Was ist ein Ottomotor?

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Der Ottomotor – Namensgeber des Motors ist Nicolaus August Otto, der maßgeblich an der Entwicklung des Viertaktmotors beteiligt war. Obwohl das Zweitaktverfahren nicht von ihm erfunden wurde, werden heute auch Zweitakter als Ottomotor bezeichnet.

Durch die Entwicklung neuer Kraftstoffmotoren ist die Unterscheidung zwischen Ottomotoren und anderen Motortypen schwer geworden. Der klassische Ottomotor zeichnet sich aber durch die Fremdzündung mittels einer Zündkerze, die Gemischbildung vor dem Ansaugen mittels eines Vergasers, die Regelung der Motorleistung über eine Drosselklappe und das zum Dieselmotor verhältnismäßig geringe Verdichtungsverhältnis aus.

Anders, als vielfach angenommen, wurde der Motor nicht von einem Tag auf den anderen erfunden, sondern ist das Resultat einer mehrjährigen Entwicklung. Dampfmaschinen waren damals nicht sehr verbreitet und wegen ihres hohen Preises nur in Großbetrieben verfügbar. Die Nachfrage nach kleineren Maschinen, die zudem einen höheren Wirkungsgrad hatten, war enorm. Um diese Nachfrage zu befriedigen, wurde der Flugkolbenmotor entwickelt. Dieser hatte keine Kurbelwelle, sondern eine Zahnstange, die zur Kraftübertragung verwendet wurde. Der Gaswechsel wurde über ein Schiebeventil gesteuert, das war damals bei Dampfmaschinen üblich und wurde für den neuen Motor übernommen.

Trotz des besseren Wirkungsgrades und der hohen Nachfrage war der Flugkolbenmotor nur pseudooptimal. Er konnte trotz massiver Bauweise kaum mehr als zwei Kilowatt Leistung erzeugen und war dazu recht laut. Nicolaus Otto entwickelte den Motor in einer eigenen Versuchswerkstatt weiter und präsentierte 1876 den ersten serienmäßig hergestellten Viertakter. Später gab es allerdings Streit, weil auch andere Ingenieure die Erfindung des Viertaktmotors für sich beanspruchten. Damit Nicolaus Otto weiterhin als Erfinder des Viertakters gelten konnte, zahlte die Firma Deutz dem Gewinner des Prozesses um die Erfindung des Motors Geld. Der Vertrag mit Christian Reithmann blieb lange geheim und sein Inhalt wurde erst um 1950 herum bekannt.

Prinzip eines 4-Takt-Ottomotors

Das Prinzip eines Viertaktmotors ist relativ einfach. Im ersten Takt wird ein zündfähiges Gasgemisch angesogen. Der Kolben bewegt sich im Zylinder vom Zylinderkopf weg und saugt durch das Einlassventil das Gemisch an. Dann schließt sich das Ventil und der Kolben bewegt sich im zweiten Takt in Richtung des Zylinderkopfes und komprimiert das Gasgemisch. Kurz bevor der Kolben den Totpunkt erreicht hat, wird das komprimierte Gemisch gezündet und erhöht wegen der ansteigenden Temperatur den Druck des Gases. Während der Kolben sich wieder abwärts bewegt, verbrennt das Gas weiter und erzeugt so mechanische Energie, die über ein Pleuel Gestänge auf die Kurbelwelle übertragen wird. Dieser dritte Takt wird auch Arbeitstakt genannt. Im letzten Takt bewegt sich der Kolben wieder nach oben und drückt das verbrannte Gas durch das nun geöffnete Auslassventil hinaus. Damit ist der Zyklus abgeschlossen und er beginnt mit dem ersten Takt erneut.

Das Prinzip wurde auf vielfältige Weise weiter entwickelt und es existieren alternative Modelle. So ist es mit dem Prinzip nach Atkinson möglich, alle vier Takte in einer Umdrehung der Kurbelwelle ablaufen zu lassen. Sogar unterschiedliche Hubräume bei den unterschiedlichen Takten sind möglich und werden in modernen Ottomotoren auch verwendet. Auch die Aufteilung der Takte auf mehrere Zylinder ist machbar und wird bei neueren Motoren wegen der besseren Verwertung vorkomprimierter Luft eingesetzt.

Funktionsweise eines 4-Takt-Ottomotors

weiterführende Links:

Ottomotor