chemische Substanzen sorgen dafür, dass Verbrennungsrückstände oder Abriebpartikel im Öl, in der Schwebe gehalten werden und keinen Schaden verursachen.

 

Motorkühlung

Wenn ein Motor läuft entsteht Wärme, welche abgeleitet werden muss, um den Motor nicht zu überhitzen. Eine Wasserkühlung ist gut geeignet, weil das Kühlmittel Wasser durch viele Kanäle genau an die Stellen gebracht werden, wo es gebraucht wird und gleichzeitig fungiert der Wassermantel als Motoren-Geräusche-Dämpfer. Eine Wasserpumpe befördert das warme Kühlermittel vom Motor zum Kühler.

Ein Kühlventilator wird bei Bedarf zugeschaltet, da allein der Fahrtwind am Kühler nicht ausreicht.

Der Wasserkühler funktioniert wie ein Heizkörper in einem Haus. Durch seine große Oberfläche gibt er relativ schnell, während das Kühlmittel durch ihn hindurch gepumpt wird, Wärme an die Umgebung, beim Auto den Fahrtwind ab.

 

 

Autor: http://www.contentworld.com/authors/profile/10018/