ЧАСТЬ 3

9. Die Arbeitsweise des Dieselmotors

A_v

E_d

K_o

E_v

K_W = Kurbelwelle; A_V = Auslaßventil; P = Pleuel; K_h = Kurbelgehäuse;

E_V = Einlaßventil; K_o = Kolben; Z = Zylinder; E_d = Einspritzdüse

Die Abbildungen 1 bis 4 zeigen Schnitte durch einen Dieselmotor. Wir erkennen einen Zylinder (Z), in dem sich der Kolben (K_o) bewegt. Der Pleuel (P) verbindet den Kolben mit der Kurbelwelle (Kw), die im Kurbelgehäuse (Kh) rotiert. Im Zylinderkopf befinden sich die Einspritzdüse (Ed), das Einlaßventil (Ev) und das Auslaßventil (Av). Wir bezeichnen diese Maschine als Viertaktmotor, denn der Arbeitszyklus dieses Motors besteht aus vier Kolbenbewegungen (Takten):

1. Ansaugtakt.

In Abb. 1 bewegt sich der Kolben nach unten. Das Einlaßventil ist geöffnet, und der Kolben saugt Luft in den Zylinder.

2. Verdichtungstakt.

Hat der Kolben seinen unteren Totpunkt erreicht, dann wird das Einlaßventil geschlossen. Der Kolben bewegt sich nach oben und verdichtet die eingesaugte Luft. Die Luft erhitzt sich dadurch auf mehrere hundert Grad Celsius (Abb. 2). Durch die Einspritzdüse wird Dieseltreibstoff in den Zylinder gespritzt.

3. Arbeitstakt.

Das Treibstoff-Luft-Gemisch entzündet sich in der erhitzten Luft und verbrennt. Temperatur und Druck im Zylinder steigen, und die heißen Verbrennungsgase pressen den Kolben nach unten. Durch den Pleuel wird die Kraft auf die Kurbelwelle übertragen (Abb. 3).

4. Auspufftakt.

Wenn der Kolben abermals seinen unteren Totpunkt erreicht hat, öffnet sich das Auslaßventil. Der Kolben bewegt sich wieder nach oben und stößt die Verbrennungsgase aus (Abb. 4).

1. Welche Satzteile gehören zusammen?

Nomen	Verb	Akkusativobjekt	Präpositionale Wendungen
Der Kolben	rotiert	Luft	mit der Kurbelwelle
Der Pleuel	saugt	den Kolben	im Zylinderkopf
Die Kurbelwelle	überträgt	die angesaugte Luft	in der erhitzten Luft
Einspritzdüse, Einlaßventil und Auslaßventil	bewegt sich	die Kraft	im Kurbelgehäuse
Der Kolben	verbindet		im Zylinder
Der Kolben	befinden sich		auf die Kurbelwelle
Der Treibstoff	entzündet sich		in den Zylinder
Der Pleuel	verdichtet

10. Treibstoffaus Wasser

Welcher Kraftstoff wird unsere Autos antreiben, wenn das Erdölzeitalter zu Ende ist? Eine interessante Alternative zum Benzin ist der Wasserstoff, denn sein Rohstoff – das Wasser – ist nahezu unbegrenzt vorhanden, und seine Verbrennung verläuft ohne schädliche Abgase und damit umweltfreundlich. Die Gewinnung des Wasserstoffs erfolgt durch chemische oder elektrolytische Zerlegung des Wassers.

	Schnittbild eines durch das Motorkühlwasser beheizten Wasserstoffspeichers
K = Kühlwasser vom Motor V = Ein- und Ausströmventil für Wasserstoff G = Metallhydrid als Granulat

Nun kann man freilich den Wasserstoff nicht in einem Benzintank transportieren, denn seine Siedetemperatur liegt bei minus 253 Grad Celsius. Dass der Wasserstoff überhaupt eine Chance im Automobil hat, ist den Metallhydriden zu verdanken. Sie entstehen aus Metall–Legierungen, etwa von Eisen, Magnesium oder Titan, an deren Atome Wasserstoffatome angelagert sind. So entsteht z. B. Magnesiumhydrid (MgH₂):

Mg + H₂ → MgH₂ + Wärme.

Bei diesem Prozeß der Anlagerung wird Wärme frei. Im Fahrzeug dagegen muß dem Metallhydrid, das sich als Granulat (G) in einem „Tank“ befindet, Wärme zugeführt werden. Nur so läßt sich der Wasserstoff wieder von den Metallatomen abtrennen und als Treibstoff zum Motor leiten.

MgH₂ + Wärme → Mg + H₂.

Dieser Bedarf an Wärmeenergie ist aber kein Nachteil, da man leicht das erhitzte Kühlwasser (K) des Motors oder die heißen Abgase durch den Tank pumpen kann.

Jeder Benzinmotor läßt sich nach geringfügigen Veränderungen auch als Wasserstoffmotor verwenden, ja man kann ohne Schwierigkeiten Motoren bauen, die sowohl mit Benzin als auch mit Wasserstoff arbeiten. Zwar sind die Kosten eines PKW mit Benzinmotor heute noch niedriger als die eines mit Wasserstoffmotor. Bei gleicher Leistung ist aber ein Wasserstoffauto billiger als alle heute herstellbaren Elektromobile.

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