Der Ottomotor

Nikolaus August Otto:


Nikolaus August Otto wurde am 14.06.1832 in Holzhausen an der Heide bei Nassau in Deutschland geboren. Er war Unternehmer, bis er mit 32 Jahren, also 1864, mit Eugen Langen einen atmosph√§rischen Gasmotor erfand. 1876 schuf er mit seinem Viertaktmotor mit verdichteter Ladung den entwicklungsf√§higen Motor, der das Vorbild f√ľr den gesamten weiteren Verbrennungsmotorenbau gab. Ottos Erfindung erfolgte unabh√§ngig vom franz√∂sischen Ingenieur und Maschinenbauer Alphonse Beau de Rochas, der bereits 1862 die Viertaktarbeitsfolge, aber mit Selbstz√ľndung des Gemisches, dem heutigen Dieselmotor entsprechend, beschrieben, doch nie praktisch verwirklicht hatte. Dennoch f√ľhrte der Hinweis auf Alphonse Beau de Rochas dazu, dass Nikolaus Otto seine Patentrechte am neuen Motor verlor.
Trotzdem war der deutsche Ingenieur ein wirklicher Revolution√§r, der das Gesicht der Welt ver√§ndert hat. Seine Maschine hat zwar etwas anders ausgesehen als jene Motoren, die heute alle Kraftfahrzeuge dieser Welt betreiben, doch das Prinzip ist das gleiche geblieben. Ein Luft - Kraftstoff - Gemisch wird durch ein Zylinder - Kolben - System verdichtet und danach durch den Funken einer Z√ľndkerze explosionsartig verbrannt - was den Kolben und √ľber ihn die Pleuelstange und dadurch wieder die Kurbelwelle bewegt.

Der Ottomotor


Verbrennungsmotoren verwandeln die chemische Energie, die in Treibstoffen steckt, in Bewegungsenergie. Die Treibstoffe werden gez√ľndet und verbrennen mit dem Sauerstoff der Luft innerhalb sehr kurzer Zeit. Dabei entsteht viel W√§rme und die Verbrennungsgase dehnen sich explosionsartig aus und k√∂nnen damit Arbeit leisten.
Es gibt grunds√§tzlich zwei verschiedene Arten von Verbrennungsmotoren, n√§mlich Kolbenmotoren und Gasturbinen. Bei den Kolbenmotoren unterscheidet man je nach Art der Z√ľndung und des Kraftstoffes Benzinmotoren und Dieselmotoren. Der am weitesten verbreitete Benzinmotor hei√üt Viertaktmotor, weil sich immer vier Arbeitsg√§nge wiederholen.
Beim ersten Takt saugt der Kolben frisches Gemisch aus Luft und Treibstoff aus dem Vergaser in den Zylinder an. Dabei bewegt sich der Kolben abw√§rts. Bei der darauffolgenden Aufw√§rtsbewegung, im zweiten Takt, verdichtet oder komprimiert er das Gemisch nachdem sich das Einlassventil geschlossen hat. Jetzt ist der Kolben am h√∂chsten Punkt angelangt. Der dritte Takt ist der Arbeitstakt. Ein Funken entz√ľndet das Gemisch, und der Druck der Explosion der Verbrennungsabgase treibt den Kolben nach unten. W√§rmeenergie wurde in Arbeit umgewandelt. Bei 130km/h wird das Gemisch durch die Z√ľndkerze ca. 250 x/s entz√ľndet. Beim vierten Takt werden die Abgase aus dem Zylinder durch das jetzt offene Auslassventil ausgesto√üen, indem der Kolben nach oben gleitet und die Verbrennungsabgase aus dem Zylinder in den Auspuff schiebt. Dann schlie√üt sich das Auslassventil und der ganze Vorgang beginnt von neuem. Der Wirkungsgrad liegt bei etwa 25%.
Der Viertaktmotor von Nikolaus Otto stellte also den Grundsatz f√ľr den heutigen Verbrennungsmotor dar.
Zweitaktmotoren leisten bei jedem zweiten Takt Arbeit. Dennoch sind sie nicht leistungsfähiger als Viertaktmotoren. Beim ersten Takt bewegt sich der Kolben nach oben. Dabei geschieht gleichzeitig zweierlei: Über dem Kolben wird das Benzin - Luft - Gemisch verdichtet. Unter ihm wird ein neues, verbrennungsfähiges Gemisch in das Kurbelgehäuse angesaugt, nachdem die Unterseite des Kolbens das Ventil freigegeben hat.
Beim zweiten Takt wird das komprimierte Gemisch √ľber dem Kolben durch die Z√ľndkerze gez√ľndet. Es dr√ľckt den Kolben nach unten. Bevor dieser seinen tiefsten Punkt erreicht, gibt er das Auslassventil frei: Die Verbrennungsgase verlassen den Zylinder. - In der Zwischenzeit hat der heruntergehende Kolben das Einlassventil geschlossen und das Gemisch im Kurbelgeh√§use zusammengepre√üt. - Kurz nachdem sich das Auslassventil ge√∂ffnet hat, wird auch der √úberstr√∂mkanal freigegeben. Durch diesen str√∂mt das vorverdichtete Gemisch in den Verbrennungsraum. Eine Nase auf der Kolbenoberseite sorgt daf√ľr, dass das frische Gemisch den Zylinder ganz f√ľllt und nicht unmittelbar durch das Auslassventil entweicht.
Es kann allerdings nicht ganz verhindert werden, dass auch unverbranntes Gemisch in den Auspuff gesaugt wird. Deshalb arbeitet ein Zweitaktmotor nicht so wirtschaftlich wie ein Viertaktmotor. Weil jedoch Ventile und Ventilsteuerung fehlen, ist er billiger herzustellen. Er wird da eingesetzt, wo der Kraftstoffverbrauch nicht so entscheidend ist wie der Preis des Motors: In Motorr√§dern, Mopeds, Rasenm√§her und Motorbooten. In Autos werden sie kaum mehr eingebaut, und man erkennt sie am eigent√ľmlichen scheppernden Motorenger√§usch und am bl√§ulichen Qualm der Abgase.
Der Wirkungsgrad des Zweitakt - Vergaser - Motors liegt bei zirka 18%.

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