Verbrennungsmotoren (Klasse 8)

Bekanntermaßen stellt Energie die Fähigkeit eines Körpers dar, Arbeit zu verrichten. Deshalb muss auch ein Körper der thermische Energie besitzt in der Lage sein, mechanische Arbeit zu verrichten. Dieser Zusammenhang zwischen thermischer Energie und zu verrichtendender mechanischer Arbeit wird in der Technik in vielfältiger Weise ausgenutzt. Entsprechende Maschinen die thermische Energie in mechanische Arbeit umwandeln werden als Wärmekraftmaschinen bezeichnet. Beispiele hierfür sind Dampfmaschinen wie sie früher sehr oft eingesetzt wurden und Verbrennungsmotoren. Verbrennungsmotoren wandeln die chemische Energie des Kraftstoffs zunächst beim Verbrennungsvorgang in themische Energie um. Anschließend wird diese weiter in kinetische Energie und damit z.B in Bewegung eines Fahrzeuges umgewandelt.

Die wichtigsten Verbrennungsmotoren die in modernen Fahrzeugen eingesetzt werden, sind der 4-Takt-Ottomotor und der 4-Takt-Dieselmotor. Mit ihrem Aufbau und ihrer Funktionsweise wollen wir uns hier etwas näher beschäftigen.

Die Aufgabenstellungen für die Gruppenarbeitsphase findest du hier: Aufgabenstellung für die Gruppenarbeitsphase.

Der 4-Takt-Ottomotor

• Informiere dich über Leben und Werk des deutschen Ingenieurs Nicolaus Otto. Einen ersten Anlaufpunkt für deine Recherche findest du hier: Nicolaus Otto und sein Motor.
• Beschreibe den Aufbau eines 4-Takt-Ottomotors und erläutere seine Funktionsweise! Gehe dabei besonders auf die Abläufe in den vier Takten ein! Informiere dich dazu unter anderem mit Hilfe der Animationen auf den folgenden Webseiten: Animationen zu Verbrennungsmotoren.
• In den meisten Verbrennungsmotoren werden mehrere Zylinder eingesetzt. Erläutere warum mehrere Zylinder eingesetzt werden und beschreibe die Arbeitsweise der Zylinder in einem 4-Zylindermotor! Hinweise findest du ebenfalls hier: Animationen zu Verbrennungsmotoren.

Der 4-Takt-Dieselmotor

• Informiere dich über Leben und Werk des deutschen Ingenieurs Rudolf Diesel! Einen ersten Anlaufpunkt für deine Recherche findest du hier: Rudolf Diesel und sein Motor.
• Beschreibe den Aufbau eines 4-Takt-Dieselmotors und erläutere seine Funktionsweise! Gehe dabei besonders auf die Abläufe in den vier Takten ein! Informiere dich dazu unter anderem mit Hilfe der Animationen auf den folgenden Webseiten: Animationen zu Verbrennungsmotoren.
• Beschreibe den Vorgang der Selbstzündung! Überlege, ausgehend von deiner Beschreibung, warum Dieselmotoren viel stabiler gebaut werden müssen als Benzinmotoren! Früher waren Dieselmotoren bei großer Kälte nur schwer zu starten. Woran mag das gelegen haben?
• In den meisten Verbrennungsmotoren werden mehrere Zylinder eingesetzt. Informiere dich dazu ebenfalls auf den hier angegebenen Webseiten: Animationen zu Verbrennungsmotoren.

Zusatzaufgabe

Solltest du noch etwas Zeit haben, kannst du dich hier über Otto- und Dieselmotor im Vergleich zueinander informieren (Gemeinsamkeiten, Unterschiede, Vorteile bzw. Nachteile des jeweiligen Motors).