Layout: Viertaktmotor

Präsentation zum Thema: "Layout: Viertaktmotor"—  Präsentation transkript:

1 Layout: Viertaktmotor
1. Erfinder des Viertaktmotors 2. Funktionsweise eines Viertakt-Hubkolbenmotors 2.1  1. Takt, Ansaugen 2.2  2. Takt, Verdichten und Zünden 2.3  3. Takt, Arbeiten 2.4  4. Takt, Ausstoßen 3. Vor- und Nachteile 3.1 Vorteile 3.2 Nachteile 4. Heutiger Gebrauch

2 Erfinder des Viertaktmotors
Nikolaus A. Otto: 10. Juni 1832 in Holzhausen auf der Haide, als sechstes Kind einer Bauernfamilie geboren Besuchte eines Realgymnasium 1863 baute Otto seine erste Gasmaschine Gründung einer mit Firma mit Eugen Langen ("N.A. Otto& Cie"), die ab 1872 "Gasmotorenfabrik Deutz AG" hieß. Berühmt durch 4-Taktmotor, welchen er 1876 erstmals funktionierend präsentieren konnte Tod am 26. Januar 1891 in Köln, im Alter von 58 Jahren, an Herzversagen.

3 Funktionsweise eines Viertakt-Hubkolbenmotors
1. Takt, Ansaugen Zu Beginn geht der Kolben vom oberen Totpunkt zum unteren Totpunkt im Zylinder. Durch das geöffnete Einlassventil wird ein Gasgemisch bei der Abwärtsbewegung des Kolbens in den Zylinder gesaugt. Bei Motoren mit innerer Gemischbildung wird nur Luft angesaugt. Bei äußerer Gemischbildung wird ein Gemisch aus Luft und dem zerstäubten Kraftstoff angesaugt. Wenn der Kolben den unteren Totpunkt erreicht, wird das Einlassventil geschlossen und der erste Takt ist beendet.

4 2. Takt, Verdichten und Zünden
Kolben bewegt sich zurück in Richtung oberer Totpunkt Gemisch oder Luft im Zylinder wird auf einen Bruchteil seines ursprünglichen Volumens verdichtet Durch Kompression wird das Gemisch beim Benziner auf etwa 450 °C und die Luft beim Diesel auf etwa 650 °C erwärmt Vor Erreichen des oberen Totpunktes wird beim Benziner die Zündung und beim Dieselmotor die Voreinspritzung ausgelöst. Der genaue Zeitpunkt ist abhängig von Last und Drehzahl. 3. Takt, Arbeiten Nach dem oberen Totpunkt verbrennt die Gemischladung selbständig weiter Die Temperatur im brennenden Gasgemisch eines Ottomotors beträgt zwischen 2200 und 2500 °C  und der Druck bis zu 120 bar. Beim Dieselmotor sind es zwischen 1800 und 2500 °C und 160 bar Kolben bewegt sich in Richtung unterer Totpunkt. Brenngas verrichtet mechanische Arbeit am Kolben und kühlt dabei ab. Vor dem unteren Totpunkt besteht noch ein Restdruck von knapp 4 bar (Benziner) oder knapp 3 bar (Diesel). Das Auslassventil beginnt sich zu öffnen.

5 4. Takt, Ausstoßen  Verlässt der Kolben den unteren Totpunkt, wird mit der Aufwärtsbewegung des Kolbens das Abgas aus dem Zylinder geschoben. Am Ende des Ausstoßtaktes kommt es zur Ventilüberschneidung. Das Einlassventil wird geöffnet, bevor der Kolben den oberen Totpunkt erreicht und bevor das Auslassventil geschlossen hat. Das Auslassventil schließt erst kurz nachdem der Kolben den oberen Totpunkt erreicht hat.

6 Vorteile und Nachteile des Viertaktmotors gegenüber dem Zweitaktmotor
Der Gaswechsel erfolgt großteils durch Volumenverdrängung im vierten und ersten Takt. Frischgas und Abgas werden gut getrennt, was den Kraftstoffverbrauch verringert und das Abgasverhalten verbessert. Durch eine Druckumlaufschmierung  ist der Schmierölverlust sehr niedrig Die thermische Belastung ist geringer, da nur bei jeder zweiten Kurbelwellenumdrehung eine Verbrennung erfolgt. Nachteile: Eine geringere Leistungsdichte des Viertaktmotors. Viertaktmotoren haben einen mechanisch aufwändigeren Aufbau als Zweitaktmotoren. Höhere Herstellungskosten Bei gleicher Leistung mehr Platzverbrauch und mehr Gewicht. Wichtig vor allem bei Zweirädern.

7 Heutiger Gebrauch Viertaktmotoren dominieren heute im gesamten Automobil- und Motorradbau. Sie werden jährlich millionenfach in Pkws und Lkws eingebaut. Auch bei Kleinkrafträdern mit 50 cm³, Rasenmähern und anderen Kleingeräten werden sie häufig eingesetzt, beispielsweise der Motor Honda GX25, bis hinab zu einer Größe von 25 cm³.