Der Dieselmotor

Der Dieselmotor

Der deutsche Ingenieur Rudolf Diesel ließ den Dieselmotor 1893 patentieren.

Physik

Schlagwörter

Dieselmotor, Triebwerk, Verbrennungsmotor, Zylinder, Diesel, Kardan, Achse, Gasöl, Hauptachse, Kolben, Ventil, Einspritzung, Kompression, Ansaugen, Explosion, Automobil, Lkw, Auto, Bus, Takt, Arbeitstakt, Selbstzündung, Umweltverschmutzung, Umweltschaden, Luftverschmutzung, Wärmekraftmaschine, Arbeit, Kreislauf, Automobilfabrik, Autoindustrie, Thermodynamik, Physik

Verwandte Extras

3D-Modelle

Motor

  • Motorblock - Das ist das aus Metall bestehende Motorgehäuse.
  • Schaltgetriebe - Es stellt die Übersetzung zwischen dem Motor und der Gelenkwelle ein. Mit seiner Hilfe ist beeinflussbar, wie oft sich die Räder der Antriebsachse bei einer Drehung der Kurbelwelle drehen. In einem niedrigen Gang hat das Auto mehr Kraft, ist dafür aber langsamer. In einem höheren Gang ist es zwar schneller und treibstoffsparender, aber seine Beschleunigung ist schwächer.
  • Luftfilter - In den Brennraum des Motors gelangt Luft, die den zur Verbrennung nötigen Sauerstoff beinhaltet. Der Luftfilter filtert die Luft.
  • Ansaugrohr - Durch dieses Rohr gelangt die Luft in den Motor, die den zur Verbrennung nötigen Sauerstoff beinhaltet.
  • Auspuffrohr - Hier entweichen die Verbrennungsgase.
  • Zahnriemen - Er übermittelt die Drehung der Kurbelwelle auf die die Ventile bewegenden Nockenwellen.
  • Einspritzdüse

Funktionsweise

  • Ansaugöffnung - Durch diese Öffnung strömt die Luft in den Brennraum, den Bereich im Zylinder über dem Kolben, ein.
  • Einspritzdüse - Der Zündpunkt des Dieselkraftstoffs ist niedriger, als der des Benzins, weshalb der Dieselkraftstoff bei Kontakt mit der in der Verdichtungsphase erhitzten Luft ohne Zündung explodiert. Durch die Explosion wird der Kolben zurückgestoßen.
  • Auspufföffnung - Hier entweichen die Verbrennungsgase. In Dieselmotoren verläuft die Verbrennung weniger ideal, als in Benzinmotoren, weshalb der Schadstoffausstoß größer ist.
  • Einlassventil - Das Öffnen und Schließen verläuft abgestimmt mit dem Kolben und somit mit dem Zylinder. Im ersten Takt wird es geöffnet, wodurch der sich nach unten bewegende Kolben eine Drucksenkung im Zylinder verursacht. Dadurch kann die Luft einströmen.
  • Auslassventil - Das Öffnen und Schließen verläuft abgestimmt mit dem Kolben und somit mit dem Zylinder. Im vierten Takt wird es geöffnet und der sich nach oben bewegende Kolben kann die Verbrennungsgase ausstoßen.
  • Kolben - Seine rhythmischen Auf- und Abbewegungen ermöglichen die Drehung der Kurbelwelle. Durch die Kraftstoffexplosion im Zylinder wird der Kolben nach unten gedrückt. Danach bewegt die Trägheit der Kurbelwelle die Kolben im Zylinder nach oben, nach unten und wieder nach oben. Dort kommt es zur erneuten Explosion.
  • Zylinder - In seinem Innern kommt es zur Explosion des Kraftstoffs und zur Bewegung des Kolbens.
  • Pleuel
  • Kurbelwelle - Die Auf-und Abbewegungen des Kolbens verursachen ihre Drehbewegung.

1. Takt

  • Ansaugöffnung - Durch diese Öffnung strömt die Luft in den Brennraum, den Bereich im Zylinder über dem Kolben, ein.
  • Einspritzdüse - Der Zündpunkt des Dieselkraftstoffs ist niedriger, als der des Benzins, weshalb der Dieselkraftstoff bei Kontakt mit der in der Verdichtungsphase erhitzten Luft ohne Zündung explodiert. Durch die Explosion wird der Kolben zurückgestoßen.
  • Auspufföffnung - Hier entweichen die Verbrennungsgase. In Dieselmotoren verläuft die Verbrennung weniger ideal, als in Benzinmotoren, weshalb der Schadstoffausstoß größer ist.
  • Einlassventil - Das Öffnen und Schließen verläuft abgestimmt mit dem Kolben und somit mit dem Zylinder. Im ersten Takt wird es geöffnet, wodurch der sich nach unten bewegende Kolben eine Drucksenkung im Zylinder verursacht. Dadurch kann die Luft einströmen.
  • Auslassventil - Das Öffnen und Schließen verläuft abgestimmt mit dem Kolben und somit mit dem Zylinder. Im vierten Takt wird es geöffnet und der sich nach oben bewegende Kolben kann die Verbrennungsgase ausstoßen.
  • Kolben - Seine rhythmischen Auf- und Abbewegungen ermöglichen die Drehung der Kurbelwelle. Durch die Kraftstoffexplosion im Zylinder wird der Kolben nach unten gedrückt. Danach bewegt die Trägheit der Kurbelwelle die Kolben im Zylinder nach oben, nach unten und wieder nach oben. Dort kommt es zur erneuten Explosion.
  • Zylinder - In seinem Innern kommt es zur Explosion des Kraftstoffs und zur Bewegung des Kolbens.
  • Pleuel
  • Kurbelwelle - Die Auf-und Abbewegungen des Kolbens verursachen ihre Drehbewegung.

2. Takt

  • Ansaugöffnung - Durch diese Öffnung strömt die Luft in den Brennraum, den Bereich im Zylinder über dem Kolben, ein.
  • Einspritzdüse - Der Zündpunkt des Dieselkraftstoffs ist niedriger, als der des Benzins, weshalb der Dieselkraftstoff bei Kontakt mit der in der Verdichtungsphase erhitzten Luft ohne Zündung explodiert. Durch die Explosion wird der Kolben zurückgestoßen.
  • Auspufföffnung - Hier entweichen die Verbrennungsgase. In Dieselmotoren verläuft die Verbrennung weniger ideal, als in Benzinmotoren, weshalb der Schadstoffausstoß größer ist.
  • Einlassventil - Das Öffnen und Schließen verläuft abgestimmt mit dem Kolben und somit mit dem Zylinder. Im ersten Takt wird es geöffnet, wodurch der sich nach unten bewegende Kolben eine Drucksenkung im Zylinder verursacht. Dadurch kann die Luft einströmen.
  • Auslassventil - Das Öffnen und Schließen verläuft abgestimmt mit dem Kolben und somit mit dem Zylinder. Im vierten Takt wird es geöffnet und der sich nach oben bewegende Kolben kann die Verbrennungsgase ausstoßen.
  • Kolben - Seine rhythmischen Auf- und Abbewegungen ermöglichen die Drehung der Kurbelwelle. Durch die Kraftstoffexplosion im Zylinder wird der Kolben nach unten gedrückt. Danach bewegt die Trägheit der Kurbelwelle die Kolben im Zylinder nach oben, nach unten und wieder nach oben. Dort kommt es zur erneuten Explosion.
  • Zylinder - In seinem Innern kommt es zur Explosion des Kraftstoffs und zur Bewegung des Kolbens.
  • Pleuel
  • Kurbelwelle - Die Auf-und Abbewegungen des Kolbens verursachen ihre Drehbewegung.

3. Takt

  • Ansaugöffnung - Durch diese Öffnung strömt die Luft in den Brennraum, den Bereich im Zylinder über dem Kolben, ein.
  • Einspritzdüse - Der Zündpunkt des Dieselkraftstoffs ist niedriger, als der des Benzins, weshalb der Dieselkraftstoff bei Kontakt mit der in der Verdichtungsphase erhitzten Luft ohne Zündung explodiert. Durch die Explosion wird der Kolben zurückgestoßen.
  • Auspufföffnung - Hier entweichen die Verbrennungsgase. In Dieselmotoren verläuft die Verbrennung weniger ideal, als in Benzinmotoren, weshalb der Schadstoffausstoß größer ist.
  • Einlassventil - Das Öffnen und Schließen verläuft abgestimmt mit dem Kolben und somit mit dem Zylinder. Im ersten Takt wird es geöffnet, wodurch der sich nach unten bewegende Kolben eine Drucksenkung im Zylinder verursacht. Dadurch kann die Luft einströmen.
  • Auslassventil - Das Öffnen und Schließen verläuft abgestimmt mit dem Kolben und somit mit dem Zylinder. Im vierten Takt wird es geöffnet und der sich nach oben bewegende Kolben kann die Verbrennungsgase ausstoßen.
  • Kolben - Seine rhythmischen Auf- und Abbewegungen ermöglichen die Drehung der Kurbelwelle. Durch die Kraftstoffexplosion im Zylinder wird der Kolben nach unten gedrückt. Danach bewegt die Trägheit der Kurbelwelle die Kolben im Zylinder nach oben, nach unten und wieder nach oben. Dort kommt es zur erneuten Explosion.
  • Zylinder - In seinem Innern kommt es zur Explosion des Kraftstoffs und zur Bewegung des Kolbens.
  • Pleuel
  • Kurbelwelle - Die Auf-und Abbewegungen des Kolbens verursachen ihre Drehbewegung.

4. Takt

  • Ansaugöffnung - Durch diese Öffnung strömt die Luft in den Brennraum, den Bereich im Zylinder über dem Kolben, ein.
  • Einspritzdüse - Der Zündpunkt des Dieselkraftstoffs ist niedriger, als der des Benzins, weshalb der Dieselkraftstoff bei Kontakt mit der in der Verdichtungsphase erhitzten Luft ohne Zündung explodiert. Durch die Explosion wird der Kolben zurückgestoßen.
  • Auspufföffnung - Hier entweichen die Verbrennungsgase. In Dieselmotoren verläuft die Verbrennung weniger ideal, als in Benzinmotoren, weshalb der Schadstoffausstoß größer ist.
  • Einlassventil - Das Öffnen und Schließen verläuft abgestimmt mit dem Kolben und somit mit dem Zylinder. Im ersten Takt wird es geöffnet, wodurch der sich nach unten bewegende Kolben eine Drucksenkung im Zylinder verursacht. Dadurch kann die Luft einströmen.
  • Auslassventil - Das Öffnen und Schließen verläuft abgestimmt mit dem Kolben und somit mit dem Zylinder. Im vierten Takt wird es geöffnet und der sich nach oben bewegende Kolben kann die Verbrennungsgase ausstoßen.
  • Kolben - Seine rhythmischen Auf- und Abbewegungen ermöglichen die Drehung der Kurbelwelle. Durch die Kraftstoffexplosion im Zylinder wird der Kolben nach unten gedrückt. Danach bewegt die Trägheit der Kurbelwelle die Kolben im Zylinder nach oben, nach unten und wieder nach oben. Dort kommt es zur erneuten Explosion.
  • Zylinder - In seinem Innern kommt es zur Explosion des Kraftstoffs und zur Bewegung des Kolbens.
  • Pleuel
  • Kurbelwelle - Die Auf-und Abbewegungen des Kolbens verursachen ihre Drehbewegung.

Innerer Aufbau

  • Kühler - Bei laufendem Motor erwärmt sich das Kühlwasser und diese Wärme wird hier an die Umwelt abgegeben.
  • Motor
  • Schaltgetriebe - Es stellt die Übersetzung zwischen dem Motor und der Gelenkwelle ein. Mit seiner Hilfe ist beeinflussbar, wie oft sich die Räder der Antriebsachse bei einer Drehung der Kurbelwelle drehen. In einem niedrigen Gang hat das Auto mehr Kraft, ist dafür aber langsamer. In einem höheren Gang ist es zwar schneller und treibstoffsparender, aber seine Beschleunigung ist schwächer.
  • Kardanwelle - Sie überträgt die Drehbewegung der Kurbelwelle auf die Räder.
  • Kraftstofftank - Der Dieselkraftstoff wird zumeist einfach Diesel genannt. Sein Zündpunkt ist niedriger, als der des Benzins, weshalb er bei Kontakt mit der in der Verdichtungsphase erhitzten Luft ohne Zündung explodiert.
  • Differentialgetriebe - Beim Lenken muss sich das in der Kurve außen befindliche Rad schneller drehen, als das im Kurveninneren. Dies wird durch das Differentialgetriebe ermöglicht.
  • Antriebsachse - Die Gelenkwelle überträgt die Drehung der Kurbelwelle auf sie, wodurch sie sich dreht.
  • Auspuff - Hier entweichen die Verbrennungsgase. In Dieselmotoren verläuft die Verbrennung weniger ideal, als in Benzinmotoren, weshalb der Schadstoffausstoß größer ist.

Zylinder

  • Kurbelwelle - Wird von den Kolben bewegt. Ihre Drehbewegung überträgt sich über die Gelenkwelle auf die Antriebsachse bzw. über die Zahnriemen auf die Nockenwellen, die die Ventile steuern.
  • Nockenwelle - Durch ihre Drehung wird der rhythmische Betrieb der Ventile ermöglicht. Die Drehung der Nockenwelle wird durch den Zahnriemen von der Kurbelwelle gesteuert.
  • Kolben - Seine rhythmischen Auf- und Abbewegungen wandeln sich in die Drehbewegung der Kurbelwelle um.
  • Ventile - Sie stimmen das Ansaugen der Luft und das Entweichen der Verbrennungsgase aufeinander ab. Ihre reibungslose Funktion wird über den Zahnriemen von der Kurbelwelle gewährleistet.

Animation

  • Motor
  • Schaltgetriebe - Es stellt die Übersetzung zwischen dem Motor und der Gelenkwelle ein. Mit seiner Hilfe ist beeinflussbar, wie oft sich die Räder der Antriebsachse bei einer Drehung der Kurbelwelle drehen. In einem niedrigen Gang hat das Auto mehr Kraft, ist dafür aber langsamer. In einem höheren Gang ist es zwar schneller und treibstoffsparender, aber seine Beschleunigung ist schwächer.
  • Kardanwelle - Sie überträgt die Drehbewegung der Kurbelwelle auf die Räder.
  • Kurbelwelle - Wird von den Kolben bewegt. Ihre Drehbewegung überträgt sich über die Gelenkwelle auf die Antriebsachse bzw. über die Zahnriemen auf die Nockenwellen, die die Ventile steuern.
  • Nockenwelle - Durch ihre Drehung wird der rhythmische Betrieb der Ventile ermöglicht. Die Drehung der Nockenwelle wird durch den Zahnriemen von der Kurbelwelle gesteuert.
  • Kolben - Seine rhythmischen Auf- und Abbewegungen wandeln sich in die Drehbewegung der Kurbelwelle um.
  • Ventile - Sie stimmen das Ansaugen der Luft und das Entweichen der Verbrennungsgase aufeinander ab. Ihre reibungslose Funktion wird über den Zahnriemen von der Kurbelwelle gewährleistet.
  • Ansaugöffnung - Durch diese Öffnung strömt die Luft in den Brennraum, den Bereich im Zylinder über dem Kolben, ein.
  • Einspritzdüse - Der Zündpunkt des Dieselkraftstoffs ist niedriger, als der des Benzins, weshalb der Dieselkraftstoff bei Kontakt mit der in der Verdichtungsphase erhitzten Luft ohne Zündung explodiert. Durch die Explosion wird der Kolben zurückgestoßen.
  • Auspufföffnung - Hier entweichen die Verbrennungsgase. In Dieselmotoren verläuft die Verbrennung weniger ideal, als in Benzinmotoren, weshalb der Schadstoffausstoß größer ist.
  • Einlassventil - Das Öffnen und Schließen verläuft abgestimmt mit dem Kolben und somit mit dem Zylinder. Im ersten Takt wird es geöffnet, wodurch der sich nach unten bewegende Kolben eine Drucksenkung im Zylinder verursacht. Dadurch kann die Luft einströmen.
  • Auslassventil - Das Öffnen und Schließen verläuft abgestimmt mit dem Kolben und somit mit dem Zylinder. Im vierten Takt wird es geöffnet und der sich nach oben bewegende Kolben kann die Verbrennungsgase ausstoßen.
  • Kolben - Seine rhythmischen Auf- und Abbewegungen ermöglichen die Drehung der Kurbelwelle. Durch die Kraftstoffexplosion im Zylinder wird der Kolben nach unten gedrückt. Danach bewegt die Trägheit der Kurbelwelle die Kolben im Zylinder nach oben, nach unten und wieder nach oben. Dort kommt es zur erneuten Explosion.
  • Zylinder - In seinem Innern kommt es zur Explosion des Kraftstoffs und zur Bewegung des Kolbens.
  • Pleuel
  • Kurbelwelle - Die Auf-und Abbewegungen des Kolbens verursachen ihre Drehbewegung.

Narration

Der Antrieb des Autos wird durch den Motor gewährleistet. Im Motor befindet sich die Kurbelwelle, deren Drehbewegung die Kardanwelle auf die Räder überträgt. Mithilfe des Schaltgetriebes ist beeinflussbar, wie oft sich die Räder der Antriebsachse bei einer Drehung der Kurbelwelle drehen. In einem niedrigen Gang hat das Auto mehr Kraft, ist dafür aber langsamer. In einem höheren Gang ist es zwar schneller und treibstoffsparender, aber die Beschleunigung ist schwächer.

In Pkw wird neben dem Viertakt-Ottomotor am häufigsten der Dieselmotor verwendet, der statt mit Benzin mit Dieselkraftstoff angetrieben wird. Die Auf- und Abbewegung der Kolben wird in die Drehbewegung der Kurbelwelle umgewandelt. Die Kurbelwelle treibt die Kardanwelle sowie über den Zahnriemen auch die Nockenwelle an. Die Nockenwelle steuert die Bewegungen der Ventile, deren aufeinander abgestimmtes Öffnen und Schließen das Ansaugen der Luft und das Ausstoßen der Verbrennungsgase im richtigen Takt gewährleistet.

Im ersten Takt erfolgt das Ansaugen. Der Kolben bewegt sich nach unten, wodurch sich der Druck im Zylinder verringert. Das Einlassventil öffnet sich und Luft strömt in den Zylinder ein.

Der zweite Takt ist das Verdichten: Ein- und Auslassventil sind geschlossen. Aufgrund des Schwungs der Kurbelwelle und des Gegengewichts bewegt sich der Kolben nach oben und verdichtet die Luft, wodurch sich ihre Temperatur erhöht.

Der dritte Takt ist der Arbeitstakt: Der zu der verdichteten und erhitzten Luft eingespritzte Dieselkraftstoff entzündet sich spontan. Im Dieselmotor ist es also nicht (wie im Benzinmotor) nötig, den Kraftstoff mit Zündkerzen zu entzünden, daher nennt man ihn auch Selbstzünder. Durch die Explosion wird der Kolben zurückgedrückt.

Im vierten Takt erfolgt das Ausstoßen: Der Kolben bewegt sich nach oben, das Auslassventil öffnet sich und die Verbrennungsgase können entweichen.

Es ist zu erkennen, dass die lineare Bewegung des Kolbens im Motor zu einer Drehbewegung der Kurbelwelle wird. Die zur Bewegung des Kolbens notwendige Energie wird durch das Verbrennen des Dieselkraftstoffs bereitgestellt.

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