RP-Energie-Lexikon
fachlich fundiert, unabhängig von Lobby-Interessen
www.energie-lexikon.info

Verbrennungsmotor

Definition: ein Motor, der mit Energie aus der Verbrennung eines Kraftstoff betrieben wird

Englisch: combustion engine

Kategorien: Fahrzeuge, Kraftmaschinen und Kraftwerke

Autor: Dr. Rüdiger Paschotta (G+)

Wie man zitiert; zusätzliche Literatur vorschlagen

Ursprüngliche Erstellung: 10.03.2010; letzte Änderung: 11.05.2018

Verschiedene Arten von Verbrennungsmotoren (oder Verbrennungskraftmaschinen) sind Wärmekraftmaschinen, die chemische Energie aus Kraftstoffen in mechanische Energie (Antriebsenergie) umwandeln. Sie sind insbesondere für mobile Anwendungen sehr wichtig, da die verwendeten meist flüssigen Kraftstoffe eine hohe Energiedichte aufweisen und somit die Mitführung von viel Energie ermöglichen. Jedoch werden auch für diverse stationäre (ortsfeste) Anwendungen Verbrennungsmotoren eingesetzt, vor allem im Bereich kleinerer Leistungen, wo Dampf- und Gasturbinen weniger gebräuchlich sind.

Arten von Verbrennungsmotoren

Die wichtigsten Arten von Verbrennungsmotoren:

  • Ottomotoren sind in der Regel Hubkolbenmotoren mit fremdgezündeter innerer Verbrennung, die in vielen Variationen gebaut werden.
  • Dieselmotoren sind ebenfalls Hubkolbenmotoren mit innerer Verbrennung, die jedoch selbstzündend sind.
  • Stirlingmotoren sind Hubkolbenmotoren mit äußerer Verbrennung, die kontinuierlich arbeitet. Dies ermöglicht die Nutzung einer breiteren Palette von Brennstoffen und sogar von konzentrierter Solarwärme.
  • Dampfmotoren arbeiten ebenfalls mit äußerer Verbrennung und mit Wasserdampf als Arbeitsmedium.

Wirkungsgrade

Der Wirkungsgrad von Verbrennungsmotoren variiert deutlich für verschiedene Motorentypen, besonders stark aber hängt er von den Betriebsbedingungen ab:

  • Der Wirkungsgrad erreicht sein Maximum normalerweise für volle oder jedenfalls recht starke Auslastung, d. h. wenn der Motor annähernd das maximal mögliche Drehmoment erzeugt. Bei niedriger Last wird der Wirkungsgrad meist sehr schlecht. Selbst im Leerlauf wird eine erhebliche Menge von Kraftstoff benötigt.
  • Die Drehzahl ist ebenfalls wichtig. Sie sollte nicht höher sein als benötigt für die jeweilige Leistung. Eine Reduktion der Leistung wird meist effizienter durch Absenkung der Drehzahl vorgenommen (im Auto: höheren Gang wählen) als durch Reduktion der Zufuhr von Kraftstoff und Luft (“Gas wegnehmen”).
  • Vor Erreichen der vorgesehenen Betriebstemperatur kann der Wirkungsgrad ebenfalls vermindert sein.

Bei voller Last können Ottomotoren Werte von 35 % oder auch etwas mehr erreichen. Dieselmotoren erreichen auch mehr als 40 %, vor allem mit Direkteinspritzung und Turboaufladung und bei großen Motoren. Große Schiffsdieselmotoren erzielen sogar Wirkungsgrade in der Gegend von 50 %.

Tendenziell erreicht man bei kleineren Motoren weniger hohe Wirkungsgrade. Dies hat unterschiedliche Ursachen; vor allem sind diverse Verlustmechanismen dort relativ gesehen bedeutender. Beispielsweise ist das Verhältnis von Volumen und Oberfläche des Brennraums ungünstiger, sodass das Problem des Wärmeverlustes der Verbrennungsgase an die Wände des Brennraums verhältnismäßig größer ist. Auch Reibungsverluste sind bei kleinen Motoren relativ gesehen stärker. Ein anderer Faktor ist, dass große Motoren häufig lange Laufzeiten aufweisen, sehr große Energiemengen umsetzen und deswegen sorgfältiger optimiert werden.

Ökologische Aspekte

Die Abgase von Verbrennungsmotoren enthalten in aller Regel wesentlich mehr Schadstoffe wie z. B. Stickoxide, verglichen etwa mit Heizkesseln basierend auf den gleichen Brennstoffen. Dies gilt zumindest für Motoren mit innerer Verbrennung, da diese recht schnell abläuft und unter weniger gut kontrollierten Bedingungen. Die Art und Menge von Schadstoffbelastungen kann stark von der Art des Motors, den Eigenschaften des Kraftstoffs sowie von den Betriebsbedingungen (Leistung, Drehzahl, Betriebstemperatur) abhängen.

Die Abgasproblematik kann erheblich entschärft werden durch eine nachgelagerte Abgasreinigung, insbesondere mit Abgaskatalysatoren (gegen Stickoxide, Kohlenmonoxid und unverbrannte Kohlenwasserstoffe) und Partikelfiltern (gegen Ruß, Sulfatpartikel u. ä.). Je nach Motortyp können deutlich unterschiedliche Abgasreinigungsverfahren anwendbar sein.

Der Artikel über Messverfahren für Kraftstoffverbrauch und Abgaswerte behandelt Testverfahren, die für Fahrzeuge verwendet werden.

Literatur

[1]R. van Basshuysen und F. Schäfer (Hrsg.), Handbuch Verbrennungsmotor, Springer Vieweg

(Zusätzliche Literatur vorschlagen)

Siehe auch: Wärmekraftmaschine, Motor, Ottomotor, Atkinson-Motor, Dieselmotor, Stirlingmotor, Kraftstoff, Kraft-Wärme-Kopplung, Kraftstoff sparen, Verbrennung, Leerlauf, Schubabschaltung, Messverfahren für Kraftstoffverbrauch und Abgaswerte
sowie andere Artikel in den Kategorien Fahrzeuge, Kraftmaschinen und Kraftwerke

Kommentare von Lesern

Hier können Sie einen Kommentar zur Veröffentlichung vorschlagen. Über die Annahme wird der Autor des RP-Energie-Lexikons nach gewissen Kriterien entscheiden. Im Kern geht es darum, dass der Kommentar für andere Leser potenziell nützlich ist.

Datenschutz: Bitte geben Sie hier keine personenbezogenen Daten ein. Wir würden solche allerdings ohnehin nicht veröffentlichen und bei uns bald löschen. Siehe auch unsere Datenschutzerklärung.

Wenn Sie nur dem Autor eine Rückmeldung zukommen lassen möchten, verwenden Sie bitte den Kasten "Wie gefällt Ihnen dieser Artikel" weiter unten. Wenn Sie eine Rückmeldung vom Autor wünschen, schreiben Sie ihm bitte per E-Mail.

Ihr Kommentar:

Ihr Hintergrund:

Spam-Prüfung:

  (Bitte die Summe von fünf und zwölf hier als Ziffern eintragen!)

Bem.: Mit dem Abschicken geben Sie Ihre Einwilligung, Ihren Kommentar hier zu veröffentlichen. (Sie können diese später auch widerrufen.) Da Kommentare zunächst vom Autor durchgesehen werden, erscheinen sie verzögert, evtl. erst nach mehreren Tagen.

Wie gefällt Ihnen dieser Artikel?

Ihr Gesamteindruck:

weiß nicht
unbefriedigend
in Ordnung
gut
ausgezeichnet

Fachliche Qualität:

weiß nicht
unbefriedigend
in Ordnung
gut
ausgezeichnet

Lesbarkeit:

weiß nicht
unbefriedigend
in Ordnung
gut
ausgezeichnet

Verdient dieser Artikel (oder das Energie-Lexikon insgesamt) Ihrer Ansicht nach Links von anderen Webseiten?

nein
eventuell
ja

Kommentar:

Vielleicht haben Sie auch konkrete Vorschläge für inhaltliche Ergänzungen, nützliche Literaturangaben etc. Falls Sie eine bessere Website für dieses Thema kennen, sind wir dankbar für einen Hinweis darauf.

Datenschutz: Bitte geben Sie hier keine personenbezogenen Daten ein. Wir würden solche zwar ohnehin nicht veröffentlichen, aber die eingegebenen Daten bleiben bei uns langfristig gespeichert. Siehe auch unsere Datenschutzerklärung.

Wenn Sie einen Kommentar zur Veröffentlichung auf unserer Seite vorschlagen möchten, verwenden Sie dazu bitte das Formular im Kasten "Kommentare von Lesern" weiter oben. Wenn Sie eine Antwort möchten, senden Sie bitte eine E-Mail.

Spam-Prüfung:

(bitte den Wert von 5 + 8 hier eintragen!)

Wenn Ihnen das RP-Energie-Lexikon gefällt, möchten Sie vielleicht auch den RP-Energie-Blog als E-Mail-Newsletter abonnieren.

Teilen Sie den Link auf diesen Artikel mit anderen: