Aktuelle Version vom 10. April 2024, 01:13 Uhr

Illustrationen

Dieselmotor mit Common Rail Einspritzung.

Detaillierte Zeichnung eines Dieselmotors.

Schema eines Dieselmotors und seiner Komponenten.

Zeitgenössische Abbildung eines großen Dieselmotors.

Verbrennungsmotoren

Einleitung

Der Verbrennungsmotor hat die Welt, wie wir sie kennen, grundlegend verändert und ist ein zentrales Thema im Bereich der Technik und Mechanik. In diesem aiMOOC werden wir uns intensiv mit den Verbrennungsmotoren, insbesondere dem Ottomotor, beschäftigen. Du wirst lernen, wie sie funktionieren, welche Arten es gibt und wie sie die Entwicklung der modernen Mobilität geprägt haben.

Geschichte und Funktionsweise des Verbrennungsmotors

Ursprung des Verbrennungsmotors

Der Verbrennungsmotor, wie wir ihn kennen, hat seinen Ursprung im 19. Jahrhundert. Der deutsche Ingenieur Nikolaus Otto entwickelte den nach ihm benannten Ottomotor, der den Grundstein für die modernen Verbrennungsmotoren legte.

Kraftstoff-Luft-Gemisch

Das Herz eines jeden Ottomotors ist das Kraftstoff-Luft-Gemisch. Es wird außerhalb des Zylinders in einem Vergaser oder innerhalb eines Zylinders bei moderneren Direkteinspritzsystemen gebildet.

Vergaser: Mischung von Luft und flüssigem Kraftstoff in einem festgelegten Verhältnis
Direkteinspritzung: Kraftstoff wird direkt in den Brennraum eingespritzt

Vier-Takt-Prinzip

Der Ottomotor arbeitet nach dem Vier-Takt-Prinzip, welches aus den folgenden Phasen besteht: Ansaugen, Verdichten, Arbeiten (Verbrennen) und Ausstoßen.

Ansaugtakt: Luft und Kraftstoff werden in den Zylinder gezogen
Verdichtungstakt: Das Gemisch wird komprimiert
Arbeitstakt: Zündung des Gemisches und Arbeit des Motors
Ausstoßtakt: Ausstoßen der Verbrennungsgase

Interaktive Aufgaben

Quiz: Teste Dein Wissen

Memory

Arbeitsweise des OttomotorsZündet das Kraftstoff-Luft-GemischModernere Methode der KraftstoffzufuhrVergaserDirekteinspritzungErfinder des OttomotorsMischung von Luft und KraftstoffVier-Takt-PrinzipNikolaus OttoZündkerze

Kreuzworträtsel

Waagrecht →	Senkrecht ↓
2 Welches Bauteil mischt den Kraftstoff mit Luft? 3 Welches Bauteil erzeugt elektrische Energie im Auto? 4 Wie wird das Gemisch im Motor entflammt? 5 Welches Bauteil reinigt die angesaugte Luft? 8 Welcher Takt folgt auf das Ansaugen?	1 Durch welches Bauteil werden Abgase ausgestoßen? 6 Wer entwickelte den nach ihm benannten Verbrennungsmotor? 7 Wie heißt das moderne Verfahren der Kraftstoffzufuhr?

LearningApps

Lückentext

Offene Aufgaben

Leicht

Technische Zeichnung: Erstelle eine einfache technische Zeichnung eines Ottomotors und beschrifte die Hauptkomponenten.
Geschichte der Motoren: Schreibe einen kurzen Aufsatz über die Entwicklung des Verbrennungsmotors von den Anfängen bis heute.
Prinzip des Vergasers: Erkläre in eigenen Worten, wie ein Vergaser funktioniert.

Standard

Ottomotor Modellbau: Baue ein einfaches Modell eines Ottomotors aus Alltagsgegenständen nach.
Kraftstoffe und Umwelt: Diskutiere in einem kurzen Text die Umweltauswirkungen von Verbrennungsmotoren.
Zukunft der Mobilität: Erforsche alternative Antriebsmethoden und präsentiere deine Ergebnisse in einer Präsentation.

Schwer

Physik der Verbrennung: Führe ein Experiment zur Veranschaulichung der Verbrennung eines Kraftstoff-Luft-Gemisches durch.
Technologievergleich: Vergleiche den Ottomotor mit anderen Motorentypen wie dem Dieselmotor und dem Elektromotor in Bezug auf Effizienz und Umweltfreundlichkeit.
Eigener Motorentwurf: Entwerfe einen theoretischen Verbrennungsmotor, der umweltfreundlicher als aktuelle Modelle ist, und stelle deine Ideen vor.

Lernkontrolle

Motorzyklen: Erkläre, wie sich das Vier-Takt-Prinzip von anderen Motorzyklen unterscheidet und welche Vor- und Nachteile es gibt.
Anwendungen von Verbrennungsmotoren: Untersuche verschiedene Anwendungsgebiete von Verbrennungsmotoren und wie sie die jeweiligen Industrien verändert haben.
Kraftstoff-Luft-Verhältnis: Diskutiere, wie sich unterschiedliche Kraftstoff-Luft-Verhältnisse auf die Leistung und Emissionen eines Motors auswirken können.
Verbrennungsmotoren und Gesellschaft: Reflektiere über die gesellschaftliche Bedeutung von Verbrennungsmotoren und wie sich ein Übergang zu alternativen Antrieben auswirken könnte.
Zukunft der Verbrennungsmotoren: Entwickle Argumente, wie Verbrennungsmotoren weiterentwickelt werden könnten, um zukünftigen Anforderungen gerecht zu werden.

OERs zum Thema

Links

Verbrennungsmotoren

Verbrennungsmotoren

Einleitung

Im aiMOOC zum Thema Verbrennungsmotoren lernst Du die Grundlagen dieser Antriebstechnologie kennen. Verbrennungsmotoren sind komplexe Maschinen, die in vielen Fahrzeugen als Antriebsquelle dienen. Sie wandeln chemische Energie, die im Kraftstoff gespeichert ist, in mechanische Arbeit um. In diesem Kurs werden wir uns speziell mit dem Vier-Takt-Verbrennungsmotor und dem Dieselprinzip beschäftigen.

Der Vier-Takt-Verbrennungsmotor

Grundlagen

Ein Vier-Takt-Motor vollzieht während eines Arbeitsspiels vier Takte: Ansaugtakt, Verdichtungstakt, Arbeitstakt und Ausstoßtakt.

Ansaugtakt: Der Motor saugt ein Kraftstoff-Luft-Gemisch in den Brennraum ein.
Verdichtungstakt: Das Gemisch wird verdichtet, was die Energieeffizienz erhöht.
Arbeitstakt: Die Zündkerze entzündet das Gemisch, wodurch sich der Kolben nach unten bewegt und die Kurbelwelle antreibt.
Ausstoßtakt: Die Abgase werden ausgestoßen und der Zyklus beginnt von vorn.

Der Diesel-Motor

Rudolf Diesel entwickelte um 1897 den nach ihm benannten Dieselmotor, der ohne Zündkerze auskommt, da die Selbstentzündung des Kraftstoffes durch hohe Verdichtung erreicht wird.