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Arbeitsweise eines Kolbentriebwerks

Kolbentriebwerke arbeiten nach dem Verdrängerprinzip. Man unterscheidet nach der Art der Zündung und nach der Höhe des Verdichtungsverhätnis in Otto-Motoren und Diesel-Motoren. die Bauteile der Motoren sind bis auf die Gemischbildungsanlage bei beiden Motoren gleich. Da bei Dieselmotoren höhere Verbrennungsdrücke zu verarbeiten sind, sind die Bauteile bei den Motoren stärker ausgeführt. Außerdem fehlt beim Dieselmotor die Zündanlage, der Kraftstoff wird direkt in den verbrennungsraum eingespritzt und entzündet sich dort in der bereits verdichteten und erhitzten Luft von selbst. Die Einspritzanlage ist umfangreicher und komplizierter als bei indirekter Einspritzung, sie muß wesentlich höhere Drücke liefern und genau bestimmte Kraftstoffmengen intermittierend einspritzen, da der Dieselmotor in Luftfahrzeugen derzeit keine Anwendung in der Luftfahrt findet beschäftigen wir uns damit erstmal nicht weiter. Einige versuche laufen aber im Moment mit Dieselmotoren, wenn das Thema wieder aktuell wird, denn versuche ich dadrüber auch wieder zu berichten.

Beim Otto-Motor wird das Kraftstoffluftgemisch durch die Abwärtsbewegung des Kolbens "angesaugt", durch die Aufwärtsbewegung "verdichtet", und mit Hilfe einer Zündkerze gezündet. Dabei geben die expandierenden Gase im Verbrennungsraum eine Energie an den Kolben ab. Jenachdem ob die 4 Arbeitstakte (Ansaugen, Verdichten,Expandieren oder Arbeiten und Ausstoßen über eine oder zwei Kurbelwellenumdrehung verteilt sind, spricht man von einem Zweitakt oder Viertaktmotor. Da auch Zweitaktmotoren in der Luftfahrt nicht zahlreich vertreten sind werden wir sie hier auch ein wenig außer acht lassen.
Der Hauptunterschied zum Viertaktmotor besteht in der Steuerung durch Schlitze oder Schieber anstelle von Ventilen. Das Öffnen oder Schließen der Steuerschlitze erfolgt durch die Steuerkanten des Kolbens, der beim Zweitaktmotor beim Ansaugen und Vorverdichten auch an der Unterseite vom Gas-Luftgemisch umspült wird. Das Kurbelgehäuse muß daher gasdicht sein, da es als Vorverdichtungskammer dient. Die Schmierung erfolgt über das dem Kraftstoff beigemengte Öl dieses nennt man auch Gemischschmierung. In jedem Falle verbrennt das Öl mit und wird mit den Abgasen ausgestoßen.
Vorteil des Zweitaktmotors Ein Arbeitstakt pro Umdrehung, keine komplizierte Steuerung, einfacher Aufbau, bessere Kühlung. Gegenüber dem Viertaktmotor erreicht der Zweitaktmotor ein günstigeres Leistungsgewicht
Nachteile des Zweitaktmotor
Schlechtere Zylinderfüllung durch Spülungsverluste, höherer spezifischer Kraftstoffverbrauch, ein Zusammenbauen mehrerer Zylinder erfordert komplizierte Gehäuseformen und bringt Platzverlust, geringe Leistung bei niedrigen Drehzahlen macht ein Getriebe erforderlich.
Alle Ottomotoren arbeiten nach dem Gleichraumverfahren, das heißt die Energiezufuhr findet bei annähernd konstantem Volumen statt. Beim Viertaktmotor ist ein Arbeitsablauf über zwei Kurbelwellenumdrehungen verteilt.