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Antriebe mit Verbrennungsmotoren

Erstellt am: 23.03.2010 | Stand des Wissens: 21.01.2019
Ansprechpartner
Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung, Prof. Dr. M. Wietschel

Der Verbrennungsmotor ist eine Wärmekraftmaschine, bei der Wärmeenergie in mechanische Energie umgewandelt wird.
In einem Verbrennungsmotor wird ein Luft-Kraftstoff-Gemisch gezündet, wodurch sich die Temperatur und somit auch der Druck in der Verbrennungskammer stark erhöhen. Dies geschieht in einem Kreisprozess, bei dem das Gasgemisch angesaugt, verdichtet, verbrannt und anschließend ausgestoßen wird. Um die bei der Verbrennung entstehende Wärmeenergie in mechanische Energie umzuwandeln, gibt es verschiedene Bauformen. Am häufigsten werden Hubkolben verwendet. Hierbei verursacht der Druck eine Kraft auf den Kolben. Die oszillierende Bewegung des Kolbens wird dann über eine Pleuelstange auf die Kurbelwelle übertragen und damit in Rotationsbewegung umgewandelt [GrRu07]. Die am weitesten verbreiteten Vertreter sind Otto- und Dieselmotoren.
Insgesamt dominieren beide Motoren den Pkw Bestand mit einem Anteil von ca. 98 Prozent der in Deutschland zugelassenen Pkw [KBA18]. Weitere Varianten, wie der Wankelmotor, sind aufgrund von Nachteilen bei Abdichtung und Schmierung nicht weit verbreitet [EiKl07, S. 220-221].

Der Hauptunterschied zwischen einem Otto- und einem Dieselmotor besteht in der Zündung. Beim Ottomotor wird das komprimierte Luft-Benzin-Gemisch durch eine Zündkerze gezündet. Diese elektronische Fremdzündung kann leicht gesteuert und an die Last oder Drehzahl angepasst werden. Bei heutigen Dieselmotoren wird Luft komprimiert und somit stark erhitzt. Anschließend wird der Treibstoff eingespritzt und entzündet sich selbst. Es ist also im laufenden Betrieb keine Zündvorrichtung notwendig. Während Dieselmotoren effizienter sind und weniger CO2 emittieren als Ottomotoren, sind Dieselmotoren mit einem erhöhten Stickstoffaustoß verbunden.
Glossar
Ansprechpartner
Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung, Prof. Dr. M. Wietschel
Zugehörige Wissenslandkarte(n)
Antriebstechnologien im Straßenverkehr (Stand des Wissens: 21.01.2019)
https://www.forschungsinformationssystem.de/?298940
Literatur
[EiKl07] H. Eichsleder, M. Klüting, W.F. Piock Grundlagen und Technologien des Ottomotors, Springer Verlag, London, 2007, ISBN/ISSN 978-3-211-47104-3
[GrRu07] Grohe, Heinz , Russ, Gerald Otto- und Dieselmotor, 2007
[KBA18] Kraftfahrt-Bundesamt (Hrsg.) Bestand an Pkw in den Jahren 2008 bis 2018 nach ausgewählten Kraftstoffarten, 2018/1/1
Glossar
CO
= Kohlenstoffmonoxid. CO ist ene chemische Verbindung aus Kohlenstoff und Sauerstoff und gehört damit neben Kohlenstoffdioxid zur Gruppe der Kohlenstoffoxide. Es ist ein farb-, geruch- und geschmackloses Gas. Kohlenstoffmonoxid beeinträchtigt die Sauerstoffaufnahme von Menschen und Tieren. Schon kleine Mengen dieses Atemgiftes haben Auswirkungen auf das Zentralnervensystem.
Es entsteht bei der unvollständigen Oxidation von kohlenstoffhaltigen Substanzen. Dies erfolgt zum Beispiel beim Verbrennen dieser Stoffe, wenn nicht genügend Sauerstoff zur Verfügung steht oder die Verbrennung bei hohen Temperaturen stattfindet. Kohlenstoffmonoxid selbst ist brennbar und verbrennt mit Sauerstoff zu Kohlenstoffdioxid. Hauptquelle für die CO-Belastung der Luft ist der Kfz-Verkehr.

Auszug aus dem Forschungs-Informations-System (FIS) des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur

https://www.forschungsinformationssystem.de/?298658

Gedruckt am Samstag, 26. September 2020 21:09:22