Mobile Zukunft (XI): Motoren bei heutigen Anforderungen „technische Meisterwerke“

Leipzig – Da ist was dran: Ob klein oder groß, schwarz oder weiß, jung oder alt: Ohne Motor fährt kein Auto. „Vergleichbar mit dem Herzen des Menschen ist er für die zentrale Energieversorgung unerlässlich“, heißt es jedenfalls in einer „Viavision“-Ausgabe der Volkswagen-Gruppe zu diesem Thema, Motto „Im richtigen Takt – Verbrennung treibt Auto an“.

„Verbrenner mittelfristig führend“

In der Tat: Ein Motor generiert aus seiner jeweiligen Energiequelle Antriebskraft und sorgt damit für Bewegung auf den Straßen. Alternative Antriebe wie Elektromotoren [foto id=“453796″ size=“small“ position=“left“]sind schon länger im Gespräch, inzwischen auch serienreif zu haben. Doch hohe Anschaffungskosten und nach wie vor nicht ausgereifte Versorgungskonzepte sorgen den Angaben zufolge dafür, „dass der Verbrennungsmotor mittelfristig führend bleibt“.

In 2025 immer noch 85 Prozent

Entsprechenden Prognosen gehen davon aus, dass im Jahr 2025 immer noch 85 Prozent der weltweit verkauften Pkw einen Verbrennungsmotor unter der Haube haben. Mehr als 70 Prozent der über 42 Millionen Pkw in Deutschland waren demnach noch im Jahr 2010 Benziner, mehr als 26 Prozent Diesel. Die restlichen Personenwagen sind mit Gas-, mit Elektro- oder mit Doppelherz-Hybridantrieb unterwegs gewesen.

Arbeit findet in Zylindern statt

Der Motor ist die treibende Kraft. In seinen Zylindern findet die eigentliche Arbeit statt. Die einzelnen Zylinder arbeiten zeitversetzt, das heißt der Reihe nach wird in einem von ihnen gezündet. Mit der Anzahl der Zylinder steigen Motorleistung und Kraftstoffverbrauch. Motoren sind laut dem Bericht durch die heutigen Anforderungen an Leistung und Effizienz zu „technischen Meisterwerken“ geworden. Das Motormanagement überwache und steuere viele der rund 1400 Teile eines Motors mithilfe von Mikroprozessoren.

Elektronisches Management

Das elektronische Motormanagement koordiniert aller Parameter des Motors, damit er so wirtschaftlich wie möglich arbeitet, berücksichtigt dabei Drehzahl, Motortemperatur, Kraftstoffsorte und Gaspedalstellung. Gesteuert werden je nach Motortyp [foto id=“453797″ size=“small“ position=“right“]Zündzeitpunkt, Einspritzmenge oder Abgasrückführung. In insgesamt vier Takten kommt es zur Bewegung.

Arbeit in vier Takten

Takt eins: Beim Benziner wird ein Kraftstoff-Luft-Gemisch von der Bewegung des Kolbens in den Zylinder gesaugt, beim Diesel ist es nur Luft. Takt zwei: Durch seine Aufwärtsbewegung verdichtet der Kolben beim Benziner das Kraftstoff-Luft-Gemisch, dadurch erhitzt es sich auf 400 bis 500 Grad, der Kolben beim Diesel verdichtet die Luft noch stärker, erhitzt sie so auf 700 bis 900 Grad. Takt drei: Die Zündkerze entzündet beim Benziner das Treibstoff-Luft-Gemisch, das sich dadurch explosionsartig ausdehnt und den Kolben nach unten drückt, während beim Diesel der Treibstoff in den Zylinder gespritzt wird, sich durch die erhitzte Luft selbst entzündet, sodass sich das Treibstoff-Luft-Gemisch ausdehnt und den Kolben nach unten drückt. Takt vier: Durch die Verbindung über die Kurbewelle wird der Kolben bei Benziner und Diesel wieder nach oben gedrückt und stößt die entstandenen Abgase aus.

Rotation setzt Kurbelwelle in Gang

Jede Pleuelstange, erklären Experten, verbindet einen Kolben mit der Kurbelwelle. Durch flexible Verankerung entsteht aus dem Druck der Verbrennung eine Rotationsbewegung, die die Kurbelwelle in Gang setzt, die wiederum treibt das Schwungrad antreibt und so die Bewegung über Getriebe und Antriebsstrang auf die Räder überträgt. Das Auto fährt.[foto id=“453798″ size=“small“ position=“left“]

Klopfsensor erkennt Spritqualität

Das elektronische Gaspedal gibt wie ein Sensor seine Stellung sowie besonders schnelle Auf- und Abbewegungen elektronisch weiter. Auf dieser Basis regelt die Motorelektronik Luft- und Treibstoffzufuhr, Ladedruck und Zündung und sorgt so für schnellere Reaktionszeiten. Der Klopfsensor außen am Motor verhindert Selbstzündungen, indem er das Klopfen des Motors registriert, es mit den Sollwerten abgleicht und entsprechend in die Steuerung von Motor, Einspritzung und Zündung eingreift. Er erkennt auch die Kraftstoffqualität. Ist sie gering, wird der Zündzeitpunkt korrigiert und eine Beschädigung des Motors vermieden. Ohne – siehe vorn – kann ein Auto schließlich nicht fahren.