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Allgemeine Fragen zu Otto- und Dieselmotoren
Hallo zusammen!
Ich habe absolut keine Ahnung von Autos und versuche mich gerade ein wenig mit der Materie vertraut zu machen. Vielleicht kann mir ja der ein oder andere von euch mit einer Antwort auf meine Fragen auf die Sprünge helfen:
1.) Gibt es nur Zwei- und Vier-Takt-Motoren oder sind auch Motoren mit mehr oder weniger Takten möglich und existent?
2.) Wieso gibt es für Dieselmotoren nur einen einzigen Treibstoff und für Ottomotoren gleich drei (Benzin, Super und Super Plus)? Wie genau unterscheiden sie sich voneinander?
3.) Beim Vier-Takt-Motor beginnt der erste Takt mit der Bewegung des Kolbens, doch wie kommt diese Bewegung überhaupt zustande? Muss es denn nicht erst mal etwas geben, das die Kettenreaktion in Gang setzt?
4.) Sagt die Anzahl an Zylindern etwas über die Leistungsfähigkeit eines Fahrzeugs aus? Je mehr Zylinder desto besser?! Inwiefern spielen andere Faktoren eine Rolle?
Ich freue mich auch sehr über Teilantworten!
Vielen Dank und einen schönen Abend! :)
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11 Antworten
Zitat:
Original geschrieben von schabulandoko
1.) Gibt es nur Zwei- und Vier-Takt-Motoren oder sind auch Motoren mit mehr oder weniger Takten möglich und existent?
es gibt 2-u.4-takter. Die Arbeitsweise, die einzelnen Takte und die Vor-u.Nachteile sind bei Wikipedia sehr gut beschrieben.
3.) Beim Vier-Takt-Motor beginnt der erste Takt mit der Bewegung des Kolbens, doch wie kommt diese Bewegung überhaupt zustande? Muss es denn nicht erst mal etwas geben, das die Kettenreaktion in Gang setzt?
Das macht der Anlasser beim Starten des Motors, welcher ja nichts anderes ist als ein E-Motor.
4.) Sagt die Anzahl an Zylindern etwas über die Leistungsfähigkeit eines Fahrzeugs aus? Je mehr Zylinder desto besser?! Inwiefern spielen andere Faktoren eine Rolle?
'Mehrere Zylinder' heißt heut zu tage nicht 'mehr Leistung'. Diese entfalten die Kraft des Motors meist harmonischer u.laufruhiger.
Auch ist die mechanische Belastung verteilt auf mehrere Zylinder für z.B. einen Kolben niedriger.
Bei modernen Motoren wird mit weniger Zylindern in Sachen Laufruhe aber auch schon viel mit Ausgleichswellen erreicht und Dank Turbo u.Kompressor eine beachtliche Drehmomentkurve erzeugt. Einzig der Sound ist ein anderer.
Als Vorteile sind hier zu nennen:
- Einsparung von Entwicklungskosten beim Hersteller.
Verschiedene Leistungsklassen werden mit ein u.demselben Motor erreicht
- Reduzierung des Verbrauchs (wenn z.B. nur 4 statt 6 Zyl. befeuert werden)
- Reduzierung der Emmisionswerte (E5)
(1) Es gibt auch den Fünftaktmotor, der ist aber etwas komplexer ;)
(2) Weil Diesel nur schnell genug von alleine verbrennen und eben nicht bis zu einer verschiebbaren Grenze _nicht verbrennen_ muss. Für einen hochleistungsmotor musst du hoch verdichten und somit eine hohe Oktanzahl haben, aber auch Diesel eines niedrig verdichteten Uralt-Motors geht prinzipiell in einem höher verdichteten Neuen.
(3) Anlasser.
(4) Google selbst. Bei der Literleistung sind eher kleine Zylinder und geringe Hubräume von Vorteil. Motorräder mit 600ccm wie die Yamaha R6 kommen zur Zeit auf 129PS, also 215 PS/l. Bei den 1000ern steht zur Zeit 182PS aus 1000 Kubik im Fahrzeugschein. Du hast als Hersteller einen Konflikt aus kleinen Zylindern und geringem Hub für hohe Drehzahl, akzeptablen Abgaswerten und dem "Druck von unten" der langhubigen Motoren. Zugleich sinkt bei Hochdrehzahlmotoren die für saubere Gemischbildung verfügbare Zeit. Die mit hohem Zylindervolumen drehen nicht so hoch, drücken aber von unten besser.
Dummerweise ist Leistung = Drehmoment mal Drehzahl und viel mehr als 100 Nm je Liter kann ein Sauger kaum erreichen, sehr aufwändige
mit Klappensteuerung & Co schaffen maximal 120Nm.
zu 1.: Bei Kolbenmotoren, sind andere Taktungen als 2/4, kaum möglich oder sinnig. Wenn du dir an ließt, was die einzelnen Takte bedeuten, dann ist das eigentlich leicht zu verstehen.
zu 2.: Beim Benziner, ist die Oktanzahl wichtiger, da der Treibstoff fremdgezündet wird. Die Oktanzahl, gibt auskunft darüber, wie stark ein Treibstoff zur Selbstzündung neigt. Selbstzündung ist bei einem Benzinmotor fatal! Um eine bessere Literleistung zu erreichen, wird eine geringere Neigung zur Selbstzündung gebraucht.
zu 3.: Die Bewegung kommt immer durch den Anlasser zu Stande. Der Anlasser (E-Motor) beschleunigt den Verbrennungs-Motor auf eine Mindestdrehzahl (180-250 UpM), dann setzt die Kettenreaktion ein.
Der Motor muss mindestens einige Umdrehungen machen, bevor überhaupt was passiert. Es muss erst einmal der erste Zylinder gefunden werden (Nockenwellensensor), dann muss der Zylinder auch noch im richtigen Takt sein und dann setzt beim nächsten Umlauf, die Einspritzung ein und es kann ein Gemisch gebildet und gezündet werden.
Je nach Programmierung, kann auch direkt in dem nächsten Zylinder gezündet werden.
zu 4.: Nein, es spielen mehrere/viele Faktoren eine Rolle: Hubraum, Verdichtung, Sauger/beatmet, Motormanagement/Motorcharakteristik, etc. (Selbst das Getriebe und der restliche Antriebsstrang!)
MfG
Zitat:
Original geschrieben von schabulandoko
1.) Gibt es nur Zwei- und Vier-Takt-Motoren oder sind auch Motoren mit mehr oder weniger Takten möglich und existent?
Es gibt auch 5- und 6 Takter.
z.B. den Miller Cycle, bei dem die Einlassventile später verschlossen werden als beim Otto Motor.
Zitat:
Original geschrieben von schabulandoko
2.) Wieso gibt es für Dieselmotoren nur einen einzigen Treibstoff und für Ottomotoren gleich drei (Benzin, Super und Super Plus)? Wie genau unterscheiden sie sich voneinander?
Bei Benzinen gibts hier verschiedene Klopffestigkeitsgrade. Auch ist Super Plus generell hochwertiger.
Zitat:
Original geschrieben von schabulandoko
3.) Beim Vier-Takt-Motor beginnt der erste Takt mit der Bewegung des Kolbens, doch wie kommt diese Bewegung überhaupt zustande? Muss es denn nicht erst mal etwas geben, das die Kettenreaktion in Gang setzt?
Hier gibts verschiedene Möglichkeiten.
Die einfachste ist die Kurbel oder andere 'gewaltsamen' Startvorrichtungen. Bei größeren Motoren hat sich das anlassen durch Elektromotor (Anlasser/Starter) durchgesetzt.
Zitat:
Original geschrieben von schabulandoko
4.) Sagt die Anzahl an Zylindern etwas über die Leistungsfähigkeit eines Fahrzeugs aus? Je mehr Zylinder desto besser?! Inwiefern spielen andere Faktoren eine Rolle?
Nein, die Anzahl der Zylinder hat keine direkte Auswirkung auf die Leistungsfähigkeit.
Indirekt aber schon, denn größere Zylinder können nicht so hoch drehen wie kleinere, gleiches auch bei größerem Hub vs. kleinerem Hub.
Die Anzahl der Zylinder (und Bauform des Motors!) hat eine direkte Auswirkung auf die Laufruhe. Theoretisch ist ein Boxermotor am besten, gefolgt von dem Reihenmotor. Der V-Motor ist, was die Laufruhe betrifft, nicht so gut wie die anderen.
Zitat:
Original geschrieben von GaryK
(2) Weil Diesel nur schnell genug von alleine verbrennen und eben nicht bis zu einer verschiebbaren Grenze _nicht verbrennen_ muss. Für einen hochleistungsmotor musst du hoch verdichten und somit eine hohe Oktanzahl haben, aber auch Diesel eines niedrig verdichteten Uralt-Motors geht prinzipiell in einem höher verdichteten Neuen.
Die alten Diesel waren allerdings wesentlich höher verdichtet als die heutigen, weil man die durch die hohe Verdichtung entstehende hohe Temperatur zum Zünden des Kraftstoffs gebraucht hat.
Heute, durch bessere Zerstäubung des Kraftstoffs durch Einspritzdrücke bis 2000bar (teilweise sogar mehr) und durch bessere Einspritzdüsen mit 7 Löchern u.Ä. ist eine geringere Temperatur zum Zünden des Diesels nötig...
Moderne Diesel liegen daher von der Verdichtung nicht mehr viel über Benzinern: Moderner Benzindirekteinspritzer:12-13:1, moderner Diesel:16:1
Plus Aufladung, bitte nicht vergessen. Der 2008er A4 3.0TDI ist 16.8 verdichtet, der 2.0TFSI ebenfalls aus 2008 hat ne 9.6er Verdichtung. Letztlich macht u.a. das Expansionsverhältnis den Wirkungsgrad aus und da kann man nicht beliebig runtergehen. Und ein Saugdiesel muss fürs erreichen der gleichen Zündtemperatur höher verdichten wie ein Turbo, vor allem einer ohne Ladeluftkühler ;)
Wenn man einen "Renndiesel" bauen müsste, so kann man auch geringer verdichten und höher aufladen, die letzten paar Prozent Wirkungsgrad und damit Verbrauch sind uninteressant...
Dass die Verdichtung bei Dieselmotoren so stark abgenommen hat, liegt eher an den deutlich gestiegenen Drücken der Aufladung. Denn je höher die Aufladung, desto besser muss der Kraftstoff sein - oder desto niederer die Verdichtung.
hier ein Link zum Miller Cycle Motor, der einen 5. Takt hat.
Und hier was englisches zu möglichen 6 Takt Motoren, gibt hier einige Möglichkeiten...
Von 'Doppelkolbenmotoren', die einen Kolben zur Vorverdichtung verwenden bis hin zu Motoren, bei denen nach den 'Ottotakten' Wasser eingespritzt und ausgestoßen wird.
Zum Thema Treibstoff und Diesel:
Je nach Dieselmotor kommen auch Alt- und Schweröle, sowie z.B. Pflanzenöl als Treibstoff in Frage. Bei hochgezüchteten KFZ-Dieseln aber in der Praxis eher wenig relevant.
Für den Ottomotor gibts auch Treibstoffalternativen, u.a. Gase und Alkohole (in den USA wird/wurde z.B. im Rennsport Methanol verwendet).
Zitat:
Original geschrieben von Incoming
Zum Thema Treibstoff und Diesel:
Je nach Dieselmotor kommen auch Alt- und Schweröle, sowie z.B. Pflanzenöl als Treibstoff in Frage. Bei hochgezüchteten KFZ-Dieseln aber in der Praxis eher wenig relevant.
Für den Ottomotor gibts auch Treibstoffalternativen, u.a. Gase und Alkohole (in den USA wird/wurde z.B. im Rennsport Methanol verwendet).
Der Dieselmotor war ursprünglich auch für den Betrieb mit 'Naturstoffen' (z.B. Salatöl) vorgesehen, hat nur am Anfang nicht so ganz geklappt...
Wobei das Ende vom Rudolph D. relativ unschön war....
Dieselmotoren wurden am Anfang so gebaut das man sie auch mit Kohlestaub fahren konnte, das war so gefordert weil man Angst hatte der neue Rohstof könnte nicht immer verfügbar sein.