Den richtigen Verbrennungsmotor auswählen

Verbrennungsmotoren sind Maschinen, die die Wärme und den Druck einer Verbrennungsreaktion in mechanische Energie umwandeln. Die meisten dieser Motoren funktionieren auf der Grundlage der kontrollierten Verbrennung von Kraftstoff und Luft im Brennraum. Die Verbrennung erzeugt Wärme und Druck und treibt direkt oder indirekt eine Spindel an. Die von einem Verbrennungsmotor erzeugte mechanische Energie kann je nach Motortyp rotierend, vibrierend oder anderweitig sein. Verbrennungsmotoren werden in Autos, großen Industriemaschinen und vielen anderen Arten von Fahrzeugen und Geräten eingesetzt.

Unsere Verbrennungsmotoren ansehen

Was sind die wichtigsten Arten von Verbrennungsmotoren?
Es gibt verschiedene Arten von Verbrennungsmotoren: den 2-Takt-Motor, den 4-Takt-Motor und den Wankelmotor.

2-Takt-Motor

Bei diesem Motortyp wird der mit Luft vermischte Kraftstoff im Inneren des Zylinders verbrannt. Dieser Motor findet am häufigsten in Rasenmähern und kleinen Zweirädern Anwendung. Er wird so genannt, weil jeder Arbeitszyklus in zwei Etappen erfolgt, d. h. in zwei Hüben des Kolbens, der abwechselnd geradlinige Bewegungen ausführt.

Zweitaktmotoren verschleißen schneller als andere Motoren.

4-Takt-Motor

Auch dieser Motortyp ist ein Kolbenmotor mit linearen Auf- und Abbewegungen. Er wird in der Automobil- und Luftfahrtindustrie eingesetzt. Die Funktionsweise des 4-Takt-Motors ähnelt der des 2-Takt-Motors, mit dem Unterschied, dass jeder Zyklus vier Stufen hat:
- Einlass: Das Gemisch aus Luft und Kraftstoff gelangt in den Zylinder;
- Kompression: Verdichtung der Gase im Brennraum;
- Explosion oder Verbrennung: Die komprimierten Gase entzünden sich und es kommt zu einer Explosion;
- Auspuff: Die Gase werden in den Auspuff gepresst und nach außen geleitet.
Rotationsmotor oder Wankelmotor

Dieser Motortyp ist mit einem Rotor ausgestattet und führt anstelle der linearen Auf- und Abbewegung von 2- und 4-Takt-Kolbenmotoren eine Drehbewegung aus. Dadurch erzeugt er weniger Lärm und Vibrationen als Kolbenmotoren. Es wird in einigen Autos verwendet, z. B. im Mazda RX-8. Derzeit wird die Möglichkeit geprüft, diesen Motortyp in Modellen mit Hybridantrieb einzusetzen.
Diesel-, Benzin- oder Gasmotor?
Um einen Verbrennungsmotor auszuwählen, der Ihren Bedürfnissen entspricht, müssen Sie zunächst entscheiden, welche Art von Kraftstoff Sie verwenden möchten.

Wenn Sie einen Motor mit hohem Drehmoment bei niedriger Drehzahl wünschen, wäre ein Dieselmotor am besten geeignet. Diese sind zwar relativ teuer, verbrauchen aber weniger Kraftstoff. Dieselmotoren werden in einer Vielzahl von Maschinen und Geräten eingesetzt, u. a. in der Schifffahrt und Marine, in der Medizin und in Krankenhäusern, in der Land- und Forstwirtschaft, im Baugewerbe, im Bergbau, in der Telekommunikation und im Tiefbau sowie in anderen Bereichen.
Allerdings unterliegen sie immer strengeren Schadstoffemissionsnormen.

Wenn Sie einen leistungsstarken Motor suchen, der sich leicht schalten lässt, entscheiden Sie sich für einen Benzinmotor. Benzinmotoren sind zwar billiger, verbrauchen aber mehr Kraftstoff als Dieselmotoren.

Wenn Sie eine alternative Technologie bevorzugen, könnten Sie Gasmotoren in Betracht ziehen, z. B. mit CNG (komprimiertes Erdgas), LNG (verflüssigtes Erdgas) oder Biomethan, die billigere und umweltfreundlichere Kraftstoffe sind.

Hybridmotoren können ebenfalls eine interessante Lösung sein, wenn Sie einen leistungsstarken Motor wünschen, der weniger Schadstoffe als ein herkömmlicher Verbrennungsmotor verursacht, auch wenn ihr Anschaffungspreis aufgrund der Kombination von zwei Technologien höher ausfällt.

Dieselmotor von JOHN DEERE

Benzinmotor von KUBOTA

Gasmotor von MAN Engines
Haupttypen von Verbrennungsmotoren:
- Dieselmotoren
- Benzinmotoren
- Gasmotoren
Welche verschiedenen Motorkonfigurationen gibt es?
Verbrennungsmotoren können unterschiedliche Konfigurationen aufweisen, je nach Anordnung der Zylinder.

Reihenmotor

Dies ist der am weitesten verbreitete, am einfachsten einzubauende und billigste Motor. Er besteht aus einer einzigen Reihe von nebeneinander angeordneten Zylindern, was ihm eine eher längliche Form verleiht. Diese Konfiguration hat den Nachteil, dass sie in Längsrichtung mehr Platz benötigt. Außerdem bringen die in Reihe angeordneten Zylinder den Motor aus dem Gleichgewicht und können Vibrationen erzeugen. Es ist jedoch möglich, ein Gegengewicht zu installieren, um diese Unannehmlichkeiten zu mildern.

Boxermotor

Es handelt sich um einen völlig flachen Motor, dessen Zylinder horizontal angeordnet sind. Im Gegensatz zum Reihenmotor befinden sich die Zylinder des Boxermotors auf beiden Seiten der Kurbelwelle, um den Motor besser ausbalancieren zu können.

Diese Konfiguration hat auch den Vorteil, dass sie wenig Platz in der Höhe beansprucht, so dass der Motor viel tiefer auf dem Fahrgestell installiert werden kann und das Fahrzeug dadurch eine bessere Stabilität und Haftung auf der Straße erhält.

Der Boxermotor muss jedoch gewartet und die Zündkerzen ausgetauscht werden.

V-Motor

Der Name leitet sich aus der Position der Zylinder ab. Der V-Motor hat zwei schräg über der Kurbelwelle angeordnete Zylinderreihen, die abwechselnd arbeiten. Ein V8-Motor hat zum Beispiel zwei Reihen mit je vier Zylindern.

Der V-Motor hat gewisse Vorteile:
- Die in diesen Motoren verwendete Kurbelwelle ist sehr leicht, was die Vibrationen im Fahrzeug reduziert;
- Er bietet ein hohes Anfahrdrehmoment auch bei niedrigen Drehzahlen.
Die komplexe Konfiguration dieses Motors macht ihn jedoch sehr teuer.

W-Motor

Er hat eine ähnliche Konfiguration wie der V-Motor, allerdings in doppelter Ausführung, sodass seine vier Zylinderreihen ein „W“ bilden. Sein Hauptvorteil ist, dass er wenig Platz benötigt.

Diese Art von Motor wird in hochwertigen Autos und Flugzeugen verwendet. Wie der V-Motor ist auch der W-Motor recht teuer.
Was sind die wichtigsten Kriterien für die Auswahl eines Motors?
Bei der Auswahl eines Motors ist es wichtig, die maximal benötigte Leistung zu kennen (in Pferdestärken [cv] oder Kilowatt [kW]). Diese wird durch das Drehmoment des Motors (ausgedrückt in Newtonmeter [Nm]) und die Drehzahl des Motors (ausgedrückt in Umdrehungen pro Minute [rpm]) bestimmt.
Da das Drehmoment des Motors je nach Drehzahl variiert, sollten Sie sich vergewissern, dass der Motor, den Sie kaufen möchten, für den vorgesehenen Einsatz geeignet ist. Wenn Sie sich zum Beispiel für einen Benzinmotor entscheiden, muss dieser mit einer relativ hohen Drehzahl laufen, um sein maximales Drehmoment zu erreichen. Wenn Sie sich für einen Dieselmotor entscheiden, erreicht dieser auch bei niedrigen Drehzahlen ein hohes Drehmoment und verbraucht weniger Kraftstoff.

Die Hersteller stellen in der Regel Tabellen zur Verfügung, in denen die Leistung und das Drehmoment des Motors in Abhängigkeit von seiner Drehzahl angegeben sind. Anhand dieser Informationen können Sie prüfen, ob der betreffende Motor für Ihre Bedürfnisse geeignet ist.

Gasmotoren wurden aus Benzin- und Dieselmotoren entwickelt. Sie haben also eine gleichwertige Leistung. Sie sind die beste Wahl, wenn Sie Ihre Entscheidung nach ökologischen Kriterien treffen.
Wie wählen Sie die Anzahl der Zylinder in Ihrem Motor?

4-Zylinder-Verbrennungsmotor

Der Hubraum eines Motors ergibt sich aus dem Volumen der einzelnen Zylinder multipliziert mit der Anzahl der Zylinder. Generell gilt, dass zwischen zwei Motoren mit gleichem Hubraum derjenige mit den meisten Zylindern eine bessere Leistung und mehr Kraft bietet. Mehrzylinder-Verbrennungsmotoren sind daher besser als Einzylinder-Motoren.

Wie bereits erwähnt, ist die Motorleistung proportional zur Anzahl der Zylinder. So kann ein Einzylinder-Verbrennungsmotor bei niedrigen Drehzahlen nur ein geringes Drehmoment entwickeln; das maximale Drehmoment wird bei mittleren Drehzahlen erreicht. Eine größere Anzahl von Zylindern sorgt im Allgemeinen für ein höheres Motordrehmoment bei niedrigen und hohen Drehzahlen.

Außerdem bietet er mehr Komfort, denn je mehr Zylinder vorhanden sind, desto weniger Vibrationen erzeugt der Motor. Der Nachteil ist, dass die Größe des Motors im Verhältnis zur Anzahl der Zylinder zunimmt.

Bei den Motoren mit geringem Hubraum wurden die vor einigen Jahren noch weit verbreiteten Vierzylindermotoren nach und nach durch Dreizylindermotoren ersetzt. Diese sind wirtschaftlicher in Bezug auf Preis und Betrieb und effizienter, da sie weniger Kraftstoff verbrauchen und weniger Schadstoffemissionen erzeugen.
Welche anderen Faktoren beeinflussen die Entscheidung für einen Verbrennungsmotor?
Ein Verbrennungsmotor muss künstlich gekühlt werden. Das Kühlsystem kann per Luft oder Wasser erfolgen. Ein luftgekühlter Motor ist leichter und kleiner als ein wassergekühlter Motor, jedoch ist die Steuerung der Motortemperatur komplexer. Dieser Faktor muss berücksichtigt werden, da der Wirkungsgrad eines Verbrennungsmotors direkt mit seiner Betriebstemperatur zusammenhängt.

Benzinmotoren sind in der Regel 4-Takt-Motoren, allerdings gibt es auch 2-Takt-Motoren, die als Kraftstoff ein Gemisch aus Benzin und Öl verwenden. Diese Motoren sind einfacher aufgebaut, benötigen aber eine höhere Drehzahl als ein entsprechender 4-Takt-Motor, um die gleiche Leistung zu erzielen. Außerdem verschwinden 2-Takt-Motoren tendenziell vom Markt, da es schwierig ist, 2-Takt-Motoren herzustellen, die den aktuellen Schadstoffemissionsnormen gerecht werden.