Aufbau eines Automotors

Funktion eines Automotors dynamisch dargestellt

Autofahren ist doch eigentlich ganz einfach – Zündschlüssel ins Schloss, kurze Drehung und schon läuft der Motor. TEILeHABER-Kunden sollten jedoch auch wissen, was technisch dahinter steckt, also was bei der Schlüsseldrehung eigentlich “gezündet” wird und wie der Automotor funktioniert. Denn wie sollte man sonst die richtigen KfZ-Ersatzteile auf unserem Marktplatz für KfZ-Ersatzteile ordern?

Zündschloss, Schlüsseldrehung – wrooom!

Das Zündschloss dient sowohl zur Sicherung des Kraftfahrzeugs gegen unbefugte Benutzung wie auch zum Starten des Motors. Je nach Schlüsselposition wird zunächst nur die Stromversorgung via Batteriebetrieb – bspw. für das Radio – aktiviert, oder gleich die Spannungsversorgung für Zündung und Motor eingeschaltet.

Beim Benziner aktiviert das weitere Drehen des Zündschlüssels den Anlasser – einen kleinen Elektromotor, der von der Autobatterie mit Strom versorgt wird und über die Starterwelle den Verbrennungsmotor in Schwung bringt. Beim selbstzündenden Dieselmotor ist die Bezeichnung “Zündschlüssel” eigentlich nicht korrekt, hier schaltet das Zündschloss zunächst in die Vorglüh-Position und öffnet dann ein Magnetventil, das die Kraftstoffzufuhr öffnet.

Der Verbrennungsmotor: Das Herz jedes Kraftfahrzeugs

Apropos Kraftstoffzufuhr: Ein “wrooom” gibt es natürlich nur dann, wenn ausreichend Kraftstoff im Tank ist bzw. in präzise bemessener Menge in den Zylinder geführt wird. Dort findet der eigentliche Verbrennungsvorgang statt, der dem “Verbrennungsmotor” seinen Namen verdankt.

Zylinder, Kolben und Pleuel

Die Zahl und Anordnung der Zylinder kennzeichnen die Art des Motors: Vom Einzylindermotor des ersten Oldsmobile führte die Entwicklung über den Zweizylindermotor des legendären Citroën 2CV aka “Ente” zu den heute verbreiteten Vier- und Sechszylinder-Motoren und bis hin zu den Achtzylinder-Motoren von SUVs und Hochleistungssportwagen.

Im Zylinder bewegen sich Kolben und Pleuel, bei heutigen PKWs meist in vier Takten: Ansaugen, Verdichten und Zünden, Arbeiten und Ausstoßen. Wie das funktioniert, lässt sich in der dynamischen Darstellung des Automotors am besten erkennen.

Kraftstoff-Sauerstoff-Gemisch

Die Bereitstellung des Kraftstoff-Luft-Gemischs ruht auf zwei Systemen:

Der Luftansaugkrümmer führt Außenluft, die durch den Luftfilter von störenden Partikeln befreit wird, in Richtung Zylinder. In Takt 1 wird die Luft durch die Abwärtsbewegung des Kolbens eingesaugt.

Parallel dazu befördert die Kraftstoffpumpe Benzin bzw. der Diesel Weg vom Tank zum Motor. Eine zweite Pumpe, die sog. Einspritzpumpe übernimmt dann die Aufgabe, den Kraftstoff durch das Einspritzventil in den Brennraum bzw. das Ansaugrohr des Zylinders zu befördern – in präzise bemessener Menge und optimalem Timing.

So entsteht ein Gemisch aus Kraftstoff und Luft, das sich optimal entflammen bzw. entzünden lässt.

Zündung

Der Dieselmotor ist selbstzündend, d. h. das Einspritzen des Brennstoffs in die hochverdichtete heiße Luft genügt, um die Selbstzündung zu bewirken.

Beim Benzinmotor dagegen ist ein Zündfunken erforderlich: Zu diesem Zweck ist jeder Zylinder mit einer Zündkerze ausgestattet, die in Takt 3 einen Funken liefert. Gesteuert wird dies über die Zündanlage, die die in der Zündspule erzeugte Spannung über den Zündverteiler an die Zündkerzen verteilt – und zwar genau in der festgelegten Zündfolge des Motors.

Abgase

Die bei der Verbrennung des Kraft-Sauerstoff-Gemischs entstehenden Abgase werden in Takt 4 durch die Auslassventile aus dem Zylinder entfernt und über den Abgaskrümmer in einem Rohr zusammengeführt. Der Auspuff leitet diese dann nach draußen.

Moderne Fahrzeuge sind in der Regel mit einem Katalysator ausgestattet, der den Ausstoß giftiger Chemikalien verringert. Möglich wird dies durch chemische Umwandlungsprozesse (Oxidation und Reduktion), die Kohlenwasserstoffe, Kohlenmonoxid und Stickoxide zu Wasser, Stickstoff und Kohlenstoffdioxid umsetzen.

Die Kraftübertragung: Von der Kolbenbewegung zum Rad

Schließlich gilt es, die stete Auf- und Abbewegung der Kolben in die Rollbewegung der Räder umzusetzen: Hierfür werden die Kolbenkräfte über die Pleuelstangen auf die Kurbelwelle übertragen, aufgenommen und in ein Drehmoment umgewandelt.

 

Nebenaggregate – von der Lichtmaschine bis zur Servo-Lenkung

Der Motor ist zudem mit externen Keilriemen ausgestattet, die zum Antrieb von Nebenaggregaten dienen. Dazu zählen insbesondere die Lichtmaschine, der Motorlüfter, die Wasserpumpe und der Ventilator des Kühlers und die Ölpumpe, ggf. auch Servo-Lenkung, Bremskraftverstärker und Klimaanlagen-Kompressor.


Bild: TEILeHABER