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Ottomotor – Aufbau und Funktion 07:10 min

Textversion des Videos

Transkript Ottomotor – Aufbau und Funktion

Hallo und herzlich willkommen. Das Video heißt „Ottomotor - Aufbau und Funktion“. Du kennst: Wärmekraftmaschinen. Nachher weißt du über den Ottomotor: Historisches. Aufbau und Funktion. Merkmale, sowie Vor- und Nachteile. Der Film besteht aus fünf Abschnitten. 1. Historisches. 2. Aufbau. 3. Funktion. 4. Der Motor läuft rund. Und 5. Vor- und Nachteile. 1. Historisches. Der Ottomotor ist Antrieb für viele Geräte. Für Autos, Motorräder, Rasenmäher und viele andere. 1860 gab es nachweislich das erste Patent für den Ottomotor. Es wurde erteilt an Christian Reithmann. Er gilt als der Erfinder des Viertaktmotors. Noch andere Ingenieure und Techniker beschäftigten sich mit dem Viertaktmotor. Alphonse Beau de Rochas, Carl Benz, Felice Matteucchi, Eugene Barsanti und schließlich Nicolaus August Otto. Sie alle gelten als Miterfinder der Viertaktmotors. Wie das möglich ist? Stöbert einmal bei Wikipedia. Die Geschichte ist sehr interessant. 2. Aufbau. Der Ottomotor ist eine Wärmekraftmaschine. Genauer eine Verbrennungskraftmaschine. Der Ottomotor wird mit Benzin betrieben. Gewöhnlich ist er ein Viertaktmotor. Schauen wir uns seinen Aufbau an. Das ist der Ottomotor im Querschnitt. Das ist das Einlassventil. Gegenüber liegt das Auslassventil. Orange gekennzeichnet die Zündkerze. Der Kolben ist blau markiert. Die Pleuelstange und schließlich die Kurbelwelle. Das ist der Querschnitt durch einen Ottomotor, einen Viertaktmotor. Ottomotor bedeutet, er verbraucht Benzin als Treibstoff. Der Name Viertaktmotor weist auf die Taktzahl hin. 3. Funktion. Die vier Takte wollen wir nun einmal untersuchen. Beim ersten Takt geschieht das Ansaugen des Benzin-Luft-Gemischs. Dafür wird das Einlassventil geöffnet. Der Kolben bewegt sich nach unten. Das Benzin-Luft-Gemisch dringt in den Zylinder ein. Das Einlassventil wird wieder verschlossen. Beim zweiten Takt sind beide Ventile verschlossen. Der Kolben bewegt sich nach oben. Es kommt zur Verdichtung des Benzin-Luft-Gemischs. Das Gasgemisch wird stark zusammengedrückt. Ein Zehntel des ursprünglichen Volumens bleibt erhalten. Die Temperatur erhöht sich auf bis 500° C. Im dritten Takt findet durch die Zündkerze die Zündung statt. Der Kolben wird nach unten gedrückt, das Benzin verbrennt. Dadurch wird der Kolben weiter nach unten gedrückt. Das geschieht, weil der Druck stark ansteigt. Die Temperatur erreicht 2000° C. Den dritten Takt nennt man Arbeitstakt. Im vierten und letzten Takt kommt es zum Ausschieben der Verbrennungsgase. Das Auslassventil wird geöffnet und die Gase gelangen aus dem Motor heraus. Sie werden durch die Kolbenbewegung herausgedrückt. Das Auslassventil wird wieder verschlossen. Alle vier Takte sind vollzogen. Ihnen entsprechen zwei Umdrehungen der Kurbelwelle. 4. Der Motor läuft rund. Das heißt ruhig und gleichmäßig. Einige Voraussetzungen sind dafür nötig. Eine wichtige Voraussetzung ist, dass man mehrere Zylinder hat. Häufig vier. Jeder dieser Zylinder hat einen eigenen Takt. Jeder Ottomotor braucht für den gleichmäßigen Gang Motoröl. Und schließlich muss mit hochoktanigem, das heißt klopffestem, Benzin gefahren werden. 5. Vor- und Nachteile des Vierzylinder-Viertakt-Ottomotors. Wir betrachten zunächst die Vorteile gegenüber dem Dieselmotor. Er produziert weniger Schadstoffe. Seine Herstellung ist günstiger. Er bringt eine höhere Leistung. Der Ottomotor macht weniger Lärm. Und er hat einen höheren Drehzahlbereich. Und nun zu den Nachteilen. Wir wollen wieder mit dem Dieselmotor vergleichen. Der Ottomotor hat einen geringeren Wirkungsgrad. Achtung: Die Aussage zur Leistung bezog sich auf die Masse. Benzin ist im Vergleich zu Diesel ein gefährlicher Kraftstoff. Und schließlich sind Ottomotoren weniger haltbar. Das war ein weiterer Film von André Otto. Ich wünsche euch alles Gute und viel Erfolg. Tschüss!

7 Kommentare
  1. vielen dank für dieses Video, ich muss in der schule ein Referat über den ottomotor halten, und weiß jetzt, dank diesem Video, sehr viel mehr über ihn!

    Von Simone S., vor mehr als 3 Jahren
  2. Sehr hilfreich vielen Dank

    Von Linda 6, vor fast 4 Jahren
  3. Ich habe mir gerade das Video angeschaut. Bei mir ist alles in Ordnung.
    Ich glaube, du solltest eine neuere Version deines Browsers installieren.
    Alles Gute

    Von André Otto, vor mehr als 4 Jahren
  4. Leider stimmt Text und Bild nicht,
    ansonsten sehr gutes Video.

    Von Fabiludi, vor mehr als 4 Jahren
  5. Danke Herr Otto für ihre tolle Erläuterung von den Ottomotor.

    Von Soeren Leuckefeld, vor mehr als 5 Jahren
  1. Vielen Dank! Dann hat sich der Aufwand ja gelohnt.
    Alles Gute

    Von André Otto, vor fast 6 Jahren
  2. Super Video & tolle Schrift !!! :)

    Von Alexandra Petkof, vor fast 6 Jahren
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Ottomotor – Aufbau und Funktion Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Ottomotor – Aufbau und Funktion kannst du es wiederholen und üben.

  • Benenne die wesentlichen Bestandteile eines Zylinders in einem Otto-Motor.

    Tipps

    Fünf Angaben musst du auswählen.

    Achte auf die richtigen Fachbegriffe.

    Welche Funktionen werden für die Funktionsweise eines Ottomotors benötigt?

    Lösung

    Hier siehst du die Abbildung eines Ottomotorzylinders.

    Ottomotoren besitzen in jedem Zylinder ein Ein- und ein Auslassventil, um das Einleiten des Benzin-Luft-Gemisches und das Ausleiten der Verbrennungsgase zu ermöglichen.

    Der Kolben dient der Verdichtung des Luft-Gas-Gemisches, welches anschließend durch die Zündkerze in Brand gesetzt wird.

    Die Pleuelstange überträgt die Bewegungen des Kolbens auf die Kurbelwelle, so dass eine Drehbewegung entsteht, die das Getriebe des Fahrzeugs antreibt.

    Weitere Bestandteile des Ottomotors sind zum Beispiel Wasserkühler und Nockenwelle, die das Öffnen und Schließen der Ventile steuert.

  • Gib an, mit welchen Begriffen der Ottomotor bezeichnet werden kann.

    Tipps

    Wärmekraftmaschinen wandeln Wärmeenergie in mechanische Energie um, Kältekraftmaschinen hingegen mechanische Energie in Wärmeenergie.

    Welchen Treibstoff nutzt der Ottomotor?

    Wie werden der Kolben und die Kurbelwelle im Arbeitstakt angetrieben?

    Lösung

    Der Ottomotor gehört allgemein in den Bereich der Wärmekraftmaschinen. Die Wärmeenergie, die bei der Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches entsteht, wird in mechanische Energie, also Bewegungsenergie des Kolbens, der Pleuelstange, der Kurbelwelle und somit letztendlich des Getriebes überführt.

    Da in Ottomotoren die Verbrennung des Benzin-Luft-Gemisches zum Antrieb des Kolbens genutzt wird, spricht man auch von Verbrennungskraftmaschinen. Diese sind eine Kategorie der Wärmekraftmaschinen. Andere Kategorien sind zum Beispiel die Dampfmaschinen oder Gasturbinen.

    Ottomotoren benötigen somit einen Kraftstoff, der verbrannt werden kann. Sie sind dabei immer Benzinmotoren. Der zweite wichtige Motortyp ist der Dieselmotor, der als Kraftstoff, wie der Name schon sagt, Diesel verwendet.

  • Beschreibe die Funktionsweise eines Ottomotors.

    Tipps

    Ottomotoren sind Verbrennungskraftmaschinen.

    Zunächst müssen die Grundbedingungen zum Ablauf einer Verbrennung vorhanden sein (brennbares Material in ausreichender Dichte).

    Dann kann die Verbrennung initialisiert werden.

    Anschließend müssen die Endprodukte entsorgt werden.

    Lösung

    Der Ottomotor ist in der Regel ein Viertaktmotor. Seine Funktionsweise erklärt sich daher über die vier Takte:

    1. Takt: Ansaugen des Benzin-Luft-Gemisches

    2. Takt: Verdichten des Benzin-Luft-Gemisches

    3. Takt: Zündung des Benzin-Luft-Gemisches und Verbrennung

    4. Takt: Ausstoßen der Verbrennungsgase

    In den Zylinder werden also zunächst durch das Einlassventil die brennbaren Materialien eingeleitet (Benzin und Luft). Dann werden diese durch den Kolben verdichtet und anschließend mit Hilfe der Zündkerze entzündet. Die Endprodukte dieser Verbrennung, die Verbrennungsgase, werden dann im letzten Takt über das Auslassventil ausgeleitet.

  • Analysiere die verschiedenen Bautypen von Ottomotoren.

    Tipps

    Über welche drei Eigenschaften geben die Namen der Motoren gegebenenfalls Auskunft?

    Lösung

    Motoren können unter anderem anhand ihrer Zylinderzahl, anhand der Anzahl der Takte, in dem die Zylinder arbeiten sowie anhand des benötigten Treibstoffes eingeteilt werden.

    Der Vierzylinder-Viertakt-Ottomotor besitzt insgesamt vier Zylinder. Jeder Zylinder arbeitet dabei in vier Takten. Der Treibstoff ist das Benzin. Durch die Verwendung mehrerer Zylinder läuft der Motor regelmäßig. Er kommt häufig in PKWs zum Einsatz, aber auch in Motorrädern, leichten LKWs und Booten. Analoges gilt für den Einsatz von Vierzylinder-Viertakt-Dieselmotoren.

    Dem Viertaktmotor gegenüber steht der Zweitaktmotor. Er unterscheidet sich darin, dass bei ihm jeweils zwei Takte des Viertaktmotors zusammengelegt sind, also gleichzeitig ablaufen. Der erste Takt beim Zweitaktmotor beinhaltet die Verdichtung des Kraftstoff-Luft-Gemisches und dessen Zündung. Der zweite Takt beinhaltet den Arbeitstakt sowie das Ausführen der Verbrennungsprodukte und das Einlassen der neuen Produkte. Zweitakter können sowohl Benzin als auch Diesel verwenden. Je nach Einsatzgebiet variiert außerdem die Zylinderzahl.

    Vierzylinder-Zweitakt-Ottomotoren werden beispielsweise in Motorrädern verwendet. Ein Sechszylinder-Zweitakt-Ottomotor findet sich bei manchen Rennbooten. Zweitakt-Dieselmotoren finden sich in großen Fahrzeugen wie Lokomotiven und Schiffen.

  • Vergleiche die Vorzüge des Otto- und des Dieselmotors miteinander.

    Tipps

    Fünf Vorteile sind hier dem Ottomotor zuzuordnen, drei dem Dieselmotor.

    Die Vorteile des Dieselmotors ergeben sich aus den Nachteilen des Ottomotors.

    Lösung

    Bei jedem Fahrzeugerwerb stehen die zukünftigen Besitzer auch vor der Frage, für welchen der beiden üblichen Motortypen (Diesel- oder Ottomotor) sie sich entscheiden sollen.

    Aus ökologischer Sicht sprechen der geringere Schadstoffausstoß und die geringere Lärmbelästigung für den Ottomotor. Allerdings handelt es sich bei Benzin um einen gefährlichen Kraftstoff. Aus ökonomischer Sicht ist die Herstellung eines Ottomotors zwar günstiger, dafür ist er jedoch nicht so haltbar und muss schneller repariert oder ersetzt werden. Im Leistungsbereich ist der Ottomotor zwar überlegen und deckt einen höheren Drehzahlbereich ab, dafür hat er jedoch einen geringeren Wirkungsgrad.

    Für eine Entscheidung kann es daher hilfreich sein, eine Liste mit Vorteilen der beiden Motorentypen aufzustellen. Die Bilanz fällt hier jedoch, wie du gesehen hast, relativ ausgeglichen aus. Daher muss jeder für sich entscheiden, welche Vorteile ihm neben anderen Kriterien besonders wichtig sind.

  • Analysiere die Funktionsweise des Viertakt-Ottomotors im Detail.

    Tipps

    Jeweils zwei Takte sind in einer Abbildung dargestellt.

    Lösung

    Und so würde die Beschreibung in der Zeitschrift richtig lauten:

    Im ersten Takt wird das Benzin-Luftgemisch angesaugt. Das Einlassventil wird dafür geöffnet, der Kolben bewegt sich nach unten und das Gemisch strömt in den Zylinder. Am Ende des ersten Taktes schließt sich das Einlassventil wieder.

    Im zweiten Takt bewegt sich der Kolben im Zylinder nach oben und verdichtet dadurch das Benzin-Luftgemisch. Beide Ventile sind geschlossen und die Temperatur im Zylinder steigt auf 500°C an.

    Der dritte Takt ist der Arbeitstakt des Viertakt-Ottomotors. Durch die Zündkerze wird das komprimierte Benzin-Luftgemisch entzündet. Der starke Druck schiebt den Kolben nach unten. Es herrschen Temperaturen bis zu 2000°C.

    Im vierten Takt bewegt sich der Kolben nach oben. Damit werden die Verbrennungsgase durch das geöffnete Auslassventil nach außen geleitet.