Es ist nicht nur zufriedenstellend zu verstehen wie etwas funktioniert, es kann auch die Diagnose und Behebung von auftretenden Problemen erheblich vereinfachen. Dies gilt insbesondere für Autos. Je mehr Sie über die Vorgänge unter der Motorhaube wissen, desto besser.
In diesem Handbuch bieten wir einen kurzen Auffrischungskurs zur Funktionsweise von Motoren an, bevor wir uns eingehend mit den verschiedenen Konfigurationen und Anordnungen befassen.
Wie funktionieren Automotoren?
Die Simplizität, ein Auto durch Drehen eines Schlüssels zu starten bedeutet oft, dass Motoren als selbstverständlich angesehen werden. Nur wenige Fahrer denken an all die technologischen Zaubereien, die unter der Motorhaube stattfinden ,wenn sie von A nach B fahren. Aber tatsächlich ist der Motor eine beeindruckende Ingenieursleistung.
Motoren sind auf interne Verbrennung angewiesen. Kleine, kontrollierte Explosionen, die Energie erzeugen. Dies ist der Effekt, der entsteht, wenn man ein Kraftstoff-Luft-Gemisch in mehreren Zylindern des Autos zündet. Dieser Vorgang findet tausende Male pro Minute statt und hilft dem Auto, sich fortzubewegen.
Der Prozess, den Motor mit Energie zu versorgen, wird als Verbrennungszyklus bezeichnet. In den meisten Fällen hat der Zyklus vier Schritte oder „Takte“ (daher der Name Viertaktmotor). Dazu gehören Zufuhr, Kompression, Verbrennung und Auslass. Im Folgenden sehen wir uns an, wie diese einzelnen Takte zum Verbrennungszyklus im Motor eines Autos beitragen.
- Zufuhr: Durch Auf – und Abbewegen der Kolben mit der Bewegung der Kurbelwelle, erreichen sie die auf der Nockenwelle montierten Ventile. Wenn sich der Kolben nach unten bewegt, dreht der Zahnriemen die Nockenwelle, wodurch die Ventile öffnen und das Kraftstoff-Luft-Gemisch freigeben. Dies nennt man Zufuhr.
- Kompression: Der Kompressionstakt tritt auf, wenn sich der Kolben nach oben bewegt, wodurch das Kraftstoff-Luft-Gemisch in einen engen Raum gedrückt wird.
- Verbrennung: Kurz bevor sich der Kolben wieder nach unten bewegt, wird von der Zündkerze ein Funke erzeugt, der das Kraftstoff-Luft-Gemisch entzündet und eine kleine Explosion verursacht. Dies drückt den Kolben schnell nach unten und erzeugt die Energie, um den Motor anzutreiben.
- Auslass: Sobald der Kolben seinen tiefsten Punkt erreicht, öffnet sich das Auslassventil. Wenn sich der Kolben wieder nach oben bewegt, werden die durch die Explosion entstehenden Gase über das Auslassventil ausgestoßen. Am oberen Ende ist das Auslassventil geschlossen und der Vorgang wird wiederholt.
Dies ist der Verbrennungszyklus in einem Zylinder eines Viertakt-Verbrennungsmotors. Natürlich haben Autos verschiedene Zylinder mit unterschiedlichen Kapazitäten sowie unterschiedliche Konfigurationen und Anordnungen, abhängig vom Fahrzeugtyp und seiner Leistung.
Allgemeine Anordnungen für Automotoren
Autohersteller verwenden für bestimmte Motoren unterschiedliche Zylinderanordnungen, hauptsächlich um mehr Leistung zu erzielen oder um sicherzustellen, dass der Motor auf engstem Raum unter die Motorhaube passt. Hier sehen wir uns die gängigsten Zylinderanordnungen für Automotoren an.
Reihe (Straight)
Bei einem Reihenmotor (Straight) sind die Zylinder in einer Reihe parallel zum Fahrzeug von vorne nach hinten angeordnet. Diese Anordnung ermöglicht mehr Zylinder, und Reihenmotoren (Straight) sind häufig in leistungsstarken Limousinen wie BMW und Mercedes zu finden.
Reihe (Inline)
Ein Inline-Layout liegt vor, wenn die Zylinder nebeneinander in aufrechter Position quer durch den Motorraum senkrecht zum Fahrzeug angeordnet sind. Dies ermöglicht einen kleinen, kompakten Motor bei dem die anderen Komponenten (Kühler, Batterie, Kühlsystem) außen drumherum angebracht sind. Reihenmotoren (Inline) sind die häufigste Motorform und werden bei den meisten Fließheckmodellen und kleinen Familienautos verwendet.
V
Ein V-Motor bezieht sich auf die Form, in der die Zylinder von vorne betrachtet angeordnet sind. Die Zylinder eines V-Motors sind in einem Winkel von 60° montiert, wobei zwei Reihen nach außen zeigen und durch eine Kurbelwelle an der Basis der V-Form verbunden sind. Da es möglich ist, viele Zylinder in einen V-Motor unterzubringen, sind diese häufig bei Supersportwagen und anderen Premium-Fahrzeugen zu finden.
Boxer
Eine Boxer Motoranordnung liegt vor, wenn die Zylinder horizontal eingebaut sind, so dass zwei Reihen nach außen zeigen. Obwohl sie nicht sehr häufig vorkommen, sind Boxer-Motoren wegen ihres tiefen Schwerpunkts im Motorraum, der für die Handhabung hilfreich ist, hoch angesehen. Einer der größten Hersteller von Boxermotoren ist Porsche, die in ihrem legendären 911-Sportwagen einen Sechszylinder-Motor einsetzen.
Motorzylinderkonfigurationen
Einst galt, je mehr Zylinder ein Auto hatte, desto höher war seine Leistung – aber das stimmt nicht mehr. Durch die Entwicklung leistungsstarker Kraftstoffeinspritzsysteme und Turbolader können Fahrzeuge mit weniger Zylindern mit größeren Motoren konkurrieren. Hier werfen wir einen Blick auf die gängigen Motorzylinderkonfigurationen und bei welcher Art Autos sie am ehesten zu finden sind.
Zweizylinder
Zweizylindermotoren sind sehr selten, da sie nur geringe Leistung und Kapazität bieten. Einige Hersteller verwenden jetzt jedoch Turbolader, um kleine, umweltfreundliche Zweizylindermotoren herzustellen. Der Fiat TwinAir ist ein großartiges Beispiel dafür und kann in Autos wie dem Fiat 500 TwinAir sowie dem Fiat Panda Aria gefunden werden.
Dreizylinder
Dreizylindermotoren werden in kleinen Autos eingesetzt, obwohl die Einführung von Turboladern dazu geführt hat, dass sie bei größeren Familien-Fließheckmodellen wie dem Ford Focus zu finden sind. Dreizylindermotoren erzeugen ein charakteristisches gurgelndes Geräusch und sind für ihre zittrigen Vibrationen bekannt, die auf die ungerade Anzahl von Zylindern zurückzuführen sind und das Gleichgewicht des Motors beeinflussen.
Vierzylinder
Vierzylindermotoren sind die gängigste Konfiguration und werden bei den meisten Klein- und Mittelklassefahrzeugen eingesetzt. Sie sind fast immer in Reihe angeordnet. Vier Zylinder bieten eine gute Motorleistung und können durch Einbau eines Turboladers sehr leistungsstark gebaut werden.
Fünfzylinder
Fünfzylindermotoren sind sehr selten und haben ein ähnliches Vibrationsgefühl wie Dreizylindermotoren. Volvo ist ein Hersteller, der regelmäßig Fünfzylindermotoren einsetzt, da der Vibrationseffekt durch den Komfort und die Raffinesse des Fahrzeugs ausgeglichen wird.
Sechszylinder
Sechszylindermotoren sind in Hochleistungs- und Sportwagen zu finden und werden üblicherweise als V- oder Reihenmotor angeordnet. Früher galten Sechszylindermotoren nicht als so leistungsstark, aber jetzt werden sie dank des Turboladers in einigen der leistungsstärksten Autos der Welt eingesetzt.
Acht+ Zylinder
Autos mit acht oder mehr Zylindern fallen aufgrund ihrer enormen Kapazität und Leistung normalerweise in die Supercar-Gruppe. Sie sind normalerweise in einer V-Formation aufgebaut und werden daher als V8, V10 oder V12 bezeichnet. Bis vor kurzem war der V12 der größte verfügbare Motor, aber das änderte sich mit der Ankunft des superschnellen Bugatti Veyron mit 16 Zylindern.
Weitere Informationen zu Holts sowie zu unseren innovativen Autopflegeprodukten finden Sie noch heute auf der Holts Homepage.
