Jedes Jahr fahren rund 222 Millionen Menschen in den USA eine große Auswahl an Fahrzeugen. Fast alle diese Fahrzeuge werden von einem Verbrennungsmotor angetrieben. Eine kürzlich von der AA durchgeführte Umfrage hat jedoch ergeben, dass nur 10% der Fahrer tatsächlich allgemein beschreiben können, wie ein Verbrennungsmotor funktioniert.
Wenn Sie nur feststellen, dass Sie nicht zu diesen 10% gehören, machen Sie sich keine Sorgen, wir haben eine kurze Beschreibung des erstaunlichen Prozesses zusammengestellt, mit dem sich Ihr Auto tatsächlich bewegt.
Die Grundlagen
Verbrennung, auch Verbrennung genannt, ist der grundlegende chemische Prozess der Freisetzung von Energie aus einem Kraftstoff-Luft-Gemisch. Bei einem Verbrennungsmotor erfolgt die Zündung und Verbrennung des Kraftstoffs innerhalb des Motors selbst.
Der Motor wandelt dann die Energie aus der Verbrennung teilweise in Arbeit um. Der Motor besteht aus einem festen Zylinder und einem beweglichen Kolben. Die expandierenden Verbrennungsgase drücken den Kolben, der wiederum die Kurbelwelle dreht. Letztendlich treibt diese Bewegung über ein Zahnradsystem im Antriebsstrang die Räder des Fahrzeugs an.
Die verschiedenen Arten von Verbrennungsmotoren
Die beiden häufigsten Arten von Verbrennungsmotoren sind der Ottomotor mit Fremdzündung und der Dieselmotor mit Selbstzündung. Diese Motoren sind speziell für den Betrieb mit Benzin oder Diesel ausgelegt, weshalb die Verwendung des falschen Kraftstoffs in Ihrem Fahrzeug erhebliche Schäden am Motor verursachen kann.
Bei einem Fremdzündungsmotor wird der Kraftstoff mit Luft gemischt und dann während des Ansaugvorgangs in den Zylinder angesaugt. Nachdem der Kolben das Kraftstoff-Luft-Gemisch komprimiert hat, zündet der Funke es und verursacht eine Verbrennung. Die Expansion der Verbrennungsgase drückt den Kolben während des Arbeitstakts.
Bei einem Dieselmotor wird nur Luft in den Motor angesaugt und dann komprimiert. Dieselmotoren sprühen dann den Kraftstoff mit einer geeigneten, gemessenen Geschwindigkeit in die heiße Druckluft, wodurch er sich entzündet.
Die meisten Verbrennungsmotoren sind Viertaktmotoren, was bedeutet, dass vier Kolbenhübe erforderlich sind, um einen Zyklus abzuschließen. Der Zyklus des Motors besteht aus vier verschiedenen Prozessen. Dies sind Ansaug-, Kompressions-, Verbrennungs- und Krafthub sowie Auspuff.
Die Entwicklung des Verbrennungsmotors
Der Verbrennungsmotor entstand nicht durch eine bedeutende Entwicklung, sondern durch eine Reihe von inkrementellen Änderungen etablierter Patente. Der erste kommerziell erfolgreiche Verbrennungsmotor wurde um 1860 von Étienne Lenoir entwickelt.
Lenoirs Experimente mit Elektrizität führten ihn zur Entwicklung des ersten Verbrennungsmotors, der eine Mischung aus Kohlegas und Luft verbrannte, die durch ein „springender Funken“ Zündsystem von Ruhmkorff Spule gezündet wurde.
Der erste moderne Verbrennungsmotor wurde 1876 von Nicolaus Otto entwickelt. Der Ottomotor ist ein großer stationärer Einzylinder-Verbrennungsviertaktmotor. Die Motoren wurden zunächst für stationäre Anlagen verwendet, da Otto kein Interesse am Transport hatte und schließlich von Gottlieb Daimler für Fahrzeuge entwickelt wurde.
Otto basierte seinen Motor tatsächlich auf einem kommerziellen flüssigbetriebenen Verbrennungsmotor von 1872, der vom Amerikaner George Brayton erfunden wurde.
Während Verbrennungsmotoren am häufigsten mit Fahrzeugen in Verbindung gebracht werden, kann der Begriff Verbrennungsmotor auch auf Kanonen, Raketen oder wirklich alles angewendet werden, was die Kraft einer Explosion nutzt, um Energie oder Impuls zu erzeugen.
In den letzten Jahren wurde die Dominanz von Benzin und Diesel als Primärkraftstoffe von Fahrzeugmotoren durch umweltfreundlichere Kraftstoffe wie Biodiesel, Bioethanol, Wasserstoff und Ethyl-tert-Butylether (ETBE) in Frage gestellt. Viele Autohersteller produzieren auch Hybridautos, die mit einer Mischung aus traditionellen Kraftstoffen und Strom betrieben werden, oder, im Fall von Unternehmen wie Tesla, vollelektrische Autos
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