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Alternative Motorentechnik bei Verbrennungsmotoren

Alternative Motorentechnik bei Verbrennungsmotoren

Alternative Motorentechnik bei Verbrennungsmotoren

Die Entwicklung von alternativer Motorentechnik geht immer weiter. Dabei sind die Steigerung des Wirkungsgrads, der Emissionsschutz und ein immer geringerer Kraftstoffverbrauch gute Gründe, weshalb Sie auf alternative Motorentechnik setzen sollten.

Etablierte Motorentechnik:

Ottomotoren und Dieselmotoren sind Motoren, die sich bereits seit mehreren Jahrzehnten auf dem Markt etabliert haben.

Funktionsweise Otto-Motor:

Der Ottomotor gehört zur Kategorie der Verbrennungsmotoren, der mittels Verbrennung von Gas oder Benzin angetrieben wird. Die Energieumwandlung findet entweder nach dem Vier- oder Zweitaktprinzip statt. Die Funktion eines Otto-Motors erfolgt in den meisten Fällen durch vier verschiedene Takte.

Viertaktprinzip Otto-Motor:

Im ersten Takt wir der Kolben nach unten gedrückt. Im selben Moment ist das Einlassventil geöffnet. Über dieses Ventil wird das Kraftstoff-Luft-Gemisch in den Zylinder eingesaugt; dadurch entsteht ein Unterdruck von z. B. 0,2 oder 0,3 bar. Das Ventil schließt, wenn der Kolben nahezu den unteren Totpunkt erreicht hat, oder kurz darauf.

Im zweiten Takt wird der Kolben wieder nach oben gedrückt, während alle Ventile geschlossen sind. Somit wird das Kraftstoff-Luft-Gemisch komprimiert und sich auf einige hundert Grad Celsius (z. B. 400 °C) erhitzt.
Wenn der Kolben annähernd den oberen Totpunkt erreicht hat (eventuell auch etwas früher), wird die Zündkerze betätigt. Jetzt verbrennt der Kraftstoff und die Temperatur steigt innerhalb eines kurzen Moments auf über 2000 °C. Infolgedessen steigt auch der Druck im Zylinder deutlich an.

Im dritten Takt wird der Kolben hingegen nach unten gedrückt, wobei er durch das darüber liegende heiße Gas angetrieben wird. 

Im vierten Takt wird der Kolben wieder nach oben gedrückt, während das Auslassventil offen ist, sodass die Abgase ausgestoßen werden können.

Funktionsweise Diesel-Motor:

Der Dieselmotor gehört ebenfalls zur Gruppe der Verbrennungsmotoren, der über die Verbrennung von Dieselkraftstoff angetrieben wird. Der Motor arbeitet nach dem Prinzip der Selbstzündung des eingespritzten Dieselkraftstoffes. Die Selbstzündung des Kraftstoffes ergibt sich durch die Erhitzung der Luft, die wiederum durch die Verdichtung hervorgerufen wird.

Viertaktprinzip Dieselmotor

Im 1. Takt steht der Kolben am Punkt oberen Totpunkt, das Eingangsventil ist dabei geöffnet, während das Ausgangsventil geschlossen ist. Durch die Abwärtsbewegung des Zylinders entsteht ein Unterdruck. Dadurch wird durch das geöffnete Ventil Luft in den Zylinder gesaugt.

Der 2. Takt spielt sich bei geschlossenem Ventil ab. Durch die Aufwärtsbewegung des Kolbens verdichtet sich die Luft. Durch die sogenannte Kompression wird die Luft auf etwa 700-900° Celsius erhitzt und dadurch entsteht ein enormer Druck im Brennraum.

Im 3. Takt wird Dieselkraftstoff mittels Einspritzdüse mithilfe von sehr hohem Druck eingespritzt. Daraufhin erfolgt die Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches, wodurch sich der Kolben nach unten drückt.

Im 4. Takt öffnet sich das Auslassventil, sodass die Abgase ausströmen können. Bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens werden alle restlichen Abgase aus dem Zylinder gepresst.

Doch welcher Motor bringt für Sie die entscheidenden Vorteile?

Vorteile Otto-Motor gegenüber Diesel-Motor:

  • geringerer Ausstoß von Schadstoffen (kaum Feinstaubbildung)
  • die Produktionskosten sind geringer
  • Lärmbelästigung ist geringer
  • größeres Drehzahlband nutzbar, dadurch ist eine sportlichere Fahrweise möglich

Vorteile Diesel-Motor im Vergleich zum Otto-Motor:

  • Diesel-Motoren haben einen höheren Wirkungsgrad
  • geringerer Kraftstoffverbrauch
  • der Diesel-Kraftstoff ist einfacher herzustellen
  • die Herstellung von Diesel-Kraftstoff ist ungefährlicher, da der Flammpunkt höher ist
  • Diesel-Motoren haben häufig eine längere Haltbarkeit als Otto-Motoren
  • steuerliche Vorteile in mehreren Staaten
  • großes Drehmoment besonders im unteren Drehzahlbereich

Verbrennungsmotoren insgesamt sind jedoch aufgrund ihres CO2-Ausstosses umstritten. Zwar ermöglicht die moderne Motorentechnik einen sparsamen Verbrauch und weniger Schadstoffausstoss, aber dadurch sind die Motoren auch schwieriger zu warten. Neben dem Werkzeug aus einem Werkstattwagen für die KFZ-Werkstatt wird häufig auch Spezialwerkzeug benötigt. 

Welche alternativen Motoren gibt es außerdem noch, die Sie verwenden können?

Fünf-Takt-Motor

Abseits der etablierten Motorentechnik gibt es noch Versuche, durch eine andere Taktung die Effektivität und die Leistungsfähigkeit der Motoren durch die Änderung der Taktzahl zu erhöhen. 

Hybridantrieb:

Unter Hybridantrieb versteht man eine Mischform zwischen Verbrennungsmotor und Elektromotor.

Funktionsweise Hybridmotor:

Der Hybridmotor verfügt über einen Verbrennungsmotor, einen Elektromotor, ein Steuersystem und einen Generator. Das Steuersystem regelt dann, wann und welcher Antrieb an der Reihe ist . Wenn Sie dann anfahren reicht der Elektromotor völlig aus, ebenfalls wenn Sie langsame Fahrten durch die Stadt machen.

Im Stadtverkehr kommt vorwiegend der Elektromotor zum Einsatz. Das Ganze hat zwei signifikante Vorteile: Das Auto bewegt sich dadurch emissionsfrei und fast ohne Geräusche. Dadurch lässt sich für Sie nicht nur der Schadstoffausstoß, sondern auch die Lärmbelästigung in der Stadt reduzieren. Darüber hinaus sparen Sie sehr viel an Kraftstoff.

Durch den Elektromotor im Hybridantrieb können Sie bis zur Hälfte der Kraftstoffkosten einsparen.

Auf längeren Strecken, also zum Beispiel bei Autobahnfahrten, kommt dann der Verbrennungsmotor zur Anwendung. Das Umschalten von Elektromotor auf Verbrennungsmotor erledigt das Steuersystem automatisch für Sie.

Für Sie entsteht noch eine weiterer Vorteil: Die beiden Energieformen können Sie entweder abwechselnd oder auch gleichzeitig nutzen. Eine gleichzeitige Verwendung von Verbrennungs- und Elektromotor ist in dem Fall sinnvoll, wenn Sie plötzlich beschleunigen, zum Beispiel beim Überholen.

Elektromotor:

Funktion: Der Elektromotor wird durch eine aufladbare Batterie angetrieben. Die Ladezeit hierbei dauert acht Stunden. 

Unabdingbar ist die Leistungselektronik. Außerdem sind für die Sicherstellung verschiedener Sicherheitsfunktionen die Lichtmaschine oder die Kühlung des Elektromotors installiert. Trotzdem hat ein Elektromotor deutlich weniger Bauteile als ein Verbrennungsmotor. Damit ist er natürlich wartungsärmer und braucht nicht so viel spezielles Werkzeug in seinem Werkstattwagen

Vorteile: 

  • Geringere Betriebskosten
  • sehr umweltfreundlich
  • geringere Unterhaltskosten im Vergleich zum Verbrennungsmotor
  • Hoher Wirkungsgrad bei gleichzeitig verringerter Lautstärke
  • weniger Wartung erforderlich

Fazit:

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es darauf ankommt, welche Prioritäten für Sie eine Rolle spielen, wenn es darum geht, sich entweder für die bewährten Verbrennungsmotoren zu entscheiden oder für ein Elektroauto.

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