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Ọttomotor

 

[nach N. A. Otto], als Hub- oder Kreiskolbenmaschine ausgebildeter Verbrennungsmotor mit äußerer (außerhalb des Brennraums hervorgerufener) Gemischbildung, bei dem Ottokraftstoffe als Treibstoffe verwendet werden; als Zweitakt- oder Viertaktmotor ausgeführt. Das Kraftstoff-Luft-Gemisch wird entweder in einem Vergaser (bei Gasmotoren in einem Gasmischer) oder bei Einspritzottomotoren durch Einspritzen von Benzin in das Ansaugrohr erzeugt. Vom abwärts gehenden Kolben angesaugt, strömt das Gemisch in den Brennraum, dessen Form v. a. von der Geometrie der Ventile und dem Kolbenprofil abhängt. Dort wird es durch den Kolben auf Drücke bis zu 30 bar verdichtet und dann durch die Zündkerze entzündet. Die Flamme durchläuft den Brennraum mit Geschwindigkeiten von 20-30 m/s, wobei Temperaturen von 2 000-2 500 ºC und Drücke bis 70 bar auftreten. Dadurch wird der Kolben nach unten gedrückt und verrichtet Arbeit. Bei zu hohem Verdichtungsverhältnis, ungenügender Klopffestigkeit des Brennstoffs, falschem Zündzeitpunkt (Frühzündung) und ungünstiger Form des Brennraums kann Klopfen auftreten. Da Kraftstoff-Luft-Gemische nur bei einem Luftverhältnis 0,8 λ 1,2 zündfähig sind, müssen zur Leistungsregelung des Ottomotors Luft- und Kraftstoffmenge gleichzeitig verändert werden (höchste Leistung bei leichtem Luftmangel, λ ≈ 0,9; geringster Kraftstoffverbrauch bei λ ≈ 1,1). Bei Vergasermotoren geschieht dies mit der Drosselklappe im Vergaser. Bei Benzineinspritzung wird die Luftmenge ebenfalls durch eine Drosselklappe verändert. Zur Anpassung der Kraftstoffmenge an die Luftmenge wird Letztere gemessen und über ein elektronisches Steuergerät (Prozessrechner) die zugehörige Kraftstoffmenge bestimmt. Bei Kraftfahrzeugen mit Abgaskatalysator (Katalysator) kann durch eine Lambdasonde im Auspuff das Luftverhältnis gemessen und über das Steuergerät eine Korrektur der Kraftstoffmenge so vorgenommen werden, dass das Luftverhältnis zwischen 0,98 und 1,02 liegt, da nur in diesem Bereich der Katalysator voll wirksam ist. Durch eine solche katalytische Nachbehandlung der Abgase lässt sich bei Ottomotoren eine Verringerung der Emission von Kohlenmonoxid (CO), Kohlenwasserstoffen (CH) und Stickoxiden (NO_x) um 90 % erzielen.

 

Der Ottomotor ist bei gleichem Hubraum leichter als der Dieselmotor und erreicht höhere Leistungen, er wird daher v. a. für Pkw, als Flug- und Außenbordmotor verwendet. Die Leistung kann durch Aufladung noch gesteigert werden. Um eine klopfende Verbrennung zu vermeiden, muss aber das Verdichtungsverhältnis herabgesetzt werden, womit wiederum eine Verminderung des Wirkungsgrades verbunden ist. Die zukünftige Entwicklung von Ottomotoren zielt auf weitere Erhöhung des Wirkungsgrades (beziehungsweise Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs) sowie auf eine Verminderung der Schadstoff- und der Geräuschemission.

 

Hier finden Sie in Überblicksartikeln weiterführende Informationen:

 

Ottomotor: Die Grundzüge des Verbrennungsmotors

 

Dieselmotor: Was unterscheidet ihn vom Ottomotor?