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Der Viertaktmotor/Viertaktmotoren
Grundsätzliche Funktionsweise:
Bei einem Viertaktmotor wird ein Gemisch aus Kraftstoff und Luft in einer Brennkammer entzündet und verbrannt. Die Verbrennungsgase verursachen temperaturbedingt eine Wärmeausdehnung. Dieser Druck wirkt sich auf den Kolben und bewegt diesen. Dieses Prinzip funktioniert bei einem Ottomotor und Dieselmotor in zwei oder vier Takten. Sämtliche heute gebaute Pkw-Verbrennungsmotoren werden als Viertaktmotoren gebaut. Bei Viertaktmotoren geschieht die Energiegewinnung in vier Arbeitsschritten, die Takte genannt werden. Dieser 4 Takt-Vorgang lautet im Einzelnen: Ansaugen, Verdichten, Arbeiten und Ausstoßen.
Ansaugen (ein Gemisch aus Kraftstoff und Luft) wird angesaugt).
Verdichten (Kraftstoff-Luftgemisch wird verdichtet)
Arbeiten (Verbrennung des Gas-Gemisches; bei Benziner durch Fremdzündung (Zündkerze), bei Diesel durch Eigenzündung (Temperatur und Druck))
Ausstoßen (Abgase werden ausgestoßen)
Die Arbeitsschritte Ausstoßen und Ansaugen dienen dem Austausch von Abgas gegen ein frisches Kraftstoff-Luftgemisch. Beim Verdichten und Arbeiten wird chemische Energie in mechanische Energie umgewandelt.
Genaue Funktionsweise eines Viertaktmotors:
Erster Takt: Ansaugen
Der Kolben befindet sich zu Beginn dieses Takts am oberen Ende des Zylinders. Das Einlassventil ist in dieser Stellung bereits geöffnet. Der Kolben beginnt seine Reise abwärts. Dabei wird ein Gemisch aus Kraftstoff und Luft in den Zylinder gesaugt. Erreicht der Kolben seinen tiefsten Punkt, ist der erste Takt beendet.
Zweiter Takt: Verdichten
Im zweiten Takt fährt der Kolben in einer Aufwärtsbewegung wieder nach oben und verdichtet das Kraftstoff-Luftgemisch auf einen kleinen Teil seines vorherigen Volumens. Alle Ventile sind nun geschlossen. Wenige Millimeter bevor der Kolben seinen höchsten Punkt erreicht, wird an der Zündkerze ein Funke ausgelöst. Dies dient als Vorbereitung zum dritten Arbeitstakt.
Dritter Takt: Verbrennen
Im Dritten Takt verbrennt durch den Funken der Zündkerze (Benziner) das Kraftstoff-Luftgemisch. Beim Dieselmotor geschieht dies durch Eigenzündung, in Form von Temperatur und Druck. Beide Ventile bleiben geschlossen. Durch den Anstieg der Temperatur und das höhere Volumen der Verbrennungsgase steigt der Druck im Verbrennungsraum und treibt den Zylinderkolben wieder nach unten. Diese Längsbewegung wird dabei über den Pleuel auf die Kurbelwelle übertragen und so in eine Drehbewegung umgesetzt.
Vierter Takt: Ausstoßen
Hier bleibt das Einlassventil geschlossen, das Auslassventil wird geöffnet. Der sich nach oben bewegende Kolben schiebt die Abgase aus dem Zylinder durch das Auslassventil in die Abgasanlage.
Nachdem der Kolben wieder oben steht, beginnt der Vorgang von neuem. Bei einem Viertaktmotor fährt der Kolben also zweimal auf und zweimal ab. Das bedeutet, dass sich die Kurbelwelle für alle vier Takte in einem Zylinder zwei Mal dreht. Dies ist die Funktionsweise eines Viertaktmotors mit Fremdzündung durch Zündkerze.
