Wie funktioniert eigentlich ein Auto?
VON Frank Schneidewind Allgemein Auto
Der Brennstoff für ein Fahrzeug mit Verbrennungsmotor wird auch als Kraftstoff, Sprit oder Treibstoff bezeichnet. Er erfüllt die Aufgaben der Energiegewinnung im Motor durch kontrollierte Explosionen. In schneller Folge hintereinander gewährleisten diese eine Krafterzeugung, welche in herkömmlichen Verbrennungsmotoren in Drehmoment an einer Primärwelle (Kurbelwelle) umgesetzt wird. Das Drehmoment der Kurbelwelle im Fahrzeugbetrieb wird üblicherweise über einen automatischen Wandler (Automatikgetriebe) oder ein schaltbares Zahnkranzgetriebe (Schaltgetriebe) auf die Antriebsachse oder Antriebsachsen übertragen und sorgt somit für einen möglichen Vortrieb.
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In einem mehrzylindrigen Motorenkonzept wirken bis zu zwölf Zylinder an der koordinierten Krafterzeugung an der Kurbelwelle. Fahrzeugmotoren mit mehr als zwölf Zylindern sind machbar, es gab in den früheren Pionierjahren des Automobilbaus auch Motoren mit 16 Zylindern in speziellen Sportfahrzeugen oder Nutzfahrzeugen mit besonderen Anforderungen an die zu erbringende Leistung. Üblich sind seit den letzten Automobilgenerationen Kleinfahrzeuge mit zwei oder drei Zylindern, eine sehr weitverbreitete Klasse mit vier oder sechs Zylindern und Fahrzeuge besonderer Klassen mit acht, zehn oder zwölf Zylindern. Einzelne Herstellermarken sammeln Erfahrungen mit ungeraden Zylinderzahlen, dazu gehört beispielsweise Audis Konzept eines Fünf-Zylinder-Verbrennungsmotors.
Wie kommt es zur Kraftgewinnung im Motor?
Die Zylinder werden in der Regel in einer gewissen Abfolge den verschiedenen Vorgängen zugeordnet. Durchgesetzt hat sich in der Industrie eine Befüllung der Zylinder mit dem explosionsfähigen Treibstoffgemisch per zwangsgesteuertem Ventil. Ventile in einer Zylinderreihe werden daher über eine sogenannte Nockenwelle angesteuert, diese kann auch die Auslassventile nach erfolgter Verbrennung freigeben. Die Motoren, bei denen die Zylinder nicht in einer Reihe angeordnet sind (z. B. V6 oder V8) verfügen daher über mehr als nur eine Nockenwelle zur Ventilansteuerung. Eine von der Kurbelwelle angetriebene Steuerkette übernimmt den Antrieb der Nockenwelle oder Nockenwellen, auch wird die Zündreihenfolge bei den nicht-selbstzündenden Motoren programmiert zwangsgesteuert.
Wie kommt das Treibstoffgemisch in den Motor?
Der Treibstoff wird aus einem Vorratsbehälter an Bord (Tank) über eine Zuleitung dem Vergaser oder der Einspritzanlage zugeführt. Diese Aufgabe erledigt normalerweise eine Kraftstoffpumpe. Der Vergaser oder die Einspritzanlage vernebelt diesen Kraftstoff und führt ihm auch eine vorbestimmte Menge an Frischluft über einen Luftfilter zu. Dieser hat die Aufgabe, Unreinheiten und Schwebstoffe in der Umluft vom Motor fernzuhalten, und wird als Sicherungsmassnahme in den Zuluftstrom integriert. Modernere Fahrzeuge verfügen über ein Luftmengenmessgerät, welches die Zuluft programmiert dosiert (üblich bei vielen elektronischen Einspritzanlagen). Ältere Vergasermodelle erzeugen im Betrieb einen Unterdruck, welcher die Luftmenge steuert. Es gibt hier auch technisch komplexere Methoden, welche sich eines Turboladers oder Kompressors für die Zuluft bedienen.
Was geschieht mit den Verbrennungsgasen?
Um die Verbrennungsgase kümmert sich Auspuffsystem Ihres Fahrzeuges. Die heissen Gase werden üblicherweise über installierte Auspuffkrümmer vom Motor weggeleitet und unter dem Fahrzeug zusammengeführt. Hier werden sie dann durch einen oder mehrere Schalldämpfer geleitet, seit neueren Generationen findet sich auch ein Russfilter oder Katalysator in vielen Auspuffsystemen. Diese verringern die Umweltbelastung durch eine effizientere Reduzierung der Schadstoffe im Abgassystem. Ein oder mehrere Endrohre am Fahrzeugheck leiten das Abgas dann nach aussen ab. Auspuffsysteme und deren Optimierungen sind gerne der Gegenstand sogenannter einfacher Tuningmassnahmen. Eine mögliche Leistungssteigerung kann hier oftmals ohne Eingriffe am Motor selbst vorgenommen werden.
Was ist eine Servolenkung?
Während Fahrzeuge der frühen Automobilbauphase noch direkt wirkende Lenkungen hatten, greifen die Hersteller heutzutage auf das Prinzip einer Servolenkung zurück. Das ist eine automatisch wirkende Lenkhilfe, welche den Kraftaufwand beim Lenken drastisch reduziert. Die Servolenkung ist üblicherweise über den vollen und erlaubten Lenkachseneinschlag möglich. Die Lenkhilfe oder der Lenkassistent ist oftmals eine hydraulisch wirkende Kraftpumpe, welche durch einen Keilriemen oder Zahnriemen über den Motor (Kurbelwelle) angetrieben wird.
Elektrische Lenkassistenten gibt es auch, diese beziehen ihre Kraft von einem Elektromotor, welcher sensorüberwacht bei Bedarf einschreitet. Manche Fahrzeuge können bei ausgefallener Servolenkung mit erhöhtem Kraftaufwand noch fast normal bewegt und gelenkt werden. Eine defekte Servolenkung sollte umgehend gewartet werden. Fahrzeuge müssen bauartbedingt generell auch bei einem Totalausfall der Lenkhilfe noch lenkbar bleiben. Besonders im Stand, bei Rangierarbeiten und langsam gefahrenen Geschwindigkeiten stellen die nicht assistierten Lenkungen unter Umständen aber sehr hohe Anforderungen (Muskelkraft) an die Person am Lenkrad.
Wieso haben jetzt alle Fahrzeuge Bremskraftverstärker, war das immer schon so?
Der Bremskraftverstärker reduziert den nötigen Pedalweg am Bremspedal und macht das Bremsen erheblich einfacher. Bis in die 80er-Jahre des vergangenen Jahrhunderts hinein wurden an Kleinwagen auch selbstverstärkende Trommelbremsen oder Bremssysteme ohne Kraftunterstützung eingebaut und verwendet. Manche Altfahrzeuge der Generationen davor verfügten alternativ auch über ausladende Pedalwege. Diese hatten eine Grösse, dass die Pedalkraft für das Fahrzeug auch ohne Bremskraftverstärker ausreichend bemessen war.
Der Zugewinn an Komfort und auch Sicherheit dank Anlagen zur Bremskraftverstärkung sollte aber nicht länger nur den gehobeneren und besseren Fahrzeugklassen vorbehalten bleiben. Modernere Fahrzeuggenerationen ab den 90er-Jahren hatten dann entweder einen durch Unterdruck operierenden Bremskraftverstärker oder waren mit einem anderen System der Verstärkung ausgerüstet. Prinzipbedingt verfügen die Fahrzeuge einiger Baureihen auch über eine Technologie mit Vakuumpumpen und Saugpumpen im Bremskraftverstärker.
Oberstes Bild: Wie funktioniert ein Auto? (Bild: © pixelcaos – Fotolia.com)
