Thema : Die Zusammensetzung der verschiedenen Kraftfahrzeugmotoren
 
 

1 . Vorstellung des Automobilherstellers Chrysler Corporation ( USA ) und

Chrysler Deutschland GmbH

1 .1 Die Entstehungsgeschichte des Konzerns

1 .1 .1 Das 10 Jährige Jubiläum

Kerpen , am 21.04.1998. -- Ein erfolgreiches Comeback . Am 21. April 1998 wird die Chrysler Deutschland GmbH zehn Jahre alt . -- Mit 250 Händlern , knapp einer Milliarde Mark Umsatz und 0,54 Prozent Marktanteil ( In Deutschland )zieht das Unternehmen positive Bilanz .

Vor zehn Jahren , am 21. April 1988 , bricht in Mainz eine kleine Mannschaft von 63 Mitarbeitern und 60 Händlern auf , den anspruchsvollen deutschen Automobilmarkt zu erobern . Mit Fahrzeugen , die hinsichtlich Design , Komfort und Lifestyle amerikanischer Traditionen folgen , positioniert Chrysler sich in zukunftsträchtigen Nischensegmenten . Anfängliche Skepsis gegenüber den "Amerikanern" weicht bald der Begeisterung vieler . Der Chrysler Voyager und die Jeep-Geländewagen entwickeln sich zu Bestsellern , und schon im ersten Jahr entscheiden sich rund 5.000 Käufer für einen Chrysler . Im "Off-Road"- und "Minivan"-Segment zählt Chrysler heute wie vor zehn Jahren zu den führenden Anbietern . /1/

In diesem Kapitel wird der Hersteller des Viper V10 Power Engines die Chrysler Corporation

( USA ) und dessen Tochterfirma die Chrysler Deutschland GmbH vorgestellt . Es soll ebenso über die Entstehungsgeschichte wie auch über die aktuellen Geschäftszahlen berichtet werden .

Der amerikanische Chrysler-Konzern vollzieht zur Zeit der Entstehung der deutschen GmbH eine tiefgreifende Erneuerung : Modernste Fertigungsstätten entstehen , und im Chrysler Technologie Center, der neuen "Chrysler Denkfabrik" werden alle Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten funktionsübergreifend in "Plattform Teams" gebündelt . Es ist der Auftakt einer faszinierenden Design- und Produktoffensive , die weltweit höchste Anerkennung auslöst . Unter den "Top Ten" der Automobilindustrie nimmt Chrysler in 1997 Rang 7 ein . Gegenüber 1987 wird der Nettogewinn des Konzerns um 120 Prozent gesteigert und liegt Ende 1997 bei 2,8 Mrd. USD. Das Absatzvolumen erhöht sich im gleichen Zeitraum um 700.000 auf 2,9 Mio. Einheiten . Die Konzernerneuerung von Chrysler ist maßgebend für den anhaltenden Erfolg in Deutschland . Aufsehenerregende Designstudien und neue Fahrzeuge wie der Sportwagen Chrysler Viper RT/10

( Dessen Herzstück der V 10 Power Engine Thema des Vortrags ist .), die Limousine Chrysler Vision , die neue Geländewagen-Luxusklasse Jeep Grand Cherokee und die dritte Generation des Voyagers sorgen für zunehmende Beliebtheit der Marke und steigende Zulassungszahlen .Erfolg und Wachstum erfordern bald neue Geschäftsräume und erweiterte Serviceleistungen . 1993 wird die neue Hauptverwaltung in Kerpen bei Köln bezogen , ein Investment von 30 Mio. DM . Ein Jahr später geht die Chrysler Leasing GmbH an den Start , 1996 folgt die Chrysler Bank GmbH , und seit 1997 rundet die Chrysler Versicherung GmbH das Angebot ab . Als der Chrysler-Konzern am 18. Dezember 1997 die Deutschlandgesellschaft übernimmt , haben sich seit Markteinführung nahezu 150.000 Autofahrer für einen Chrysler entschieden . Diese Zahl scheint im Gegensatz zu deutschen Automobilherstellern eher mager , ist aber für ein amerikanisches Produkt sehr von Bedeutung .
 
 

Für das laufende Jahr erwartet Chrysler Deutschland eine erneute Steigerung der Zulassungszahlen um rund 15 Prozent auf etwa 22.000 Fahrzeuge . Bis zum Jahre 2001 strebt das Unternehmen einen Marktanteil von 1 Prozent an . Eine Stärkung der Position erwartet sich Deutschland-Geschäftsführer Hans-Bernhard Port von neuen Modellen und einer konsequenten Markenführung und stellt fest : "Es ist eine unserer wichtigsten Aufgaben , die Kernelemente der Dachmarke Chrysler schärfer herauszuarbeiten und im Rahmen unserer Kommunikation alle Modelle markengerecht zu positionieren , Chrysler, die amerikanische Marke , beinhaltet viel mehr als Voyager und Jeep ." Chrysler Deutschland wird bis zum Jahre 2001 seine Pkw-Modellreihe vollständig erneuern . Den Auftakt bildete die Luxuslimousine Chrysler 300M . Das Flaggschiff der Chrysler Pkw-Palette wurde im Juli diesen Jahres auf dem deutschen Markt eingeführt . /2/

1 .1 .2 Kurzübersicht über die Geschichte der Chrysler Corporation USA /3/,4/

Die wichtigsten Punkte der Entstehungsgeschichte des Konzerns soll zur Übersicht nun im nächsten Kapitel nach Jahreszahlen sortiert dargestellt werden :

1945-1947 Chrysler baut für mehr als 3.4 Milliarden US-Dollar Kriegsgeräte für die

1959 Plymouth führt den "Valiant" ein , weltweit einer der ersten Kompaktwagen .

1988. Mit fünf Importfirmen in Deutschland , Belgien , Niederlande , Schweiz und

1991. Der erste Voyager "made in Austria" läuft bei Eurostar in Graz vom Band .

Modelloffensive Die Chrysler Corporation schließt einen weiteren Joint-

Venture-Vertrag mit Steyr-Daimler-Puch für die Produktion des Jeep Grand

Cherokee in Graz .

1994 Chrysler erhält erstmals wieder die begehrte Auszeichnung "Car of the year"

1995. Die dritte Generation des Minivan Chrysler Voyager feiert auf der Northamerican Motorshow in Detroit seine Weltpremiere und wird im April auf dem amerikanischen Markt eingeführt . Auch dieses Modell erhält den Titel "Car of the year" .

Im folgenden Kapitel sollen nun die Geschäftszahlen der GmbH in Deutschland wie auch der Corporation in den USA unter die Lupe genommen werden .

1 .2 Die aktuellen Geschäftszahlen

Das beste Halbjahresergebnis aller Zeiten verzeichnete Chrysler in Deutschland in den ersten sechs Monaten des Jahres1998 . Im Verkauf übertraf die Chrysler Deutschland GmbH die gesteckten Ziele deutlich und besitzt damit beste Aussichten , auch das gesamte Jahr 98 zu einem Rekordjahr werden zu lassen .

Rund 11.200 Neuzulassungen registrierte das Kraftfahrtbundesamt ( KBA ) zwischen Anfang Januar und Ende Juni für Chrysler in Deutschland . Mit diesem neuen Rekordergebnis rangiert die Traditionsmarke aus Amerika gleich um 9 Prozent über dem Vorjahresresultat . Der deutsche Gesamtmarkt hingegen legte im gleichen Zeitraum nur um 4 Prozent zu . Im Juni verzeichnete die Chrysler Deutschland GmbH mit rund 2.350 Neuzulassungen und einer Steigerung von 22 Prozent gegenüber dem Vorjahr ein Rekordergebnis für 1998 . Einzelne Modellreihen fanden dabei besonders großen Anklang . So erzielte der Chrysler Voyager mit einer Steigerung um 22 Prozent auf rund 5.300 verkaufte Einheiten zwischen Januar und Juni sein zweitbestes Ergebnis . Das neue Einstiegsmodell des "Minivan-Erfinders", der Chrysler Voyager Family 2.0 , ist derzeit ausverkauft und weist eine Lieferzeit von rund drei Monaten auf . Auch das Chrysler Stratus Cabrio erfreut sich großen Zuspruchs : Mit 1.210 Neuzulassungen und einem Plus von 38.9 Prozent setzte das viersitzige Cabrio eine neue Rekordmarke . /5/

Hans-Bernhard Port , Geschäftsführer der Chrysler Deutschland GmbH, ist auch für den weiteren Geschäftsverlauf im Jahr 1998 optimistisch : "Dank der herausragenden Verkaufserfolge unserer Handelsorganisation in den ersten sechs Monaten ist das Ziel von 22.000 Einheiten für das Gesamtjahr 98 in greifbare Nähe gerückt . Damit würde Chrysler in Deutschland erstmalig die magische Grenze von 20.000 Neuzulassungen überspringen und ein Plus von rund 14.5 Prozent gegenüber dem Jahr 1997 realisieren . Die Einführung unseres neuen "Topmodelle" Chrysler 300M am 25. Juli wird mit Sicherheit einen wichtigen Beitrag zu diesem positiven Ergebnis leisten ." /6/

Auch in den USA Rekordergebnisse : Im Chrysler-Heimatland USA gestaltete sich das erste Halbjahr 1998 ebenfalls überaus erfreulich , So erzielte die Chrysler Corporation zahlreiche Monats- , Quartals- und Halbjahresrekorde , die in der neuen Bestmarke von 1.301.618 in den ersten sechs Monaten verkauften Einheiten gipfeln ein Zuwachs von 8 Prozent gegenüber 1997. Besonders erfolgreich waren dabei die Minivans und leichten Nutzfahrzeuge , die gleich um 16 Prozent zulegten .

Nach dem Rekordjahr 1996 erzielte die Chrysler Corporation 1997 ihr zweitbestes Verkaufsergebnis . Weltweit wurden 2.9 Millionen Fahrzeuge verkauft ( 1996 : 2.958.800 ) und es wurde ein Gesamtumsatz von 61.1 Milliarden US $ ( 1996 : 61.4 Milliarden US $ ) erzielt . Der Gewinn nach Steuern lag bei 2.8 Milliarden US $ ( 1996 : 3.5 Milliarden US $ ) . Mit einem Marktanteil von 15.1 % auf dem nordamerikanischen Markt und Kanada blieb Chrysler unangefochten drittgrößter amerikanischer Automobilhersteller . Der US-Konzern steigerte 1997 seine internationalen Verkäufe um 7 % auf 237.060 Einheiten , wobei 105.916 auf den europäischen Markt als größten Exportmarkt der Chrysler Corporation entfielen . Im weltweiten "Ranking" der Automobilhersteller rangiert Chrysler auf Platz 7 und beschäftigt 114.000 Mitarbeiter weltweit . /7/

Bild 1.1 Die Verkaufszahlen der Vergangenen Jahre

2 . Der Verbrennungsmotor als Kraftquelle

Bevor der Chrysler V-10 Power Engine in seinem gesamten Umfang vorgestellt wird , sollen nun für den Laihen die wichtigsten Funktionen und Abläufe in einem Verbrennungsmotor erläutert werden . Es werden die Hauptteile , die verschiedenen Varianten und Bauarten von Kfz-Motoren ebenso vorgestellt wie deren Einsatzgebiete , auch die Vor- und Nachteile der verschiedenen Typen sollen gemäß der Gliederung untersucht werden .

In diesem Kapitel soll nun fundamentales Wissen , welches zum Verständnis der Funktions-weise und der Angaben die zu Verbrennungsmotoren gehören benötigt wird , vermittelt werden . Der Motor wandelt die durch Verbrennung des Kraftstoffs ( Treibstoffs ) erzeugte Wärme in mechanische Energie um , welche über das Getriebe und die Antriebswellen die Räder antreibt . Der Treibstoff , meist ein Gemisch aus Benzin und Luft , wird in vollkommen geschlossenen Zylindern innerhalb des Motors verbrannt ( Verbrennungsmotor ) . Das Benzin-Luft-Gemisch entsteht bei älteren Fahrzeugen im Vergaser bei neueren und aktuelleren Fahrzeugen im Einspritzsockel der Einspritzanlage , wenn es sich um ein "Monotronic-System" oder im Ansaugkrümmer wenn es sich um ein "Multipoint-System" handelt . Bei Einspritzsystemen wird der Kraftstoff mit sehr hohem Druck durch die sogenannte Einspritzdüse in den Ansaugkrümmer gespritzt , dies kann an einer oder an mehreren Stellen geschehen . Daher ergeben sich die beiden Ausdrücke "Monotronic" ( für eine Stelle ) und "Multipoint" ( für mehrere Stellen , wobei die Anzahl dieser mit der Anzahl der Zylinder gleich-zusetzen ist ) .

Durch den bei abwärts gehenden Kolben im Zylinder entstehenden Unterdruck wird das Gemisch angesaugt und bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens im Verbrennungsraum verdichtet . Im Moment der höchsten Verdichtung wird das Gemisch durch elektrische Funken entzündet , wobei sich die Verbrennungsgase ausdehnen und den Kolben nach unten treiben ( Arbeitstakt ) . Dieser Vorgang wird des späteren noch genauer erklärt .

Die Bewegungen der Kolben werden in eine Drehbewegung umgewandelt und auf die Kurbelwelle übertragen , welche die Kraft über die Kupplung , das Getriebe und den Achsantrieb an die Räder weiterleitet . Die Pleuelstange verbindet Kolben und Kurbelwelle miteinander . Eine von der Kurbelwelle angetriebene Nockenwelle steuert die Einlaß- und Auslaßventile jedes Zylinders . Der elektrische Anlasser liefert die zum Starten des Motors benötigte Kraft . Das Anlasserritzel greift dabei in den Zahnkranz am äußeren Rand des Schwungrads ( Schwungscheibe ) , das am Ende der Kurbelwelle sitzt , und setzt das Schwungrad und die Kurbelwelle in Bewegung . Dadurch bewegen sich Pleuelstangen und Kolben auf und ab . Das Schwungrad gleicht die während des Verbrennungstaktes von den Kolben erzeugten Kraftstöße aus und sorgt für einen gleichförmigen Rundlauf der Kurbelwelle . /8/

Der Verbrennungsvorgang erzeugt so hohe Temperaturen , daß sich die Metallteile überhitzen und festfressen würden , deshalb wird bei den meisten Autos Wasser durch den doppelwandigen Kühl- oder Wassermantel des Motors gepumpt .Von dort gelangt das heiße Wasser in einen Kühler , in dem die Wärme an die Luft abgeführt wird . Auch wenn sich das Fahrzeug nicht bewegt und kein Fahrtwind vorhanden ist , saugt ein Ventilator Kühlluft durch den Kühler und fördert so die Wärme-ableitung . Bei anderen älteren Typen oder bei Motorrädern wird Luftkühlung direkt angewandt . Die Motorschmierung muß die Reibung gegenseitig bewegter Teile vermindern und Wärme abführen . Deshalb wird ständig Öl zu den einzelnen Schmierzonen des Motors gepumpt , das aus dem Vorrat in der Ölwanne unter dem Zylinderblock entnommen wird . /9/

Bevor die einzelnen oben genannten Vorgänge näher erklärt werden , soll nun zum besseren Verständnis der oft komplexen Abläufe , auf die wichtigsten Einzelteile eines Verbrennungsmotors eingegangen werden .

3 . Die wichtigsten Teile des Verbrennungsmotors

Der Motor besteht hauptsächlich aus zwei miteinander verschraubten Baugruppen : Der obere Teil ist der Zylinderkopf (1) , der untere der Zylinderblock (2) mit dem Kurbelgehäuse (3). Zylinderkopf und Zylinderblock sind in vielen Fällen aus Grauguß gefertigt , aber wegen ihres geringeren Gewichts und der besseres Wärmeleitfähigkeit werden meistens auch teurere Leichtmetallegierungen verwendet . Diese drei Hauptteile und dessen verschiedene Varianten sollen nun in den nächsten Kapiteln vorgestellt werden .

Hierbei handelt es sich dann meist um die 16-V Technik , bei welcher die Anzahl der Ventile pro Zylinder einfach verdoppelt wird , jedoch ist auch diese Anzahl und diese Anordnung nicht bindend .

Der Motor saugt das Benzin-Luft-Gemisch durch die Einlaßventile an und stößt die Abgase durch die Auslaßventile wieder aus . An der Oberseite des Zylinderkopfes sitzt die Ventilsteuerung . Zylinderblock und Kurbelgehäuse sind gewöhnlich in einem Gußstück vereinigt , in dem die Zylinder und die Kurbelwellenlager angeordnet sind . Die Verbindungen zwischen Kurbelwelle und Kolben bilden die Pleuelstangen . Auch die Nockenwelle , die das öffnen und Schließen der Ventile steuert , kann im Zylinderkurbelgehäuse untergebracht sein . Bei einer anderen Bauart ist die Nockenwelle auf dem Zylinderkopf befestigt . Deshalb spricht man von einem Motor mit obenliegender Nockenwelle . Zylinderkopf und Zylinderblock enthalten bei wassergekühlten Motoren Durchflußkanäle für das Kühlwasser , den sogenannten Wassermantel . Die Ölwanne , die das für die Schmierung des Motors benötigte Öl enthält , besteht aus Stahlblech aus Aluminium- oder Magnesiumguß . Sie ist am unteren Teil des Kurbelgehäuses angeschraubt . Die Zylinderkopfhaube ( auch Ventildeckel genannt ) sitzt über dem Ventiltrieb , diese besteht gewöhnlich aus dem selben Werkstoff wie die Ölwanne . Die Hauptaufgabe dieser Haube ist der Schutz der Ventilsteuerung vor Verschmutzung und den Ölverlust zu verhindern . /9/

3 .1 Der Zylinderblock

Der Zylinderblock , der die wichtigsten Motorteile umschließt , ist gewöhnlich mit dem Kurbelgehäuse in einem Gußstück vereinigt . Bei älteren Kraftfahrzeugmotoren wurden die Zylinderblöcke ausschließlich aus Grauguß gefertigt , welcher eine relativ hohe Festigkeit hat und sich in der Massenproduktion billig und leicht bearbeiten läßt . Die Festigkeit des Blocks läßt sich durch Gußeisenlegierungen erhöhen . Bei den neueren Modellen werden für Zylinderblöcke auch Leichtmetallegierungen verwendet , die sich durch geringeres Gewicht und bessere Wärmeleit-fähigkeit auszeichnen , jedoch teurer sind . Weil sie jedoch zu stark an den Zylinderlaufbahnen abgenutzt würden , erhalten Leichtmetallzylinder meist besonders verschleißfeste Laufbuchsen aus Sondergrauguß , die in die Zylinderbohrungen eingesetzt werden . Der Kühlwassermantel , das System der Durchflußkanäle für das Kühlwasser also , wird gewöhnlich mit dem Zylinderblock in einem Stück gegossen . Vom Block strömt das Kühlwasser in den Wassermantel des Zylinderkopfs .

Wenn Kühlwasser im Wassermantel gefriert , dehnt es sich aus und kann den Zylinderblock sprengen . Vielfach werden sogenannte Froststopfen oder Gußpfropfen vorgesehen , die als Verschlußstopfen für den Zylinderguß durch den Ausdehnungsdruck des gefrierenden Wassers herausgepreßt werden . Man sollte sich jedoch nicht darauf verlassen , daß die Froststopfen in jedem Fall als Sicherheitsventile wirken . Die Zylinder können in einer Reihe ( Reihenmotor ) , in zwei Ebenen in V-Form ( V-Motor ) oder in einer Ebene gegenüberliegend zu beiden Seiten der Kurbelwelle ( Boxermotor ) angeordnet sein ( Die verschiedenen Zylinderanordnungen werden des späteren dargestellt ) . /10/ Die meisten Vier- und Sechszylindermotoren sind Reihenmotoren . Mit wachsender Zylinderzahl arbeitet ein Motor zunehmend weicher und gleichmäßiger , insbesondere im niedrigen Drehzahlbereich . Boxermotoren gehören zwar einer gewissen Minderheit an , kommen jedoch immer wieder in vereinzelten Automobilen oder Motorrädern vor (z.B. VW Käfer , Citroen 2 CV , Porsche 911 , diverse BMW-Motorräder usw... ) . Weiterhin existiert noch eine andere Variante des Verbrennungsmotors mit der sogenannten Sternanordnung ( Stern-Motor ) , welcher seinen Namen der Sternförmigen Anordnung der Zylinder in einen Vollkreis zu verdanken hat . Da es sich hier meist um Flugzeugmotoren handelt soll dieser Typ nicht Thema des Vortrages sein .

3 .2 Der Zylinderkopf und die Ventile

Der Werkstoff für den Zylinderkopf eines obengesteuerten Motors ist gewöhnlich eine Aluminiumlegierung oder selten auch Grauguß . Aluminium verwendet man vor allem bei de neueren Hochleistungsmotoren unserer Zeit , weil sein Gewicht geringer und die Wärmeleitfähigkeit besser als Grauguß ist . Ein Zylinderkopf aus Aluminium erfordert jedoch Ventilsitzringe und Ventilführungen aus Hartmetall , damit der Verschleiß an diesen Stellen begrenzt bleibt . Außerdem ist es schwieriger , eine sichere Verbindung mit einem Zylinderblock aus Grauguß herzustellen , da die beiden Metalle sich bei Erwärmung verschieden stark ausdehnen . Die Unterseite des Zylinderkopfes ist vollkommen eben , damit eine gute Abdichtung mit der Oberseite des Zylinderblocks möglich ist . In den meisten Fällen liegt eine Zylinderkopfdichtung zwischen den beiden Flächen , jedoch wird bei einigen Ausführungen ein gasdichter Abschluß allein durch den Kontakt der beiden Auflageflächen erreicht . Der Austritt von Wasser aus dem Kühlsystem wird in diesem Fall durch Gummidichtungen verhindert. Schon ein leichtes Verziehen der Auflageflächen des Zylinderkopfes und des Blocks kann zu einem Versagen der Zylinderkopfdichtung führen , so daß Gase oder Kühlwasser austreten . Ein Verziehen kann etwa entstehen , wenn beim Fahren nicht genügend Kühlwasser vorhanden ist . Die heißen Verbrennungsgase erhitzen die Verbrennungsräume und die Auslaßöffnungen stark , weswegen sie gut gekühlt werden müssen . Während der Ansaugkrümmer ( Ansaugrohr ) aus Aluminium sein kann , muß der Auspuffkrümmer ( Auspuffsammelrohr ) aus hitzebeständigem Gußeisen oder Stahl bestehen.

Die Verbrennungsräume haben keine fest vorgeschriebene vorm daher existieren verschiedene Varianten mit Vor- und Nachteilen von denen man ein paar an dieser stelle nennen sollte . Für die Leistung eines Verbrennungsmotors ist die Form des Verbrennungsraums ( Brennraums ) von ausschlaggebender Bedeutung . Der Verbrennungsraum muß kompakt sein und eine möglichst kleine Oberfläche haben , damit wenig Wärme an die Kühlung verlorengeht . Theoretisch wäre ein kugelförmiger Brennraum mit Zündkerze im Mittelpunkt am wirksamsten . Bei dieser Form würde sich die Flammenfront gleichmäßig nach allen Richtungen ausbreiten . Auch wäre der Wärmeverlust durch die Brennraumwandungen am geringsten . Leider kann man diese Bauweise bei Automotoren nicht anwenden . Der beste Kompromiß ist das Halbkugelprofil . Die heutigen Verbrennungsraum-formen lassen sich in vier Gruppen einteilen : Halbkugelprofil , Wannenprofil , Keilprofil und den in den Kolbenboden verlegten Brennraum . Zwei weitere , heute jedoch weniger gebräuchliche Formen sind der L-Kopf und der F-Kopf . Der halbkugelförmige Verbrennungsraum wird mit Vorliebe für Sport- und Rennmotoren verwendet . In der Herstellung ist er teurer. /11/ Die meisten modernen Auto-motoren arbeiten mit einer der vier genannten Verbrennungsraumhauptformen . Tiefergehend soll auf diese Thematik in diesem Vortrag nicht eingegangen werden , da dies zu umfassend wäre .

Die Einlaßventile sind gewöhnlich größer als die Auslaßventile, da die Geschwindigkeit des in den Zylinder strömenden Gasgemischs geringer ist als die Geschwindigkeit der unter Druck ausströmenden Abgase . Das Auslaßventil kann bei schnellaufendem Motor rotglühend werden und muß daher aus hitzebeständigem , hochwertigem Metall gefertigt sein . Die meiste Wärme wird bei geschlossenem Ventil über den Ventilsitz und über die Ventilführung abgeführt , in welcher der Ventilschaft auf- und abgleitet . Da es beim steuern der Ventile die verschiedensten Anordnungen gibt sollen diese nun in einen eigenen Kapitel vorgestellt werden .

3 .3 Die Steuerung der Ventile

Die Ventilsteuerung muß so gebaut sein , daß sich jedes Ventil bei einem vollen Arbeitsspiel von vier Takten zeitlich exakt Öffnet und schließt , für die zum Gaswechsel erforderliche Zeit geöffnet bleibt und bei den unterschiedlichen Motordrehzahlen geräuscharm und zuverlässig arbeitet .

3 .3 .1 Untenliegende Nockenwelle

Am häufigsten werden die Stößelstangen und Kipphebel durch eine im Zylinderblock untergebrachte Nockenwelle betätigt , die durch eine Steuerkette oder durch Zahnräder von der danebenliegenden Kurbelwelle aus mit halber Motordrehzahl angetrieben wird . Die Nockenwelle hebt beim Drehen mit jedem ihrer Nocken der Reihe nach einen Stößel und die dazugehörige Stößelstange an . So wird der entsprechende Kipphebel bewegt und das Ventil wird nach unten geöffnet . Beim Weiterdrehen des Nockens gleitet der StößeI wieder zurück , und das Ventil wird durch eine Feder geschlossen . Damit das Ventil gut funktioniert , muß der Ventilteller mit dem Ventilsitz gasdicht abschließen . Da sich der Ventilschaft bei Erwärmung ausdehnt , ist bei geschlossenem Ventil zwischen Schaft und Kipphebel ein Zwischenraum ( das Ventilspiel ) , damit das Ventil auch im erhitzten Zustand einwandfrei schließt . Das Ventilspiel ist bei den einzelnen Fahrzeugtypen verschieden . Es muß genau nach Firmenangaben eingestellt sein . ( Oft werden , um ein ständiges nachstellen des Ventilspiels zu vermeiden , sogenannte Hydrostößel eingebaut , welche das Spiel ständig auf einen Minimum halten . Dies ist aber eher bei obenliegenden Nockenwellen der Fall .) Ein obengesteuertes Ventil wird durch einen Nocken über Stößel , Stößelstange und Kipphebel gesteuert . Durch den auflaufenden Nocken werden Stößel und Stößelstange angehoben und der Kipphebel bewegt , so daß sich das Ventil nach unten öffnet . Beim Ablauf des Nockens bewegen sich Stößel und Stößelstange nach unten , und das Ventil wird durch die Kraft der Ventilfeder wieder geschlossen ./12/

Die Zündanlage muß an jeder Zündkerze im Augenblick einer ganz bestimmten Kolben- und Ventilstellung einen Zündfunken erzeugen . Daher wird bei älteren Fahrzeugen der Zündverteiler , der den Hochspannungsstrom für die Kerzen liefert , gewöhnlich durch Zahnräder von der Nockenwelle oder der Kurbelwelle aus angetrieben . Bei neueren Fahrzeugen wird dies von einen elektrischen Steuergerät erledigt . Die Nockenwelle läuft in drei oder fünf im Zylinderblock eingebauten Lagern .

Bild 3.2 Schnitt durch einen Vierzylinder-Motor mit untenliegender Nockenwelle

Die einzelnen Nocken sind in entsprechenden Winkelstellungen auf der Welle angeordnet . Motorleistung und Benzinverbrauch hängen wesentlich von der Nockenform und ihrer Stellung auf der Welle ab .

3 .3 .2 Eine oder zwei obenliegende Nockenwellen

Um die bei der Auf- und Abwärtsbewegung des Ventiltriebs auftretenden Beschleunigungskräfte zu verringern , versuchen die Konstrukteure , seine Masse möglichst niedrig zu halten und damit seine Lebensdauer bei hochtourigen Motoren zu verlängern . Hierfür ist die Bauart von Einfach- und die Doppelnockenwellen gut geeignet , bei denen die Nockenwellen jeweils auf dem Zylinderkopf angeordnet sind . Von einer obenliegenden Nockenwelle aus lassen sich die Ventile direkter antreiben , also mit weniger zwischengeschalteten Bauelementen als bei einer im Kurbelgehäuse liegenden Nockenwelle . Die obenliegende Nockenwelle wird häufig einfach über einen Steuerriemen ( bei älteren Fahrzeugen Steuerkette ) von der Kurbelwelle aus angetrieben . Um Schwingungen eines relativ langen Riemens zu vermeiden , baut man Spannvorrichtungen ein . Eine Art von Spannvorrichtung besteht aus der Möglichkeit die Riemenspannung mit einen Spannrad und Sperrklinke in einer federbelasteten Halterung aufrecht zu erhalten . Diese wartungsfreien Kunststoffzahnriemen sind aus ölfestem Kunstkautschuk oder Gummi gefertigt . Zur Verbesserung der Festigkeit enthalten sie eine nicht dehnbare Einlage aus "Stahlcord" . Die Zähne des Riemens sind so geformt , daß sie genau in die verzahnten Riemenscheiben der Kurbel und Nockenwelle passen . Bisher wurden bei obenliegenden Nockenwellen Kipphebel oder Schwinghebel zur Betätigung der Ventile verwendet . Heute verzichtet man ganz auf Kipphebel und ordnet die Ventile direkt unter der Nockenwelle an . Um die durch den Nocken entstehenden Seitenkräfte auszuschalten , wird zwischen Nocken und Ventilschaft meist ein Hohlstößel in Form einer umgedrehten Tasse eingeschaltet . Dieser sogenannte Tassen- oder Topfstößel gleitet in einer Führung , die groß genug ist , um auch die Ventilfeder aufzunehmen . Bei vielen Motoren werden die obengenannten hydraulische Stößel verwendet , die sich automatisch einstellen und ohne Ventilspiel arbeiten . Der hydraulische Stößel besteht aus dem Stößelkörper und dem darin gleitenden Stößelkolben . Durch eine Druckölfüllung kann sich die effektive Länge des Stößels ändern und damit ein Ventilspiel verhindern , wenn der Motor läuft . /13/

3 .4 Die Hauptteile der Kraftübertragung

In diesem Kapitel soll nun ein Überblick über die Funktion und der Bezeichnung der sich bewegenden Teile gegeben werden . Bei der Ausdehnung des verbrennenden Benzin-Luft-Gemischs werden die Kolben nach unten gedrückt und ergeben so die Antriebskraft des Motors . Bei einem Mittelklassewagen bewegt sich jeder Kolben bei maximaler Drehzahl in seinem Zylinder in jeder Sekunde etwa 100-mall auf und ab . Es ist verständlich , daß dabei eine schlagartig wechselnde Belastung auftritt , deshalb muß ein Kolben von hoher Festigkeit und geringem Gewicht sein . Bei modernen Automobilen werden die Kolben deshalb aus hochwertigen Aluminiumlegierungen hergestellt .

Die Wärme , welche bei der Verbrennung des Treibstoffes entsteht , führt zu einer Aus-dehnung der Leichtmetallkolben und der Graugußzylinder . Der Spalt zwischen Kolben und Zylinderbohrung wird durch Kolbenringe abgedichtet . Normalerweise wird durch zwei Ringe verhindert , daß Gase in das Kurbelgehäuse eindringen können . Ein Ölschlitzring ( Ölabstreifring ) sorgt weiter dafür , daß das überschüssige Öl von der Zylinderlaufbahn abgestreift wird und so wieder der Ölwanne zugeführt werden kann . Die Hubbewegung des Kolbens wird durch Pleuel und Kurbelwelle in eine Drehbewegung umgewandelt . Die Pleuelstangen sind normalerweise gesenkgeschmiedet . Das obere Ende des Pleuels ( Pleuelauge oder Pleuelkopf ) nimmt den Kolbenbolzen auf , durch den das Pleuel für die Auf- und Abbewegung des Kolbens schwenkbar gelagert ist . Kolbenbolzen sind aus Gründen der Gewichtsersparnis innen hohl . Federnde Ringe , die man Kolbenbolzensicherungen nennt , halten die Bolzen in den Kolben . Das untere Ende des Pleuels

( der Pleuelfuß ) ist mit der Kurbelwelle verbunden und rotiert auf dem Kurbel- oder Hubzapfen der Welle , während der Pleuelkopf den Auf- und Abbewegungen des Kolbens folgt . Der Pleuelfuß umschließt das Pleuellager . /14/ Wie durch all diese Komponenten eine gleichförmige Bewegung gewährleistet wird folgt nun im nächsten Kapitel .

3 .5 Die Kraftübertragung

Die Kurbelwelle bei Automobilen leitet die Antriebskraft des Motors über das Getriebe an die Räder weiter . Die Welle ist in einem Stück gegossen oder im Gesenk geschmiedet .

Die wichtigsten Teile der Kurbelwelle sind die Lagerzapfen und die Kurbel- oder Pleuelzapfen . Die Lagerzapfen laufen im Kurbelgehäuse auf Speziallagerschalen . Auf dem Kurbel- oder Hubzapfen ist der Pleuelfuß gelagert , womit eine bewegliche Verbindung zwischen Kolben und Kurbelwelle hergestellt wird . Die durch das Kröpfen der Kurbelwelle entstehenden Wangen sind auf der dem Kurbelzapfen gegenüberliegenden Seite als Gegengewichte ausgebildet . Diese tragen wesentlich zum gleichmäßig ruhigen und erschütterungsfreien Lauf des Motors bei .

Das Schwungrad, eine schwere Stahlscheibe , ist am Abtriebsende an die Kurbelwelle angeflanscht und soll über die Leertakte und Totpunkte hinweg eine gleichförmige Drehgeschwindig-keit gewährleisten . Durch die Stöße der Kolben wird die Kurbelwelle schlagartigem Belastungen ausgesetzt und auf Grund der gleichförmigen Drehgeschwindigkeit des Schwungrads in Drehschwingungen versetzt . Diesen begegnet man bei verschiedenen Motortypen mit einem Schwingungsdämpfer gegenüber dem Schwungrad ( Metallscheibe mit Gummiringeinlage ) . Die übliche Zündfolge bei einem Vierzylindermotor beginnend mit dem Zylinder , der dem Ventilator am nächsten liegt ist 1-3-4-2 oder 1-2-4-3 .

Bei den Verbrennungstakten drücken die Kolben die Hubzapfen der Kurbelwelle nach unten , bei den anderen drei Takten werden die Kolben durch die Bewegung der Kurbelwelle auf- und abbewegt . /15/ Der Vorgang des Kraftstoffverbrennens wird nun im vierten Kapitel erläutert .

3 .6 Zusammenfassung der wichtigsten Merkmale der drei Hauptteile

An dieser Stelle soll nun eine Zusammenfassung der wichtigsten Merkmale der drei Hauptteile eines Motors folgen:

Zylinderkopf : im Zylinderkopf befinden sich die Ventile , der Kipphebel oder die Nockenwelle zum öffnen und die Ventilfedern zum Schließen der Ventile , außerdem die Ventilsitze der Auslaß- und Einlaßventile und normalerweise auch die Verbrennungsräume .

Zylinderblock : Der Zylinderblock ist das größtes Einzelstück des Motors , er enthält die Zylinderbohrungen für die Kolben , den Wassermantel für das Kühlwasser , Ölbohrungen für die Motorschmierung und , bei obengesteuerten Motoren mit untenliegender Nockenwelle , die Führungen für die Stößelstangen , welche die Bewegung der Welle auf die Kipphebel übertragen .

Kurbelgehäuse : Die in den Zylindern auf- und abgleitenden Kolben sind durch Pleuelstangen mit der umlaufenden Kurbelwelle verbunden . Die Kurbelwellenlager liegen an der Unterseite des Zylinderblocks . Auf einem Ende der Kurbelwelle ist das Schwungrad befestigt , das einen möglichst gleichförmigen und ruckfreien Rundlauf des Motors bewirkt .

4 . Die Verbrennung des Treibstoffs

Wie die Wärme in mechanische Arbeit umgewandelt wird erklärt man am einfachsten am Beispiel des Viertaktmotors oder des Zweitaktmotors . Die bei der Verbrennung von Treibstoff und Luft erzeugte Wärmeenergie wird durch Kolben , Pleuelstangen und Kurbelwelle im Motor in mechanische Arbeit umgewandelt . Der Wirkungsgrad des Motors hängt davon ab , wieviel von dieser Energie genutzt wird . Je mehr Treibstoff-Luft-Gemisch in einen Zylinder angesaugt wird und je höher es verdichtet ist , desto größer wird die effektive Leistung des Motors sein . Das Verhältnis des Gas-volumens im Zylinder vor und nach der Verdichtung heißt Verdichtungsverhältnis . Ein normaler Motor hat ein Verdichtungsverhältnis von 9:1, das heißt , das Gemisch wird im Zylinder auf den 9. Teil seines ursprüngIichen Volumens zusammengepreßt . Das verdichtete Gemisch muß nach der Zündung schnell aber nicht schlagartig und mit gleichmäßig fortschreitender Flammenfront über dem Kolbenboden verbrennen . Wenn das Verdichtungsverhältnis für den verwendeten Treibstoff zu hoch ist , breitet sich die Flammenfront nicht gleichmäßig aus . Gemischteile in dem am weitesten von der Zündkerze entfernten Teil des Verbrennungsraums entzünden sich selbst und verbrennen explosionsartig . Man erkennt diesen Vorgang als "Klopfen" oder "Klingeln" . Beim Klopfen verliert der Motor an Leistung wird überhitzt und wenn es häufig vorkommt geschädigt . Leistungsverluste und Überhitzung des Motors können auch durch Glüh- oder Selbstzündung hervorgerufen werden ,

das heißt , durch Zündungen vor dem Zündzeitpunkt der Kerze . Ursachen hierfür sind häufig fehlerhafte oder falsche Zündkerzen oder in den Verbrennungsraum hineinragende glühende Teile .

Die meisten Automotoren sind Viertakter , was bedeutet , daß nur jeder vierte Takt ein Arbeitstakt ist .

Bei der ersten Kurbelwellenumdrehung bewegt sich der Kolben nach unten ( Ansaugtakt ) und wieder nach oben ( Verdichtungstakt ) . Bei der zweiten Umdrehung der Kurbelwelle wird der Kolben nach unten gedrückt ( Arbeitstakt ) und stößt bei der erneuten Aufwärtsbewegung die Abgase aus

( Auspufftakt ) . Da die von der Nockenwelle gesteuerten Ventile während eines Arbeitsspiels nur einmal betätigt werden dürfen , die Kurbelwelle aber bei vier Takten zwei Umdrehungen macht , rotiert die Nockenwelle mit halber Kurbelwellendrehzahl . Es gibt kaum noch Autos die mit Zweitaktmotoren ausgerüstet sind . /16/ Bei diesen Motoren tritt bei jeder Abwärtsbewegung des Kolbens , also bei jedem Kurbelwellenumlauf ,ein Arbeitstakt auf . Heute wird diese Variante des Verbrennungsmotors meist bei Kleinkrafträdern , Rasenmähern oder Werkzeugmaschinen wie z.B. bei Kettensägen eingesetzt . Die Arbeitsweise des Zweitakters ist grundsätzlich einfacher als beim Viertaktmotor , ebenso wie Vorteile treten jedoch Spülverluste und weitere Nachteile gegenüber anderen Motorarten , die aber nicht das Thema des Referates darstellen , auf . Zur Zusammenfassung folgen nun die vier Takte eines Otto-Motors .

4 .1 Die vier Takte beim Otto-Viertaktmotor

1.Takt Ansaugen : Das Auslaßventil ist geschlossen . Der abwärts gleitende Kolben saugt das Benzin-Luft-Gemisch durch das geöffnete Einlaßventil an . Kurz danach wird das Einlaßventil geschlossen .

2.Takt Verdichten : Das Auslaß- und das Einlaßventil ist geschlossen . Beim Aufwärtsgehen des Kolbens wird das Gemisch im Verbrennungsraum verdichtet und durch die Verdichtungswärme verdampfen die Treibstofftröpfchen noch vollständig .

3.Takt Arbeiten : Beide Ventile bleiben geschlossen .Das verdichtete Gemisch wird durch den Funken der Zündkerze entflammt . Die sich ausdehnenden Verbrennungsgase treiben den Kolben abwärts . Das Auslaßventil öffnet sich .

4.Takt Ausstoßen : Das Einlaßventil ist geschlossen .Der Kolben drückt die Abgase bei seiner Aufwärtsbewegung durch das geöffnete Auslaßventil . Das Einlaßventil öffnet , das Auslaßventil schließt sich . Alles beginnt von neuem ...

 Bild 4.1 Die vier Takte eines Otto-Motors

Man könnte annehmen , daß die Ventile sich öffnen und schließen , wenn der Kolben am oberen bzw. unteren Totpunkt angelangt ist . Das dies nicht so ist wird im nächsten Kapitel erklärt .

4 .2 Die Ventilüberschneidung beschleunigt den Gaswechsel

In der Praxis ist es nicht der Fall , daß die Ventile sich öffnen und schließen , wenn der Kolben am oberen bzw. unteren Totpunkt sind . Die Öffnungszeiten der Ventile ( Einlaßventil und Auslaß-ventil ) überschneiden sich nämlich . Das Auslaßventil öffnet sich , bevor der Kolben den unteren Totpunkt erreicht , und schließt kurz nach dem oberen Totpunkt . Das Einlaßventil öffnet und schließt sich entsprechend umgekehrt .Während der Überschneidung sind somit beide Ventile gleichzeitig geöffnet . Die nachsaugende Wirkung der ein- und ausströmenden Gase begünstigt die Füllung des Zylinders mit Frischgas und fördert außerdem noch die Ausspülung der Abgase . Um eine gleich-förmige Bewegung zu gewährleisten , ist es von Nöten eine gewisse Zündreihenfolge einzuhalten die im nächsten Kapitel erläutert wird .
4 .3 Die Zündfolge der Zylinder

Durch die Kröpfungen der Kurbelwelle sollen ein guter Massenausgleich und gleichmäßige Zündabstände erreicht werden . Bei einem Vierzylindermotor mit der Zündfolge 1 - 2 - 3 - 4 wären Kurbelwelle und Motoraufhängung außerordentlich starken Belastungen und Schwingungen ausgesetzt . Dies läßt sich jedoch durch die Zündfolgen 1 - 2 - 4 - 3 oder 1 - 3 - 4 - 2 vermeiden .

Ebenso wie die Zündreihenfolge kann auch die Lage der Zylinder Variiert werden , dies soll in den folgenden Kapiteln dargestellt werden .

5 . Die Verschiedenen Zylinderanordnungen und Motorvarianten

In dem nächsten Kapitel wird nun über die Verschiedenen Zylinderanordnungen und die gängigsten Motorvarianten des aktuellen Markts berichtet . Diese unterscheiden sich meist in der Anordnung der Zylinder , in der Funktions- und Bauweise .

5 .1 Die Reihen- und Boxermotoren

Der Viertaktmotor in seiner einfachsten Form hat nur einen einzigen Zylinder . Fürs Auto läßt sich dieser Motor jedoch nicht gut verwenden , da nur bei jeder zweiten Kurbelwellenumdrehung ein Arbeitstakt auftritt . Das Drehmoment würde dadurch sehr ungleichförmig, und es käme zu störenden Schwingungen . Die Drehmomentschwankungen lassen sich durch die gespeicherte Energie eines schweren Schwungrads (Schwungscheibe) teilweise ausgleichen , doch reicht dies für den stoßfreien Lauf eines Viertaktmotors bei niedrigen Motordrehzahlen nicht aus . Der erforderliche Massen-ausgleich für die Hubbewegung des Kolbens ist beim Einzylindermotor mit einfachen konstruktiven Mitteln nicht zu erreichen . Für einen einigermaßen ruhigen Lauf des Motors sind mindestens zwei Zylinder notwendig , so daß mindestens ein Arbeitstakt pro Kurbelwellenumdrehung zustande kommt. Dabei wird zwar ein weit besserer Massenausgleich als bei Einzylindermotoren erzielt , bei niedrigen Drehzahlen bleibt das Drehmoment aber trotzdem noch sehr ungleichmäßig . Die meisten Motoren unserer Autos haben mindestens 4 oder 6 Zylinder . Es kommt also bei jeder halben Kurbelwellen-umdrehung zu einem Arbeitstakt . Nach der Anordnung der Zylinder unterscheidet man Reihen-motoren , V-Motoren und Boxermotoren . Bei Boxermotoren liegen die Zylinder in einer Ebene zu beiden Seiten der Kurbelwelle . /17/

 Bild 5.1 Sechszylinder-Reihenmotor und der Boxermotor

5 .1 .1 Drehmoment und Massenausgleich

Beim Vierzylinder-Reihenmotor sind die Arbeitstakte zeitlich gleichmäßig verteilt , wodurch sich ein ruhiger gleichmäßiger Rundlauf ergibt . Das Drehmoment eines kompakten Vierzylinder-V-Motors steht zwar dem eines Vierzylinder-Reihenmotors nicht nach , doch weist diese Motoranordnung grundsätzlich einen schlechteren Massenausgleich auf , egal wie groß der Winkel zwischen beiden Zylinderebenen ist . Beim Vierzylinder-V-Motor entstehen an der Kurbelwellenbaugruppe Schwingungen , die nur durch eine zweite , mit Gegengewichten bestückte Welle so weit ausgeglichen werden können , daß sie nicht mehr störend wirken . Der Vierzylinder-Boxermotor ist kompakter als der Reihenmotor und besitzt einen besonders guten Massenausgleich . Bei einigen Autos jedoch ist der Boxermotor nur schwer zugänglich . Theoretisch sind Sechszylinder-V-Motoren ungleichförmiger im Lauf als entsprechende Reihenmotoren . Praktisch aber haben beide eine gleichmäßige Drehmomentabgabe . Das gleiche gilt für den Sechszylinder-Boxermotor , der äußerst ruhig läuft , jedoch teuer in der Herstellung ist . Von den Achtzylinder-motoren kommt bei modernen Automobilen der Achtzylinder-V-Motor am häufigsten vor . Er ver-einigt kompakte Bauweise , guten Massenausgleich und gleichförmigen Antrieb . In den nächsten Kapiteln sollen die einzelnen Varianten separat dargestellt werden . /18/

5 .1 .2 Der Sechszylinder-Reihenmotor

Sechszylinder-Reihenmotoren sind zwar länger und etwas schwerer als Vierzylinder-reihenmotoren , haben aber zwei große Vorteile : Das abgegebene Drehmoment ist erheblich gleichförmiger , da sich die aufeinanderfolgenden Arbeitstakte überschneiden , und durch den sehr guten Massenausgleich treten kaum störende Schwingungen auf . Diese Motoren besitzen vier oder sieben Kurbelwellenlager . Die Beanspruchung der Kurbelwelle wächst mit der Größe des Lagerabstandes .

5 .1 .3 Der Vierzylinder-Boxermotor

Beim Boxermotor liegen die Zylinder in einer Ebene zu beiden Seiten der Kurbelwelle . Diese Bauweise erlaubt eine kürzere Ausführung der Kurbelwelle als beim Reihenmotor . Daher genügen beim Vierzylinder-Boxermotor drei Kurbelwellenlager . Alle Vierzylinder-Boxermotoren haben gleichmäßige Zündabstände . Vierzylinder- und Sechszylinder-Boxermotoren besitzen ausgezeich-neten Massenausgleich , da jede Bewegung eines anderen Elements ausgeglichen wird . Bevor an dieser Stelle auf die Bauweise eines V-Motors eingegangen wird , folgt , um einen Übergang zum "Viper V 10 Power Engine" zu gewährleisten , nun im nächsten Kapitel die Funktionsweise wie auch die Vor- und Nachteile eines Diesel- und des weiteren eines Wankel-Kreiskolben-Motors .

5 .2 Der Diesel-Motor

Der Dieselmotor hat keine Zündkerzen und läuft mit Dieselöl oder Gasöl . Die Zündung im Dieselmotor wird durch die Hitze der im Verbrennungsraum hoch verdichteten Luft ausgelöst .Die hohe Verdichtung erzeugt Temperaturen , die den Flammpunkt des Dieselöls , seine Selbstzündungs-temperatur nämlich , übersteigen . Der Treibstoff ( in diesen Fall Dieselöl ) kommt im Gegensatz zu den Otto-Motoren nicht mit Luft vermischt in den Zylinder , sondern wird unter hohem Druck durch eine Düse in den Brennraum eingespritzt , wo es sich bei Berührung mit der heißen , verdichteten Luft entzündet . Jede Einspritzdüse liefert eine genau bemessene Treibstoffmenge , die von einer motor-getriebenen Pumpe unter hohem Druck gefördert wird . Die Menge des von der Pumpe geförderten Treibstoffs und somit die vom Motor abgegebene Leistung werden mit dem Gaspedal geregelt .

Die Vorteile des Dieselmotors : besserer Wirkungsgrad ( und damit geringere Ausgaben für Treibstoff ) , größere Lebensdauer , niedrigere Wartungskosten . Nachteilig sind die höheren Anschaffungskosten , größeres Gewicht , ein etwas lauterer Leerlauf , der leicht störende Geruch und eine trägere Beschleunigung ( Außer der Turbo-Diesel-Motor , welcher aber leider nicht Thema des Vortrags ist ) . Bei einem Mittelklassewagen wird das Benzin-Luft-Gemisch auf rund 1/9 seines ursprünglichen Volumens komprimiert , was einem Verdichtungsverhältnis von 9:1 entspricht .

Dieselmotoren brauchen ein Verdichtungsverhältnis bis zu 22:1 , um die für die Selbst-zündung des Dieseltreibstoffs erforderliche Lufttemperatur zu erreichen . Der Verbrennungsraum des Dieselmotors ist kleiner als der eines Vergasermotors gleichen Hubraums . Durch sein höheres Verdichtungsverhältnis besitzt er jedoch einen größeren Wirkungsgrad . Die richtige Treibstoffmenge wird im richtigen Augenblick durch Düsen eingespritzt , von denen für jeden Zylinder des Diesel-motors eine zur Verfügung steht . Der Treibstoff wird durch eine mit halber Kurbelwellendrehzahl angetriebene Pumpe in der Zündfolge der Zylinder eingespritzt . /19/

Dies sind die vier Takte des Dieselmotors:

1. Der Ansaugtakt : Reine Luft strömt in den Zylinder.

3. Der Arbeitstakt : Das sich ausdehnende Gas druckt den Kolben nach unten.
4. Der Auspufftakt : Der aufwärts gehende Kolben drückt die Abgase in die Auspuffleitung .

 

 
 
 
 
 

Weiterhin haben einige Varianten von Dieselmotoren eine Glühkerze , die das Anlassen bei kaltem Motor erleichtert , indem sie so lange glüht , bis die Lufttemperatur im Zylinder hoch genug

ist , um das Dieselöl zu entzünden . Nun folgt im nächsten Kapitel der Kreiskolbenmotor .

5 .3 Der Kreiskolbenmotor auch Wankelmotor genannt

Nach ihrem deutschen Erfinder Felix Wankel bezeichnet man die für Autos gebauten Kreiskolben- oder Rotationskolbenmotoren auch als Wankelmotoren . Der große Vorteil des Wankel-motors liegt darin , daß sein Kolben keine Auf- und Abwärts- , sondern eine Drehbewegung ausführt . Der Motor ist leichter , kompakter und hat weniger bewegliche Bauteile als der Hubkolben-Motor . Der Wankelmotor besteht aus einem feststehenden Gehäuse mit ovaler , in der Mitte leicht eingeschnürter Form ( Trochoidgehäuse ) und einem Rotor ( Kolben ) , dessen Form einem Bogen-dreieck gleicht . Durch den Zusammenbau von zwei oder mehreren Rotoren erhält man einen Mehrscheibenmotor mit höherer Leistung . Bei jeder Rotorumdrehung vollzieht die Motorwelle

( Antriebswelle ) drei Umdrehungen . Der Rotor bewegt sich im Gehäuse exzentrisch , und zwar so , daß die drei Ecken des Rotors bei jeder Drehung stets der Wand des Gehäuses folgen . Durch ein Planetengetriebe ist der Rotor mit der Motorwelle verbunden . Zwischen den drei Flanken des Rotors und der Innenfläche des Gehäuses entstehen somit drei Arbeitsräume , deren Rauminhalt sich während einer Rotorumdrehung ständig ändert . Im Gehäuse sind ein oder zwei Zündkerzen sowie eine Einlaß- und Auslaßöffnung angeordnet , die nacheinander durch den umlaufenden Rotor freigegeben werden . In jedem Arbeitsraum läuft demnach während jeder Umdrehung des Rotors ein "Viertakt-prozeß" ab , der dem "Viertakt-Arbeitsspiel" beim Hubkolbenmotor entspricht : Ansaugen , Verdichten , Arbeiten und Ausstoßen . Da sich zwischen Rotor und Gehäuse drei Arbeitskammern befinden , hat der Motor nach einer vollen Umdrehung des Rotors um sich selbst drei Arbeitstakte ausgeführt . Die Abdichtung erfolgt folgendermaßen : Der Rotor ist an seinen drei Ecken ( Scheiteln ) und an den Flanken , also an allen Berührungsflächen , so gegen das Gehäuse abgedichtet , daß kein Gas von einer Arbeitskammer in die nächste überströmen kann . Viele Wankelmotoren haben Vergaser, doch gibt es auch ebenso viele mit Benzineinspritzung . Der Wankelmotor ist im wesentlichen ein wassergekühlter Motor , bei dem der Rotor zusätzlich durch Luft gekühlt ist . Ausschließlich luftgekühlte Wankelmotoren werden nicht für Autos verwendet . /20/

Zusammenfassend noch einmal die vier Takte :

1. Ansaugen : Sobald eine Rotorecke beim Vorbeistreichen den Einlaßschlitz freigibt , strömt Benzin-Luft-Gemisch in die nachfolgende Kammer , deren Volumen sich durch die Bewegung des Rotors vergrößert .

2. Verdichten : Bei der weiteren Drehung des Rotors verringert sich das Volumen der Kammer, in der sich das Gemisch befindet . Das Gemisch wird verdichtet .

3. Arbeiten : Der Zündfunken leitet die Verbrennung ein . Die verbrennenden Gase dehnen sich aus und drehen den Rotor . Das Kammervolumen vergrößert sich wieder .

5. Ausstoßen : Die erste Dichtleiste des Läufers streicht am Auslaßschlitz vorbei und gibt ihn frei . Dieses Arbeitsspiel vollzieht sich in allen drei Kammern gleichzeitig .

5 .4 Die Zylinderanordnung bei V-Motoren

Der Hauptvorteil der V-Motoren gegenüber Reihenmotoren liegt in ihrer kürzeren Bauform und der steiferen Kurbelwelle . Dadurch erhält der Motor im höheren Drehzahlbereich einen ruhigen Lauf . Bei einem Achtzylinder-V-Motor sind nur vier Pleuelzapfen auf der Kurbelwelle erforderlich . Es laufen dann jeweils zwei Pleuel nebeneinander auf einem gemeinsamen Pleuelzapfen , und die Kröpfungen sind um 90° gegeneinander versetzt . Die Kurbelwelle muß jeweils zwischen zwei Kurbelkröpfungen gelagert sein . Der Lauf der Sechszylinder-V-Motoren ist nicht ganz so ruhig wie bei Achtzylinder-V-Motoren , die einen vorzüglichen Ausgleich der Massenkräfte haben und bei jeder Kurbelwellenumdrehung vier in gleichmäßigen Abständen aufeinanderfolgende Arbeitstakte liefern .

Der Sechszylinder-V-Motor hat für jedes Pleuel einen Pleuelzapfen . Die Arbeitstakte erfolgen der Reihe nach bei je 120° Kurbelwellenumdrehung . Die Kurbelkröpfungen sind um jeweils 60° Kurbelwinkel gegeneinander versetzt . Der Motor läuft gleichförmig und hat einen guten Massen-ausgleich . Bei Vierzylinder-V-Motoren ist eine zusätzliche Ausgleichswelle erforderlich , die mit halber Kurbelwellendrehzahl umläuft . Bei einer anderen Ausführung wurde zwischen den Zylinder-ebenen nur ein Winkel von etwa 10° gelassen . Der Winkel zwischen den beiden Zylinderebenen ist für den Massenausgleich von Bedeutung . Bei Sechszylinder-V-Motoren beträgt die Winkelstellung der Zylinder gewöhnlich 60° . Bei Acht- und Zehnzylinder-V-Motoren wird ein guter Massenausgleich bei einem Winkel von 90° erzielt . /21/

Bild 5.3 Die Zylinderanordnung von V-Motoren
 
 

In diesem Kapitel soll nun der Viper V10 Power Engine vorgestellt werden . Wie es der Name schon sagt handelt es sich um einen Zehnzylinder-Verbrennungsmotor dessen Zylinder in einer V-Form angeordnet sind .

6 .1 Die technischen Daten

Der Winkel zwischen den beiden Ebenen beträgt exakt 90° , wodurch ein relativ guter Massenausgleich und eine hohe Laufruhe gewährleistet wird . Der Motor besteht aus einem gegossenen Leichtmetallblock mit trockenen Laufbuchsen , zwei Zylinderköpfen und einer Ölwanne aus Leichtmetall , einer sechsfach gelagerten geschmiedeten Stahlkurbelwelle , zwei obenliegenden Nockenwellen ( eine pro Zyl.kopf ) und hydraulischen Stößeln die ein Ventilspiel verhindern . Die maximale Leistung 282 kW / 384 PS bei einer Umdrehung von 5.100 U/min wird durch einen effektiven Hubraum von 7.990 ccm ( » 8 l ) erreicht , welcher durch eine Verdichtung 9.6 : 1 ,

einen Hub des Kolbens ( oberer bis unterer Totpunkt ) von 98.6 mm und durch eine Zylinderbohrung mit 101.6 mm Durchmesser entsteht . So erreicht der Motor eine Literleistung von 35.3 kW/ l , das heißt es stehen 35.3 kW Leistung pro ein Liter Hubraum zu Verfügung . Das maximale Drehmoment 615 Nm wird dagegen schon bei einer Drehzahl von 3.600 U/min erreicht . Das Zündsystem ist eine elektronische Direktzündung ( also ohne mechanischen Verteiler ) und arbeitet Synchron zu einer sequentieller Multipoint-Einspritzung mit seitlich gespeisten Einspritzdüsen , welche die Gemischaufbereitung bildet . Durch den hohen Kompressionsdruck ist ein Kraftstoff mit mindestens 96 ROZ erforderlich ( Super Plus ) um eine sachgerechte Funktion zu gewährleisten und um das in Kapitel 4. genannte Klopfen zu verhindern . Die Motorölfüllung beträgt 8.5 l und die Kühlung des Motors erfolgt mit 12.1 l Kühlflüssigkeit . /22/ Diese Mengen sind zwar in Hinsicht auf die Umwelt ziemlich hoch , müssen jedoch , um die Funktion und die maximale Lebensdauer des Motors nicht zu beeinträchtigen , unbedingt eingehalten werden . Die hohe Leistung des Motors von 384 PS bezeugt ebenso wie seine moderne Technik mit der kompakten und modernen Bauform , daß es sich um eine Höchstleistung der amerikanischen Ingenieure handelt . Trotz allem bringen diese Art von Motoren genauso viele Vor- wie auch Nachteile mit sich welche im nächsten Kapitel erläutert werden sollen .

 Bild 6.1 Der Viper V10 Power Engine

6 .2 Vor- und Nachteile des Viper V10

Allein die technischen Daten aus Kapitel 6 .1 sprechen schon für den V10 Power Engine .

Es handelt sich hierbei um den höchsten Grad technischer Präzision mit meisterhafter Ausarbeitung bis ins kleinste Detail . Was aber für den faszinierten Kenner ein reines Meisterstück der Technik bedeutet , ist für einen umweltbewußten Menschen die reinste Katastrophe . Die hohen Werte für Kühlflüssigkeit und Motoröl lassen auch wie der Verbrauch von 33.5 l / 100 km im Stadtfahrzyklus darauf schließen , daß es sich nicht um das berühmte "Drei-Liter-Auto" des Jahres handelt . Im außerstädtischen Fahrzyklus mit 12.5 l / 100 km oder in der kombinierten Fahrweise 20.2 l / 100 km liegt der Verbrauch extrem hoch , doch kann dies allein schon nach dem Motto "Nur wo was hinein-gesteckt wird kann auch wieder was entnommen werden" gerechtfertigt werden . Durch die hohen Leistungsansprüche , die an den Motor gestellt werden , liegt der Verbrauch natürlich ebenso hoch wie die Abgasaussonderung . Letztere werden zwar mit zwei geregelten 3-Wege-Metallkatalysatoren nach der Euro-2-Norm gereinigt , doch dürfte diese Tatsache nicht allen Skeptikern genügen , um eine solch hohe Leistung wie die des V10 für normale Straßen Verhältnisse zu rechtfertigen . Schließlich kann man also beruhigt zu den Schluß kommen , daß der Viper V10 zwar ein Meisterstück der Präzision ist jedoch für den normalen Autofahrer der alltäglich in die Arbeit fährt , allein schon wegen den hohen Verbrauch und der extremen Anschaffungskosten nicht in Frage kommt . Dieser Motor wurde für Liebhaber , Sammler , Sportwagenfanatiker , Fahrzeugfreaks und Rennfahrer entwickelt . Das es ,

Obwohl die Fahrzeuge in dem der V10 eingebaut wird für den Alltag nicht eben geeignet sind , ebenso viele Anwendungsgebiete wie Käufer in den verschiedensten Gesellschaftsgruppen gibt , soll nun im letzten Kapitel erwähnt werden .

Die Anwendungsgebiete :

Natürlich werden die V10 Power Engine Motoren vor allem in den legendären Roadster Viper RT / 10 eingebaut , welcher als offenes Fahrzeug für den "normalen" Straßengebrauch gedacht ist . Es ist aber auch eine GTS/R Version zu erhalten . Mit diesen Fahrzeugen trat Chrysler 1996 nach vielen Jahren erstmals wieder bei Motorsportaktivitäten in Europa beim 24-Stunden-Rennen in LeMans an ( Mit vier Viper GTS-R ) .Mit der Viper GTS/R gewinnt Chrysler im Oktober 1997 schließlich sowohl die Fahrer-, als auch die Markenwertung innerhalb der FIA-Weltmeisterschaft für GT-Fahrzeuge der Spezifikation 2 .

Seit dem erfreut sich der Roadster beim Publikum wie auch bei den Rennfahrern hoher Popularität . Doch nicht nur Chrysler baut diese Motoren in seine Fahrzeuge ein sondern auch weiter Firmen , wie z.B. jene Welche die Cobra ( legendärer Sport-wagen , Oldtimer ) zusammenbauen .

7 . Die Zusammenfassung der wichtigsten Punkte

Der Verbrennungsmotor als Kraftquelle :

Der Motor wandelt die durch Verbrennung des Kraftstoffs ( Treibstoffs ) erzeugte Wärme in mechanische Energie um , welche über das Getriebe und die Antriebswellen die Räder antreibt . Der Treibstoff , meist ein Gemisch aus Benzin und Luft, wird in vollkommen geschlossenen Zylindern innerhalb des Motors verbrannt ( Verbrennungsmotor ) . Das Benzin-Luft-Gemisch entsteht bei älteren Fahrzeugen im Vergaser , bei neueren und aktuelleren Fahrzeugen im Einspritzsockel der Einspritzanlage , wenn es sich um ein "Monotronic-System" oder im Ansaugkrümmer wenn es sich um ein "Multipoint-System" handelt . Bei Einspritzsystemen wird der Kraftstoff mit sehr hohem Druck durch die sogenannte Einspritzdüse in den Ansaugkrümmer gespritzt , dies kann an einer oder an mehreren Stellen geschehen . Daher ergeben sich die beiden Ausdrücke "Monotronic" ( für eine

Stelle ) und "Multipoint" ( für mehrere Stellen , wobei die Anzahl dieser mit der Anzahl der Zylinder gleichzusetzen ist ).

Die wichtigsten Teile des Verbrennungsmotors :

Der Motor besteht hauptsächlich aus zwei miteinander verschraubten Baugruppen : Der obere Teil ist der Zylinderkopf , der untere der Zylinderblock mit dem Kurbelgehäuse. Zylinderkopf und Zylinderblock sind in vielen Fällen aus Grauguß gefertigt , aber wegen ihres geringeren Gewichts und der besseres Wärmeleitfähigkeit werden meistens auch teurere Leichtmetallegierungen verwendet .

Zylinderkopf : im Zylinderkopf befinden sich die Ventile , der Kipphebel oder die Nockenwelle zum öffnen und die Ventilfedern zum Schließen der Ventile , außerdem die Ventilsitze der Auslas- und Einlaßventile und normalerweise auch die Verbrennungsräume .

Zylinderblock : Der Zylinderblock ist das größtes Einzelstück des Motors , er enthält die Zylinderbohrungen für die Kolben , den Wassermantel für das Kühlwasser , Ölbohrungen für die Motorschmierung und , bei obengesteuerten Motoren mit untenliegender Nockenwelle, die Führungen für die Stößelstangen , welche die Bewegung der Welle auf die Kipphebel übertragen .

Kurbelgehäuse : Die in den Zylindern auf- und abgleitenden Kolben sind durch Pleuelstangen mit der umlaufenden Kurbelwelle verbunden . Die Kurbelwellenlager liegen an der Unterseite des Zylinderblocks . Auf einem Ende der Kurbelwelle ist das Schwungrad befestigt , das einen möglichst gleichförmigen und ruckfreien Rundlauf des Motors bewirkt .

Die Steuerung der Ventile :

Die Ventilsteuerung muß so gebaut sein , daß sich jedes Ventil bei einem vollen Arbeitsspiel von vier Takten zeitlich exakt Öffnet und schließt , für die zum Gaswechsel erforderliche Zeit geöffnet bleibt und bei den unterschiedlichen Motordrehzahlen geräuscharm und zuverlässig arbeitet . Weiterhin gibt es zwei verschiedene Anordnungsmöglichkeiten von Nockenwellen welche im Kapitel 3 ausführlich dargestellt wurden ( Oben- und Untenliegende Nockenwellen ) .

Die Ventilüberschneidung :

Man könnte annehmen , daß die Ventile sich öffnen und schließen , wenn der Kolben am oberen bzw. unteren Totpunkt angelangt ist , in der Praxis ist es jedoch nicht der Fall . Die Öffnungszeiten der Ventile ( Ein- und Auslaßventil ) überschneiden sich nämlich . Das Auslaßventil öffnet sich , bevor der Kolben den unteren Totpunkt erreicht , und schließt kurz nach dem oberen Totpunkt . Das Einlaßventil öffnet und schließt sich entsprechend umgekehrt . Während der Überschneidung sind somit beide Ventile gleichzeitig geöffnet . Die nachsaugende Wirkung der ein- und ausströmenden Gase begünstigt die Füllung des Zylinders mit Frischgas und fördert außerdem noch die Ausspülung der Abgase .

Die Verbrennung des Treibstoffs und die vier Takte :

Wie die Wärme in mechanische Arbeit umgewandelt wird , erklärt man am einfachsten am Beispiel des Viertaktmotors oder des Zweitaktmotors . Die bei der Verbrennung von Treibstoff und Luft erzeugte Wärmeenergie wird durch Kolben , Pleuelstangen und Kurbelwelle im Motor in mechanische Arbeit umgewandelt . Das Verhältnis des Gasvolumens im Zylinder vor und nach der Verdichtung heißt Verdichtungsverhältnis . Ein normaler Motor hat ein Verdichtungsverhältnis von 9:1 , das heißt , das Gemisch wird im Zylinder auf den 9. Teil seines ursprünglichen Volumens zusammengepreßt . Die meisten Automotoren sind Viertakter , was bedeutet , daß nur jeder vierte Takt ein Arbeitstakt ist . Es gibt kaum noch Autos die mit Zweitaktmotoren ausgerüstet sind . Bei diesen Motoren tritt bei jeder Abwärtsbewegung des Kolbens also bei jedem Kurbelwellenumlauf ein Arbeitstakt auf . Heute wird diese Variante des Verbrennungsmotors meist bei Kleinkrafträdern , Rasenmähern oder Werkzeugmaschinen wie z.B. bei Kettensägen eingesetzt . Die Arbeitsweise des Zweitakters ist grundsätzlich einfacher als beim Viertaktmotor , ebenso wie Vorteile treten jedoch Spülverluste und weitere Nachteile gegenüber anderen Motorarten auf . Zur Zusammenfassung folgen nun die vier Takte eines Otto-Motors :

1.Takt Ansaugen : Das Auslaßventil ist geschlossen . Der abwärts gleitende Kolben saugt das Benzin-Luft-Gemisch durch das geöffnete Einlaßventil an . Kurz danach wird das Einlaßventil geschlossen .

2.Takt Verdichten : Das Auslas- und das Einlaßventil ist geschlossen . Bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens wird das Gemisch im Verbrennungsraum verdichtet und durch die Verdichtungswärme verdampfen die Treibstofftröpfchen noch vollständig .

3.Takt Arbeiten : Beide Ventile bleiben geschlossen . Das verdichtete Gemisch wird durch den Funken der Zündkerze entflammt . Die sich ausdehnenden Verbrennungsgase treiben den Kolben abwärts . Das Auslaßventil öffnet sich .

4.Takt Ausstoßen : Das Einlaßventil ist geschlossen . Der Kolben drückt die Abgase bei seiner Aufwärtsbewegung durch das geöffnete Auslaßventil . Das Einlaßventil öffnet , das Auslaßventil schließt sich . Alles beginnt von neuem ...

Die Verschiedenen Zylinderanordnungen :

Der Viertaktmotor in seiner einfachsten Form hat nur einen einzigen Zylinder . Fürs Auto läßt sich dieser Motor jedoch nicht gut verwenden , da nur bei jeder zweiten Kurbelwellenumdrehung ein Arbeitstakt auftritt . Das Drehmoment würde dadurch sehr ungleichförmig , und es käme zu störenden Schwingungen . Die Drehmomentschwankungen lassen sich durch die gespeicherte Energie eines schweren Schwungrads ( Schwungscheibe ) teilweise ausgleichen , doch reicht dies für den stoßfreien Lauf eines Viertaktmotors bei niedrigen Motordrehzahlen nicht aus . Der erforderliche Massen-ausgleich für die Hubbewegung des Kolbens ist beim Einzylindermotor mit einfachen konstruktiven Mitteln nicht zu erreichen . Für einen einigermaßen ruhigen Lauf des Motors sind mindestens zwei Zylinder notwendig , so daß mindestens ein Arbeitstakt pro Kurbelwellenumdrehung zustande

kommt . Dabei wird zwar ein weit besserer Massenausgleich als bei Einzylindermotoren erzielt , bei niedrigen Drehzahlen bleibt das Drehmoment aber trotzdem noch sehr ungleichmäßig . Heute haben die meisten Motoren unserer Autos mindestens 4 oder 6 Zylinder . Es kommt also bei jeder halben Kurbelwellenumdrehung zu einem Arbeitstakt . Nach der Anordnung der Zylinder unterscheidet man Reihenmotoren , V-Motoren und Boxermotoren . Bei Boxermotoren liegen die Zylinder in einer Ebene zu beiden Seiten der Kurbelwelle .

Der Sechszylinder-Reihenmotor :

Sechszylinder-Reihenmotoren sind zwar länger und etwas schwerer als Vierzylinder-Reihenmotoren , haben aber zwei große Vorteile : Das abgegebene Drehmoment ist erheblich gleichförmiger , da sich die aufeinanderfolgenden Arbeitstakte überschneiden , und durch den sehr guten Massenausgleich treten kaum störende Schwingungen auf . Diese Motoren besitzen vier oder sieben Kurbelwellenlager . Die Beanspruchung der Kurbelwelle wächst mit der Größe des Lagerabstandes.

Der Vierzylinder-Boxermotor :

Beim Boxermotor liegen die Zylinder in einer Ebene zu beiden Seiten der Kurbelwelle . Diese Bauweise erlaubt eine kürzere Ausführung der Kurbelwelle als beim Reihenmotor . Daher genügen beim Vierzylinder-Boxermotor drei Kurbelwellenlager . Alle Vierzylinder-Boxermotoren haben gleichmäßige Zündabstände . Vierzylinder- und Sechszylinder-Boxermotoren besitzen ausgezeich-neten Massenausgleich , da jede Bewegung eines anderen Elements ausgeglichen wird .

Der Dieselmotor :

Der Dieselmotor hat keine Zündkerzen und läuft mit Dieselöl oder Gasöl . Die Zündung im Dieselmotor wird durch die Hitze der im Verbrennungsraum hoch verdichteten Luft ausgelöst .Die hohe Verdichtung erzeugt Temperaturen , die den Flammpunkt des Dieselöls , seine Selbstzündungs-temperatur nämlich , übersteigen . Der Treibstoff ( in diesen Fall Dieselöl ) kommt im Gegensatz zu den Otto-Motoren nicht mit Luft vermischt in den Zylinder , sondern wird unter hohem Druck durch eine Düse in den Brennraum eingespritzt , wo es sich bei Berührung mit der heißen , verdichteten Luft entzündet . Bei einem Mittelklassewagen wird das Benzin-Luft-Gemisch auf rund 1/9 seines ursprünglichen Volumens komprimiert , was einem Verdichtungsverhältnis von 9:1 entspricht .

Dieselmotoren brauchen ein Verdichtungsverhältnis bis zu 22:1 , um die für die Selbstzündung des Dieseltreibstoffs erforderliche Lufttemperatur zu erreichen .

Die Vorteile des Dieselmotors : besserer Wirkungsgrad ( und damit geringere Ausgaben für Treibstoff ) , größere Lebensdauer, niedrigere Wartungskosten . Nachteilig sind die höheren Anschaffungskosten , größeres Gewicht , ein etwas lauterer Leerlauf , der leicht störende Geruch und eine trägere Beschleunigung . Dies sind die vier Takte des Dieselmotors :

1. Der Ansaugtakt : Reine Luft strömt in den Zylinder.

2. Der Verdichtungstakt : Kurz vor dem oberen Totpunkt wird Treibstoff eingespritzt ,

4. Der Auspufftakt : Der aufwärts gehende Kolben drückt die Abgase in die Auspuffleitung.

Weiterhin haben einige Varianten von Dieselmotoren eine Glühkerze , die das Anlassen bei kaltem Motor erleichtert , indem sie so lange glüht , bis die Lufttemperatur im Zylinder hoch genug

ist , um das Dieselöl zu entzünden .

Der Kreiskolbenmotor auch Wankelmotor genannt :

Nach ihrem deutschen Erfinder Felix Wankel bezeichnet man die für Autos gebauten Kreiskolben- oderRotationskolbenmotoren auch als Wankelmotoren . Der große Vorteil des Wankel-motors liegt darin , daß sein Kolben keine Auf- und Abwärts- , sondern eine Drehbewegung ausführt . Der Motor ist leichter , kompakter und hat weniger bewegliche Bauteile als der Hubkolbenmotor . Der Wankelmotor besteht aus einem feststehenden Gehäuse mit ovaler , in der Mitte leicht eingeschnürter Form ( Trochoidgehäuse ) und einem Rotor ( Kolben ) , dessen Form einem Bogendreieck gleicht . Bei jeder Rotorumdrehung vollzieht die Motorwelle ( Antriebswelle ) drei Umdrehungen . Der Rotor bewegt sich im Gehäuse exzentrisch , und zwar so , daß die drei Ecken des Rotors bei jeder Drehung stets der Wand des Gehäuses folgen . Durch ein Planetengetriebe ist der Rotor mit der Motorwelle verbunden . Zwischen den drei Flanken des Rotors und der Innenfläche des Gehäuses entstehen somit drei Arbeitsräume , deren Rauminhalt sich während einer Rotorumdrehung ständig ändert . Im Gehäuse sind ein oder zwei Zündkerzen sowie eine Einlaß- und Auslasöffnung angeordnet , die nacheinander durch den umlaufenden Rotor freigegeben werden . Zusammenfassend noch einmal die vier Takte :

1. Ansaugen : Sobald eine Rotorecke beim Vorbeistreichen den Einlaßschlitz freigibt , strömt Benzin-Luft-Gemisch in die nachfolgende Kammer , deren Volumen sich durch die Bewegung des Rotors vergrößert .

2. Verdichten : Bei der weiteren Drehung des Rotors verringert sich das Volumen der Kammer, in der sich das Gemisch befindet . Das Gemisch wird verdichtet.

3. Arbeiten : Der Zündfunken leitet die Verbrennung ein . Die verbrennenden Gase dehnen sich aus und drehen den Rotor . Das Kammervolumen vergrößert sich wieder .

4. Ausstoßen : Die erste Dichtleiste des Läufers streicht am Auslaßschlitz vorbei und gibt ihn frei . Dieses Arbeitsspiel vollzieht sich in allen drei Kammern gleichzeitig .

Die Zylinderanordnung bei V-Motoren :

Der Hauptvorteil der V-Motoren gegenüber Reihenmotoren liegt in ihrer kürzeren Bauform und der steiferen Kurbelwelle . Dadurch erhält der Motor im höheren Drehzahlbereich einen ruhigen Lauf . Bei einem Achtzylinder-V-Motor sind nur vier Pleuelzapfen auf der Kurbelwelle erforderlich . Es laufen dann jeweils zwei Pleuel nebeneinander auf einem gemeinsamen Pleuelzapfen , und die Kröpfungen sind um 90° gegeneinander versetzt . Die Kurbelwelle muß jeweils zwischen zwei Kurbelkröpfungen gelagert sein . Der Lauf der Sechszylinder-V-Motoren ist nicht ganz so ruhig wie bei Achtzylinder-V-Motoren , die einen vorzüglichen Ausgleich der Massenkräfte haben und bei jeder Kurbelwellenumdrehung vier in gleichmäßigen Abständen aufeinanderfolgende Arbeitstakte liefern .

Der Sechszylinder-V-Motor hat für jedes Pleuel einen Pleuelzapfen . Die Arbeitstakte erfolgen der Reihe nach bei je 120° Kurbelwellenumdrehung . Die Kurbelkröpfungen sind um jeweils 60° Kurbelwinkel gegeneinander versetzt . Der Motor läuft gleichförmig und hat einen guten Massen-ausgleich . Bei Vierzylinder-V-Motoren ist eine zusätzliche Ausgleichswelle erforderlich , die mit halber Kurbelwellendrehzahl umläuft . Bei einer anderen Ausführung wurde zwischen den Zylinder-ebenen nur ein Winkel von etwa 10° gelassen . Der Winkel zwischen den beiden Zylinderebenen ist für den Massenausgleich von Bedeutung . Bei Sechszylinder-V-Motoren beträgt die Winkelstellung der Zylinder gewöhnlich 60° . Bei Acht- und Zehnzylinder-V-Motoren wird ein guter Massenausgleich bei einem Winkel von 90° erzielt .

Die technischen Daten vom Viper V10 Power Engine :

Der Winkel zwischen den beiden Ebenen beträgt exakt 90° , wodurch ein relativ guter Massenausgleich und eine hohe Laufruhe gewährleistet wird . Der Motor besteht aus einem gegossenen Leichtmetallblock mit trockenen Laufbuchsen , zwei Zylinderköpfen und einer Ölwanne aus Leichtmetall , einer sechsfach gelagerten geschmiedeten Stahlkurbelwelle , zwei obenliegenden Nockenwellen ( eine pro Zyl.kopf ) und hydraulischen Stößeln die ein Ventilspiel verhindern . Die maximale Leistung 282 kW / 384 PS bei einer Umdrehung von 5.100 U/min wird durch einen effektiven Hubraum von 7.990 ccm ( » 8 l ) erreicht , welcher durch eine Verdichtung 9.6 : 1 ,

einen Hub des Kolbens ( oberer bis unterer Totpunkt ) von 98.6 mm und durch eine Zylinderbohrung mit 101.6 mm Durchmesser entsteht . So erreicht der Motor eine Literleistung von 35.3 kW/ l , das heißt es stehen 35.3 kW Leistung pro ein Liter Hubraum zu Verfügung . Das maximale Drehmoment 615 Nm wird dagegen schon bei einer Drehzahl von 3.600 U/min erreicht . Das Zündsystem ist eine elektronische Direktzündung ( also ohne mechanischen Verteiler ) und arbeitet Synchron zu einer sequentieller Multipoint-Einspritzung mit seitlich gespeisten Einspritzdüsen welche die Gemischaufbereitung bildet . Durch den hohen Kompressionsdruck ist ein Kraftstoff mit mindestens 96 ROZ erforderlich ( Super Plus ) um eine sachgerechte Funktion zu gewährleisten und um das in Kapitel 4. genannte Klopfen zu verhindern . Die Motorölfüllung beträgt 8.5 l und die Kühlung des Motors erfolgt mit 12.1 l Kühlflüssigkeit . /22/ Diese Mengen sind zwar in Hinsicht auf die Umwelt ziemlich hoch , müssen jedoch , um die Funktion und die maximale Lebensdauer des Motors nicht zu beeinträchtigen , unbedingt eingehalten werden . Die hohe Leistung des Motors von 384 PS bezeugt ebenso wie seine moderne Technik mit der kompakten und modernen Bauform , das es sich um eine Höchstleistung der amerikanischen Ingenieure handelt . Trotz allem bringen diese Art von Motoren genauso viele Vor- wie auch Nachteile mit sich welche im nächsten Kapitel erläutert werden sollen .
 
 

Vor- und Nachteile des Viper V10 :

Allein die technischen Daten aus Kapitel 6 .1 sprechen schon für den V10 Power Engine .

Es handelt sich hierbei um den höchsten Grad technischer Präzision mit meisterhafter Ausarbeitung bis ins kleinste Detail . Was aber für den faszinierten Kenner ein reines Meisterstück der Technik bedeutet ist für einen umweltbewußten Menschen die reinste Katastrophe . Die hohen Werte für Kühlflüssigkeit und Motoröl lassen auch wie der Verbrauch von 33.5 l / 100 km im Stadtfahrzyklus darauf schließen , daß es sich nicht um das berühmte "Drei-Liter-Auto" des Jahres handelt . Im außerstädtischen Fahrzyklus mit 12.5 l / 100 km oder in der kombinierten Fahrweise 20.2 l / 100 km liegt der Verbrauch extrem hoch , doch kann dies allein schon nach dem Motto "Nur wo was hinein-gesteckt wird kann auch wieder was entnommen werden" gerechtfertigt werden . Durch die hohen Leistungsansprüche die an den Motor gestellt werden liegt der Verbrauch natürlich ebenso hoch wie die Abgasaussonderung . Letztere werden zwar mit zwei geregelten 3-Wege-Metallkatalysatoren nach der Euro-2-Norm gereinigt , doch dürfte diese Tatsache nicht allen Skeptikern genügen um eine solch hohe Leistung wie die des V10 für normale Straßen Verhältnisse zu rechtfertigen . Schließlich kann man also beruhigt zu den Schluß kommen , daß der Viper V10 zwar ein Meisterstück der Präzision ist, jedoch für den normalen Autofahrer der alltäglich in die Arbeit fährt allein schon wegen den hohen Verbrauch und der extremen Anschaffungskosten nicht in Frage kommt . Dieser Motor wurde für Liebhaber , Sammler , Sportwagenfanatiker , Fahrzeugfreaks und Rennfahrer entwickelt . Das es ,

Obwohl die Fahrzeuge in dem der V10 eingebaut wird für den Alltag nicht eben geeignet sind , ebenso viele Anwendungsgebiete wie Käufer in den verschiedensten Gesellschaftsgruppen gibt , soll nun im letzten Kapitel erwähnt werden .

Die Anwendungsgebiete :

Natürlich werden die V10 Power Engine Motoren vor allem in den legendären Roadster Viper RT / 10 eingebaut , welcher als offenes Fahrzeug für den "normalen" Straßengebrauch gedacht ist . Es ist aber auch eine GTS/R Version zu erhalten . Mit diesen Fahrzeugen trat Chrysler 1996 nach vielen Jahren erstmals wieder bei Motorsportaktivitäten in Europa beim 24-Stunden-Rennen in LeMans an ( Mit vier Viper GTS-R ) .Mit der Viper GTS/R gewinnt Chrysler im Oktober 1997 schließlich sowohl die Fahrer-, als auch die Markenwertung innerhalb der FIA-Weltmeisterschaft für GT-Fahrzeuge der Spezifikation 2 .

Seit dem erfreut sich der Roadster beim Publikum wie auch bei den Rennfahrern hoher Popularität . Doch nicht nur Chrysler baut diese Motoren in seine Fahrzeuge ein sondern auch weiter Firmen , wie z.B. jene Welche die Cobra ( legendärer Sport-wagen , Oldtimer ) zusammenbauen .