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Lernpaket Verbrennungs- Motor Vollständiges Modell zum Experimentieren Modellbausatz mit über 100 Bauteilen, elektrischem Antriebsmotor, Starterbox, Zündverteiler und umfangreichem Begleitbuch mit zahlreichen Abbildungen

Lernpaket Verbrennungsmotor - Leseprobe · Wenn das Benzin-Luft-Gemisch im Motor verbrennt, entstehen Abgase. Diese strömen durch das Abgassystem (Auspuff) des Autos in die Umwelt

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Das Franzis-Lernpaket „Verbrennungsmo-toren verstehen und anwenden“ zeichnetsich dadurch aus, dass die Funktionen durchein transparentes Modell selbst entdeckt undmit Hintergrundwissen und Lerninhaltenverknüpft werden können. Die weiterenVorteile dieses Lernpakets sind:

• Alle Versuche und Experimente können mit Leichtigkeit durchgeführt werden.

• Die Experimente vermitteln Basiswissen fürStudium, Ausbildung, Hobby und Beruf.

• Mit dem Lernpaket erhalten Lehrende und Lernende anschauliches Wissen zum Weitergeben.

Besuchen Sie uns im Internet www.elo-web.de

Lernpaket

Verbrennungs-Motor

Vollständiges Modell

zum Experimentieren

Modellbausatzmit über 100 Bauteilen, elektrischem Antriebsmotor,Starterbox, Zündverteiler und umfangreichem Begleitbuch mit zahlreichen Abbildungen

LernpaketVerbrennungsmotorMit dem in diesem Lernpaket enthaltenen transparenten Modellsowie dem Begleitbuch kann man die Funktion des Ottomotorsund auch weitere Alternativen modellhaft und praktisch erfahren.Schritt für Schritt bauen Sie Ihren eigenen Vierzylinder-Motorals Modell auf.

Die erforderlichen Komponenten wurden für Sie im Lernpaket zu-sammengestellt. Mit dem Arbeitsmodell können Sie auf Anhiebviele praktische Experimente entsprechend den umfangreichen Beschreibungen und Abbildungen des Begleitbuchs durchführen.Schon durch das Zusammenfügen der Einzelteile wird das dem Moto-renkonzept innewohnende Prinzip praktisch bewusst gemacht. DasModell hilft nicht nur zu verstehen, wie ein Auto-Viertakt-Motor ar-beitet, es macht auch Spaß, das vorhandene Modell selbst weiterzu-entwickeln. Die Umweltverträglichkeit von Motoren mit fossilenBrennstoffen wird immer wichtiger. Informationen zur Technik desOtto-Motors finden Sie ebenso im Begleitbuch wie Beispiele undMöglichkeiten von Entwicklungen für die Zukunft.

Modell mit zusätzlichen Komponenten erweiternIm Begleitbuch werden Möglichkeiten beschrieben, mit denen das Model mit einfachen Mitteln erweitert werden kann:

• Zusätzliche Möglichkeiten der Stromversorgung

• Drehzahl regeln mit einem elektronischenSpannungsregler

• Elektronik mit erweitertem Zeitschalterbzw. Einschaltverzögerung

• Funktionsanzeigen

• Demonstration zur Vorglühfunktion beim Diesel

• Illumination durch LEDs

Die zusätzlichen Bauteile für die Aufbau-ten sind ausführlich beschrieben. Für dieSchaltungen eignet sich ein Steckbrett, mitdem Sie ohne zu löten oder zu schraubendie Schaltungen aufbauen und durch Umstecken oder Austausch einzelner Komponenten mit dem Schaltungsaufbauexperimentieren können.

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Vollständiges Modell

zum Experimentieren FRA

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S65080-9 HB 09.03.2011 16:59 Uhr Seite 1

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Vorwort Mit dem vorliegenden Lernpaket, dem Begleitbuch und anhand eines selbst aufgebauten transparenten Modells kann man die Funktion des Ottomotors und weitere Alternativen modellhaft und praktisch erfahren. Die dafür erforderlichen Komponenten wurden für Sie im Lernpaket zusammen-gestellt. Schritt für Schritt bauen Sie Ihren eigenen Vierzylindermotor als Modell auf. Mit dem transparenten Arbeitsmodell können Sie auf Anhieb viele praktische Experimente entsprechend den umfangreichen Be-schreibungen und Abbildungen des Begleitbuches durchführen. Schon durch das Zusammenfügen der Einzelteile wird das dem Motorenkonzept innewohnende Prinzip bewusst werden. Das Motorenmodell hilft nicht nur zu verstehen, wie ein Auto-Viertaktmotor arbeitet, es macht auch Spaß, das vorhandene Modell selbst weiterzuentwickeln.

Der Ottomotor hat nur durch intensive Forschung und Weiterentwick-lung eine Zukunft. Gerade die ökologische Frage tritt in den letzten Jahren mehr und mehr in den Vordergrund. Speziell bei der Kraftstoffart und der Gemischbildung sind Verbesserungen dringend notwendig. Die Umweltverträglichkeit von Motoren mit fossilen Brennstoffen rückt mehr und mehr in den Vordergrund, denn die Belastung der Umwelt, besonders durch Verkehr und Transport, wird immer größer. Themen wie Luftverschmutzung, Smogbildung und globale Erwärmung müssen dringend gelöst werden. Sie bringen neue Entwicklungen und Technolo-gien hervor, die den Ottomotor entweder ökologisch verbessern oder sogar durch andere Entwicklungen ersetzen. Informationen zur jetzigen Technik des Ottomotors finden Sie ebenso im Begleitbuch wie Beispiele und Möglichkeiten von Entwicklungen für die nahe Zukunft.

Über die Bauanleitungen im Buch erfahren Sie spielend das Funktions-prinzip und bringen nebenbei Ihr Modell zum Laufen.

Ich wünsche Ihnen viel Spaß beim Aufbauen des Modells und den Erfahrungen, die Sie damit machen werden.

Ihr Ulrich Stempel

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Inhaltsverzeichnis 1 Grundlagen zum Verbrennungsmotor.................................... 11

1.1 Der Ottomotor ...........................................................15 1.1.1 Grundbegriffe zum Ottomotor ...................................16 1.2 So funktioniert der Ottomotor ...................................17 1.2.1 Wirkungsgrad des Ottomotors...................................25

2 Arbeitsmodell zusammenbauen............................................ 27 2.1 Tricks und Tipps für den erfolgreichen

Zusammenbau..........................................................27 2.2 Komponenten, Anzahl und Teilenummern.................35 2.3 Bauanleitung Schritt für Schritt .................................37 2.3.1 Kolben und Pleuel montieren ....................................37 2.3.2 Kolben/Pleuel-Bauteile an der Kurbelwelle

anbringen .................................................................38 2.3.3 Ölwanne unter dem Kurbelgehäuse befestigen .........39 2.3.4 Kurbelwelle mit Pleueln in den Zylinderblock

einbauen ..................................................................41 2.3.5 Zylinderblock in das Kurbelgehäuseunterteil

einpassen .................................................................41 2.3.6 Ventilfedern auf die Ventile schieben........................42 2.3.7 Ventile am unteren Zylinderkopf montieren...............43 2.3.8 Kipphebel an der Kipphebelachse befestigen ...........44 2.3.9 Kipphebelbaugruppe am oberen Zylinderkopf

montieren .................................................................45 2.3.10 Zylinderkopfdichtung am Zylinderblock befestigen ...46 2.3.11 Unteren Zylinderkopf am Zylinderblock befestigen....47 2.3.12 Nockenwelle zusammensetzen .................................48 2.3.13 Nockenwelle am unteren Zylinderkopf montieren......49 2.3.14 Oberen am unteren Zylinderkopf befestigen..............50 2.3.15 Kipphebelabdeckung montieren ...............................51 2.3.16 Kurbelwellenritzel montieren ....................................51 2.3.17 Nockenwellenritzel montieren...................................52 2.3.18 Montagehilfe für den Zahnriemen einsetzen .............52

8 Inhaltsverzeichnis

2.3.19 Zahnriemen und Umlenkrolle befestigen...................53 2.3.20 Zahnriemenabdeckung montieren ............................54 2.3.21 Wasserpumpe befestigen..........................................55 2.3.22 Kurbelwellenriemenscheibe montieren .....................55 2.3.23 Lüfterriemenscheibe, Lüfter und Keilriemen

montieren .................................................................56 2.3.24 Antriebsrad befestigen..............................................57 2.3.25 Kolben und Nockenwelle in Position bringen.............57 2.3.26 Batterien oder Akkus einlegen ..................................58 2.3.27 Zündverteiler montieren............................................59 2.3.28 Zündzeitpunkt einstellen ..........................................60 2.3.29 Zündkerzen einsetzen...............................................61 2.3.30 Elektromotor einbauen..............................................62 2.3.31 Kupplungsabdeckung anbringen...............................63 2.3.32 Einlasskrümmer-/Vergaserbaugruppe einbauen .......64 2.3.33 Ölpeilstab einsetzen .................................................65 2.3.34 Auspuffkrümmer befestigen......................................65 2.4 Motor »starten« und Funktion erforschen..................66

3 Motorenkonzepte anhand des Modells nachvollziehen und erforschen ............................................................................ 69 3.1 Ottomotor .................................................................70 3.1.1 Die Aufgabe der Zündung beim Ottomotor ................70 3.1.2 Wie arbeitet das Kraftstoff-Einspritzsystem?..............71 3.1.3 Kontrolle der Emissionen ..........................................71 3.1.4 Motormanagement ...................................................72 3.1.5 Warum benötigt ein Verbrennungsmotor Motorenöl? 72 3.1.6 Warum braucht der Ottomotor ein Kühlungssystem? .73 3.2 Die Funktion des Dieselmotors..................................74 3.3 Prinzip der Kraftstoffeinspritzung ..............................75 3.3.1 Der Turbolader beim Dieselmotor..............................77

4 Alternative Kraftstoffe und Motorenkonzepte........................ 81 4.1 Alternative Kraftstoffe ...............................................82 4.2 Verbrennungsmotor mit Gasantrieb ..........................83

Inhaltsverzeichnis 9

5 Alternative Antriebssysteme und Motorenkonzepte.............. 85 5.1 Homogene Magergemischverbrennung .....................85 5.2 Der Elsbett-Motor ......................................................86 5.3 Hybridantriebe..........................................................89

6 Modell mit zusätzlichen Komponenten erweitern.................. 91 6.1 Komponenten und Beschreibung ..............................92 6.2 Einfache Erweiterungsschaltungen..........................104 6.2.1 Vorglühanzeige und Glühkerzen beim Dieselmotor .106 6.3 Antriebselektronik ..................................................108 6.4 Rote Kontrollleuchte im Armaturenbrett ..................110 6.5 Drehzahlregelung....................................................112 6.5.1 Drehzahlregelung mit Zündkerzen...........................115 6.6 Illumination des Modells.........................................116

A Anhang ............................................................................... 121 A.1 Fachbegriffe zum Verbrennungsmotor.....................121 A.2 Bezugsquellen Elektronikteile.................................126

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3 Motorenkonzepte anhand des Modells nachvollziehen und erforschen

Die Funktionsweise eines Viertaktzyklus können Sie mit Leichtigkeit nachvollziehen, wenn Sie Ihr Motormodell starten und die Bewegung seiner Bauteile beobachten. Sehen Sie, wie Nockenwelle und Kipphebel die Ventile steuern, während die Kolben sich in ihren Zylindern auf und ab bewegen. Wenn Sie den Kolben in einem Zylinder beobachten, erkennen Sie die vier Takte: Sehen Sie auf die Ventile und versuchen Sie festzustellen, welcher Takt gerade an der Reihe ist. Erinnern Sie sich:

• Beim Ansaugtakt bewegt sich der Kolben abwärts, das Einlassventil ist offen und das Auslassventil ist geschlossen.

• Beim Verdichtungstakt bewegt sich der Kolben aufwärts und die Ven-tile sind beide geschlossen.

• Beim Arbeitstakt bewegt sich der Kolben nach unten und die Ventile sind beide geschlossen.

• Beim Ausstoßtakt bewegt sich der Kolben nach oben, das Auslassven-til ist offen und das Einlassventil geschlossen.

Die Auslassventile liegen auf der Seite des Motors, an der sich der Aus-puffkrümmer befindet. Die Einlassventile liegen auf der Seite des Motors, an der sich der Einlasskrümmer und der Vergaser befinden.

Sie werden bemerken, dass die vier Zylinder im Motormodell jeweils unterschiedliche Takte ausführen. Wenn sich die Kurbelwelle dreht, sehen Sie, dass sich die Kolben paarweise bewegen: Es sind immer zwei Kolben unten und zwei oben in ihren Zylindern. Doch auch wenn zwei Kolben oben sind, führen sie jeweils einen anderen Takt aus: Einer

70 Kapitel 3: Motorenkonzepte

bewegt sich jetzt im Ansaugtakt nach unten und der andere im Arbeitstakt. Welcher Kolben gerade seinen Arbeitstakt beginnt, erkennen Sie an dem Zündkerzenfunken (dem Aufleuchten der Glühbirne) im Zylinderkopf über dem Kolben, der gerade seinen Verdichtungstakt beendet hat und jetzt zum Arbeitstakt übergeht.

Die Beobachtung des Ablaufs der Takte und der beweglichen Kompo-nenten des Modells gelingt noch besser, wenn die Laufzeit/die Drehzahl des Motorenmodells geregelt werden kann. Dazu erfahren Sie mehr im Kapitel 6 »Modell mit zusätzlichen Komponenten erweitern«.

3.1 Ottomotor

3.1.1 Die Aufgabe der Zündung beim Ottomotor Das Zündsystem erzeugt über die Zündkerzen die Funken, die benötigt werden, um das Benzin-Luft-Gemisch in einem Ottomotor zu entzünden (Dieselmaschinen haben kein Zündsystem). Die Zündspule verwandelt die niedere Spannung aus der Autobatterie in Hochspannung, die über spezielle Kabel (Zündkabel) zu dem Zündverteiler und dann zu den Zündkerzen geleitet wird (systemabhängig). Die Zündkerzen sind in den Zylinderkopf eingeschraubt und bringen den Funken direkt in die Brennkammern.

Abb. 3.1: Das Zündsystem beim Modell: Zündverteiler und Kabel zu den Zündkerzen

3.1 Ottomotor 71

3.1.2 Wie arbeitet das Kraftstoff-Einspritzsystem? Moderne Ottomotoren verfügen über eine Kraftstoffeinspritzung. Die beiden Grundtypen der Einspritzung sind Direkt- und Mehrpunkt-Ein-spritzsysteme. Die Direkteinspritzung verfügt über eine einzige Ein-spritzdüse, die das Benzin direkt in den Einlasskrümmer spritzt. Dort wird es mit Luft vermischt, bevor es durch die Einlassventile des Motors in die Zylinder strömt. Ein Mehrpunkt-Einspritzsystem funktioniert genauso, nur dass jeder Zylinder seine eigene Einspritzdüse hat.

Abb. 3.2: Anstatt des Vergasers könnte beim Modell auch ein Einspritzsystem montiert werden.

3.1.3 Kontrolle der Emissionen Wenn das Benzin-Luft-Gemisch im Motor verbrennt, entstehen Abgase. Diese strömen durch das Abgassystem (Auspuff) des Autos in die Umwelt und verschmutzen die Atmosphäre. Abgase werden auch als Emissionen bezeichnet. Heute haben fast alle Motoren Katalysatoren, um die schädliche Luftverschmutzung zu verringern.

72 Kapitel 3: Motorenkonzepte

3.1.4 Motormanagement Moderne Motoren werden durch Elektronik und Mikroprozessoren überwacht und gesteuert, die mit diversen Sensoren und Auslösern rund um den Motor arbeiten. Die Sensoren überwachen die Motorfunktion und senden elektrische Signale an die Steuerung. Die Steuerung verar-beitet die Informationen von den Sensoren. Die Elektronik kann dann genau erkennen, wie die Arbeitsbedingungen des Motors sind. Darauf-hin werden z. B. die Zündsignale entsprechend geregelt. Die Benzinein-spritzung und die Emissionskontrolle werden entsprechend gesteuert.

Mit einem Motormanagementsystem lässt sich der Motor präzise kon-trollieren. Die Steuerung sorgt für eine möglichst effiziente und reibungs-lose Funktion der Maschine, die dadurch weniger Kraftstoff benötigt und weniger Emissionen (Umweltverschmutzung) verursacht.

3.1.5 Warum benötigt ein Verbrennungsmotor Motorenöl?

Der Motor benötigt aus zwei Gründen Motorenöl: Zum einen reduziert das Öl die Reibung zwischen den beweglichen Teilen und zum anderen dient es der Kühlung.

Einige Komponenten im Motor bewegen sich mit hoher Geschwindig-keit und geringen Abständen und nur ein dünner Ölfilm verhindert, dass sie sich die Materialen aneinander zerreiben. Durch erhöhte Reibung überhitzen Motorenteile, der Motor würde trocken laufen und das könnte zu Blockierungen führen, was den Motor zerstören kann.

Wird der Motor abgestellt, sammelt sich das Öl in der Ölwanne, die unter dem Zylinderblock angebracht ist. Wenn der Motor läuft, wird das Öl aus der Ölwanne durch kleine Einlässe in Zylinderblock und Zylinderkopf zu allen beweglichen Teilen der Maschine gepumpt. Die Ölpumpe wird, normalerweise in Verbindung mit der Kurbelwelle, vom Motor angetrieben. Bei seiner Zirkulation durch den Motor nimmt das Öl außerdem kleine Schmutzpartikel auf – bei zunehmendem Verschleiß des Motors auch winzige Metallteilchen, die sonst die beweglichen Teile des Motors beschädigen würden. Das Öl wird durch einen Ölfilter geleitet, der diese kleinen Partikel herausfiltert. Somit ist er einer der wichtigsten Teile eines Motors. Irgendwann setzt sich der Ölfilter zu und

3.1 Ottomotor 73

das Öl kann nicht mehr so leicht hindurchströmen. Deshalb muss bei jedem Ölwechsel zu den empfohlenen Serviceintervallen auch der Ölfilter ausgetauscht werden.

Mit einem Ölpeilstab lässt sich feststellen, wie viel Öl sich im Motor bzw. in der Ölwanne befindet. Ist der Ölstand zu niedrig, kann der Motor Schaden nehmen. Wenn der Ölstand regelmäßig überprüft wird und Öl und Ölfilter in den empfohlenen Intervallen ausgetauscht werden, bleibt der Motor intakt.

Abb. 3.3: Ölmessstab beim Modell

3.1.6 Warum braucht der Ottomotor ein Kühlungssystem?

Das Kühlungssystem ist beim Ottomotor erforderlich, damit der Motor nicht überhitzt. Außerdem hält es ihn auf einer optimalen Arbeitstempe-

74 Kapitel 3: Motorenkonzepte

ratur, damit er effizient funktioniert, möglichst wenig Kraftstoff ver-braucht und möglichst wenig schädliche Abgase produziert.

Die Kühlflüssigkeit (Wasser mit Frostschutzmittel) wird von der Küh-lerpumpe (Wasserpumpe) durch Durchflüsse im Motor gepumpt und nimmt dabei die Hitze von den Motorbauteilen auf. Danach strömt die Kühlflüssigkeit vom Motor zum Kühler (der vorn im Fahrzeug unter der Motorhaube sitzt) und wird dort durch die einströmende Luft von außen gekühlt. Bei geringer Geschwindigkeit oder stehendem Fahrzeug oder wenn die Lufttemperatur zu hoch ist, um genügend Kühlung zu verschaffen, unterstützt ein Kühlgebläse (Ventilator) den Kühlprozess. Die Kühlerpumpe wird normalerweise durch einen Keilriemen oder durch einen Zahnriemen angetrieben, oft auch in Verbindung mit dem Kühlerventilator.

Abb. 3.4: Kühlwasserpumpe und Zahnriemenantrieb beim Modell

3.2 Die Funktion des Dieselmotors Der Dieselmotor zeichnet sich dadurch aus, dass sich das Kraftstoff-gemisch durch die hohe Komprimierung von selbst entzündet. Der Kompressionsgrad ist in der Regel mehr als doppelt so hoch wie beim Ottomotor. Dieselmotoren saugen zunächst nur Luft an. Kurz bevor der maximale Druck erreicht wird, wird eine kleine Menge Dieselkraftstoff über eine Einspritzdüse in den Zylinder gebracht, sodass sich der Kraft-stoff von selbst entzündet. Dieser Entzündungspunkt ist kritisch und die

3.3 Prinzip der Kraftstoffeinspritzung 75

exakte Bestimmung trägt entscheidend zum Wirkungsgrad des Dieselmotors bei.

Bei speziellen Bauformen wie z. B. dem HCCI-Diesel ist das Verfahren ähnlich wie beim Ottomotor. Hier werden gleichzeitig Luft und Kraft-stoff eingespritzt. Durch den erhöhten Druck findet auch hier eine Selbstzündung statt. Im Dieselmotor verdichten die Kolben das Kraft-stoffgemisch deutlich stärker (14:1 bis 22:1 gegenüber 8:1 bis 12:1 beim Ottomotor). Diesel- und HCCI-Motoren hätten bei extrem niedrigen Temperaturen Kaltstartprobleme. Deshalb haben sie zur Start-Erleichte-rung Glühkerzen, damit die Brennkammer vor dem Start vorgewärmt wird (Vorglühen).

Dieselmotoren haben grundsätzlich einen höheren Wirkungsgrad als Benzinmotoren. Vorteilhaft ist auch der geringere Verbrauch. Der Grund: Diesel enthält pro Liter ungefähr 12 % mehr Energie als Benzin.

3.3 Prinzip der Kraftstoffeinspritzung Schadstoffe vermeiden und Kraftstoff einsparen sind für die Motoren-entwickler die größten Herausforderungen. Eine Möglichkeit, beides zu erreichen, ist, über die Einspritzung exakt zu steuern, wie wenig/viel Sprit zugeführt werden kann oder soll und gleichzeitig ausreichend Leistungs-abgabe zur Verfügung steht. Da Verbrennungen nur mit Sauerstoff funk-tionieren, muss der Kraftstoff mit Luft vermischt werden, bevor er in den Zylindern eines Motors durch einen Funken entzündet werden kann.

Dieser Prozess ist von so zentraler Bedeutung, dass immer neue Techni-ken ersonnen werden, die alle nur das eine Ziel haben: den Kraftstoff möglichst optimal zu nutzen, um den Verbrauch zu senken und die bei ungleichmäßiger Verbrennung entstehenden Schadstoffe zu reduzieren. Entscheidend dabei ist die genaue Steuerung der zugeführten Kraft-stoffmenge. Im Idealfall sollte das Verhältnis der Kraftstoffmoleküle zur Zahl der Sauerstoffatome passen, d. h., das Benzin-Luft-Verhältnis beim Benzinmotor sollte 1:14,7 sein.

Das Funktionsprinzip: Ein durch einen Mikroprozessor elektromagne-tisch gesteuertes Ventil sprüht Kraftstoff in regelmäßigen Zeitabständen in die Ansaugluft, deren Menge per Gaspedal über die Drosselklappe

76 Kapitel 3: Motorenkonzepte

gesteuert wird. Ein Saugrohr verteilte das Gemisch auf die einzelnen Zylinder. In modernen Motoren wird die Einspritzmenge durch einen Mikrochip extra für jeden einzelnen Zylinder gesteuert. Das Gemisch verbrennt dadurch vollständiger und gleichmäßiger und damit steigt der Wirkungsgrad des Motors.

Die beim Dieselmotor schon seit einigen Jahren als Common-Rail-Technik bekannte Direkteinspritzung wird neuerdings auch für den Benzinmotor verwendet. Direkteinspritzer zerstäuben den Kraftstoff nicht in die Ansaugluft, sondern direkt in den Zylinder. Die Luft wird über Ventile zugeführt. Damit sich der Kraftstoff im Brennraum gut verteilt, wird er mit bis zu 150 bar injiziert – ein etwa 10-mal so hoher Druck wie gewöhnlich. Beim Diesel-Direkteinspritzer sind es sogar 2.000 bar. Dazu wird das Benzin von einer Hochdruckpumpe verdichtet und mit dem nötigen Druck in einen Rohrspeicher, das Common Rail, eingespeist. Von dort führen Druckleitungen zu den Einspritzventilen der einzelnen Zylinder. Die Zylinder haben eine spezielle Oberflächen-gestaltung, die den Explosionsprozess optimiert.

Der maximale Druck im Brennraum steigt auf bis zu 100 bar. Dieses Verfahren ermöglicht kraftstoffärmere Gemische. Sinnvoll beim Benzin-motor ist, das Gemisch um die Zündkerze herum »fetter« zu halten, um eine sichere Zündung zu gewährleisten und das Gemisch nach außen hin magerer werden zu lassen. Insgesamt verringert sich beim Direktein-spritzer der Kraftstoffverbrauch, aufgrund höherer Temperaturen im Brennraum bilden sich aber mehr Stickoxide. Das macht eine Abgas-nachbehandlung erforderlich.

Abb. 3.5: Querschnitt Direkteinspritzer: Neben der Zündkerze ist in der Mitte des Bildes die Einspritzdüse zu sehen. (Quelle: Wikipedia, Mondial de l'automobile, Paris 2006)

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LernpaketVerbrennungsmotorMit dem in diesem Lernpaket enthaltenen transparenten Modellsowie dem Begleitbuch kann man die Funktion des Ottomotorsund auch weitere Alternativen modellhaft und praktisch erfahren.Schritt für Schritt bauen Sie Ihren eigenen Vierzylinder-Motorals Modell auf.

Die erforderlichen Komponenten wurden für Sie im Lernpaket zu-sammengestellt. Mit dem Arbeitsmodell können Sie auf Anhiebviele praktische Experimente entsprechend den umfangreichen Beschreibungen und Abbildungen des Begleitbuchs durchführen.Schon durch das Zusammenfügen der Einzelteile wird das dem Moto-renkonzept innewohnende Prinzip praktisch bewusst gemacht. DasModell hilft nicht nur zu verstehen, wie ein Auto-Viertakt-Motor ar-beitet, es macht auch Spaß, das vorhandene Modell selbst weiterzu-entwickeln. Die Umweltverträglichkeit von Motoren mit fossilenBrennstoffen wird immer wichtiger. Informationen zur Technik desOtto-Motors finden Sie ebenso im Begleitbuch wie Beispiele undMöglichkeiten von Entwicklungen für die Zukunft.

Modell mit zusätzlichen Komponenten erweiternIm Begleitbuch werden Möglichkeiten beschrieben, mit denen das Model mit einfachen Mitteln erweitert werden kann:

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• Drehzahl regeln mit einem elektronischenSpannungsregler

• Elektronik mit erweitertem Zeitschalterbzw. Einschaltverzögerung

• Funktionsanzeigen

• Demonstration zur Vorglühfunktion beim Diesel

• Illumination durch LEDs

Die zusätzlichen Bauteile für die Aufbau-ten sind ausführlich beschrieben. Für dieSchaltungen eignet sich ein Steckbrett, mitdem Sie ohne zu löten oder zu schraubendie Schaltungen aufbauen und durch Umstecken oder Austausch einzelner Komponenten mit dem Schaltungsaufbauexperimentieren können.

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