4-Takt-Verbrennungsmotortechnik
Ein Verbrennungsmotor ist eine Maschine mit innerer Verbrennung, bei der der Kraftstoff im Brennraum des Motors verbrannt und (durch die Einwirkung chemischer und mechanischer Energie der Kolben) in Wärme und Energie umgewandelt wird. Verbrennungsmotoren basieren auf dem Otto-Zyklus, einem auf Verbrennung basierenden Viertaktmotor; Viertakt-Verbrennungsmotoren können je nach dem vom Fahrzeug verwendeten Kraftstoff Ottomotoren oder Dieselmotoren sein, wobei Ottomotoren mit Benzin und Dieselmotoren mit Dieselöl betrieben werden. Dieser Verbrennungsmotor hat vier Perioden (manchmal auch Phasen oder Takte genannt):
- Ansaugphase,
- Verdichtungsphase,
- Explosionsphase,
- Ausstoßphase.
Wie funktionieren diese Phasen und in welchem Verhältnis stehen sie zueinander?
Fremdgezündete Verbrennungsmotoren
In der Ansaugphase öffnet sich das Einlassventil und die Luft wird durch die Kolbenbewegung angesaugt. In der Verdichtungsphase bewegt sich der Kolben nach oben und der Inhalt des Brennraums wird komprimiert. In der Explosionsphase findet die Zündung statt und die Zündkerze wird gezündet. In der Zündphase entzündet sich die Zündkerze, und das komprimierte Gas dehnt sich aus und drückt den Kolben nach unten. In der letzten Auslassphase werden die verbrannten Gase durch das Auspuffrohr aus dem Verbrennungsraum gedrückt (d. h. es entstehen Abgase). [Die Ansaug- und Verdichtungsstufen sind die gleichen wie bei Verbrennungsmotoren mit Fremdzündung. Die Verbrennung erfolgt durch das Einspritzen von Kraftstoff in die komprimierte Luft im Brennraum. Der eingespritzte Kraftstoff entzündet sich bei einer hohen Temperatur, und es treten die gleichen Prinzipien wie bei fremdgezündeten Verbrennungsmotoren auf (auch hier dehnt sich der Zylinderinhalt aus und drückt den Kolben nach unten). Die letzte Phase der Entlüftung ist die gleiche wie bei fremdgezündeten Verbrennungsmotoren.
Das Verdichtungsverhältnis ist
das Verhältnis zwischen dem Zylindervolumen am unteren Anschluss und dem Zylindervolumen am oberen Anschluss.
Für welche Anwendungen werden Verbrennungsmotoren eingesetzt?
