Vier-Takt-Motor – Verbrennungsmotor – Otto-Motor. Der Ottomotor hat die Entwicklung des Automobils ermöglicht. Vor 130 Jahren hat Nikolaus Otto den Verbrennungsmotor, den Vier-Takt-Motor, erfunden und damit die Entwicklung des Autos möglich gemacht. So funktioniert der Ottomotor.
Heute kann sich kein Mensch mehr eine Welt ohne Autos vorstellen. Und doch ist es gar nicht so lange her, dass Kutschen von Pferden gezogen auf den wenigen Straßen fuhren. Voraussetzung für den Siegeszug des Autos war die Entwicklung eines geeigneten Verbrennungsmotors. Die gelang im Jahr 1876 Nikolaus August Otto.
Nikolaus Otto und der Ottomotor
Verbrennungsmotoren sind aus der Entwicklung der Dampfmaschine hervor gegangen. Auch diese arbeiten mit dem Druck eines Gases (Wasserdampf), welches einen Kolben in Bewegung versetzt. Der erste Viertakter, den Otto baute, lief nicht mit Benzin, sondern mit Gas. Es waren Karl Benz und Gottlieb Daimler, die 1886 einen Motor konstruierten, der mit einem Luft/Benzin Gemisch funktionierte. Durch diese Neuerung wurde die Entwicklung des KFZ stark beschleunigt.
Otto-Motor: Warum wird im Motor kein flüssiges Benzin verbrannt?
Flüssiges Benzin verbrennt bei Raumtemperatur relativ langsam mit einer gelb flackernden Flamme. Verdampft man es jedoch in einem geschlossenen Behälter und entzündet das Benzin/Luftgemisch, dann verbrennt es explosionsartig. Genau das geschieht in einem Vier-Takt-Verbrennungsmotor und zwar pro Minute etwa 4.000 Mal. Die Kraft der Explosion stößt den Kolben im Zylinder weg, der sich schwungvoll nach unten bewegt. Er überträgt seine Bewegungsenergie über Wellen auf die Räder. Das Auto kann fahren.
Ottomotor: Wie funktioniert eine Vier-Takt-Motor?
- Ansaugen: Im ersten Takt bewegt sich der Kolben nach unten und saugt dabei ein Luft/Benzin Gemisch an, das über den Vergaser einströmt. Beim Starten des Motors verbraucht dieser erste Schritt, ebenso wie auch der zweite Takt, Strom. Später, wenn der Motors läuft, kommt die Energie für die ersten zwei Takte aus dem Arbeitstakt.
- Verdichten: Nun schließt sich das Einlassventil. Auch das Auslassventil ist geschlossen. Der Kolben bewegt sich im Zylinder nach oben. Dabei wird der Raum in dem das Gemisch sich befindet verkleinert. Das Gemisch wird zusammen gedrückt. Druck und Temperatur im Zylinder steigen.
- Arbeiten: Der 3. Takt ist der Arbeitstakt des Motors. Hier wird Energie aus der Verbrennung des Gemischs in Bewegungsenergie umgewandelt. Der Funke der Zündkerze zündet das Benzin/Luftgemisch und dieses explodiert. Dabei entstehen Temperaturen bis zu 2.000 Grad und ein Druck von etwa 50 – 70 bar. Der Überdruck drückt den Kolben nach unten, wobei er Arbeit verrichtet.
- Ausstoßen: Jetzt hat der Kolben soviel Schwung, dass er nach Überwindung des unteren Totpunktes nach oben schnellt. Das Auslassventil öffnet sich und die Abgase werden herausgedrückt. Danach beginnt der Vorgang von Vorne.
Da in einem Ottomotor nur einer der vier Takte Arbeit verrichtet, laufen mehrere Zylinder zeitlich versetzt. So kann immer ein Kolben arbeiten. Der Motor läuft „rund“.