PhysProf - 4-Takt-Ottomotor

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4-Takt-Ottomotor


Das unter dem Menüpunkt [Mechanik I] - [4-Takt-Ottomotor] aufrufbare Unterprogramm zeigt mit Hilfe
einer Simulation die prinzipielle Arbeitsweise eines 4-Takt-Ottomotors auf.

PhysProf - Ottomotor

Nikolaus Otto erfand im Jahr 1876 den, nach ihm benannten, Benzinmotor, welcher heute maßgeblich als Viertakt-Otto-Motor Verwendung findet. Der Zylinder des Motors verfügt über ein Einlass- und ein Auslassventil. Diese werden über die Nockenwelle zu den entsprechenden Zeitpunkten geöffnet bzw. geschlossen. Über eine Zündkerze wird ein Bezin-Luft-Gemisch gezündet. Die hierbei resultierende Abwärtsbewegung wird über eine Pleuelstange in eine Drehbewegung umgesetzt.

Es werden folgende 4 Takte durchlaufen:

1. Takt: (Ansaugtakt)

Das Einlassventil ist geöffnet. Ein Gemisch aus Benzindampf und Luft wird aus dem Vergaser in den Zylinder angesaugt.

2. Takt: (Verdichtungstakt)

Beide Ventile sind geschlossen. Der sich nach oben bewegende Kolben presst das angesaugte Gemisch zusammen.

3. Takt: (Arbeitstakt)

Beide Ventile bleiben geschlossen. Der Funke einer elektrischen Zündkerze entzündet das Gemisch. Durch die Verbrennung des Benzins steigt die Temperatur auf über 1500° C und der Druck auf etwa 40 bar. Die dadurch auf den Kolben wirkende Kraft treibt den Kolben nach unten.

4. Takt: (Auspufftakt)

Das Ventil ist geöffnet. Der Kolben bewegt sich wieder nach oben und drückt die Verbrennungsgase aus dem Zylinder. Daraufhin wird das Auslassventil geschlossen und das Einlassventil geöffnet. Es beginnt wieder der 1. Takt.

Programmbedienung

Durch die Bedienung der Schaltfläche Start wird die Simulation gestartet. Eine daraufhin erfolgende erneute Benutzung dieser stoppt sie wieder.
 

Module zum Themenbereich Mechanik


4-Takt-Ottomotor - Impulssatz - Gleichförmige und gleichförmig beschleunigte Bewegung - Bewegung und Geschwindigkeit - Geschwindigkeit und Beschleunigung - Wellen - Druck in Flüssigkeiten - Ideale Strömung - Kinetische und potentielle Energie - Brownsche Bewegung - Molekularbewegung - Harmonische Schwingungen - Kreisbahnbewegung - Auftrieb - Geneigte Ebene - Freier Fall - Waagrechter und schiefer Wurf - Pendel - Chaos-Doppelpendel - Gedämpfte mechanische Schwingung - Rolle und Flaschenzug - Balkenwaage - Hebelgesetz - Zweites Newtonsches Gesetz - Drittes Newtonsches Gesetz - Mechanische Arbeit - Hookesches Gesetz


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