Was passiert wenn ich beim Auto fahren aufs Gas drücke? Was passiert im Motor?
Eher physikalische antowrten wären mir Lieber keine "das auto wird schneller" antworten
Danke Im voraus 👍🏻
11 Antworten
Was genau beim Gasgeben passiert, hängt von der Art des Motors ab. Bei Ottomotoren (meist "Benziner") öffnen sich eine oder mehrere Drosselklappen (bei älteren Zweiradmotoren manchmal auch Schieber) im Ansaugbereich, früher per Seilzug, heute durchweg elektrisch. Hierdurch können die Kolben mehr Luft ansaugen, dies wird von Luftmassenmessern registriert (früher gab es auch Stauklappen), mehr Sprit wird hinzugegeben, damit die Relation von Kraftstoff zu Luft immer ungefähr gleich und somit zündfähig bleibt, die Verpuffung in den Zylindern wird kräftiger, mehr Kraft wird auf die Kolben abgegeben, das Drehmoment steigt, ebenso wie die Drehzahl, somit hat man mehr Leistung. So im Groben, es gibt selten auch noch Sonderformen, bei denen der Ventilhub vergrößert wird (BMW Valvetronic). Das Ganze nennt sich im Fachjargon "Quantitätsregelung".
Bei Selbstzündern ("Dieselmotor") ist das anders. Die saugen immer an, was in die Brennräume hineinpasst, eine Drosselklappe zur Leistungsregelung gibt es nicht (ja, ich weiß, es werden manchmal trotzdem welche verbaut, aber die haben eine andere Funktion). Stattdessen wird beim Gasgeben alleine die Einspritzmenge erhöht, früher ebenfalls mechanisch, heute elektrisch. Der Rest des Wirkprinzips zur Leistungssteigerung ist identisch zum Ottomotor. Daraus folgt, dass Dieselmotoren ständig die Relation von Kraftstoff zu Verbrennungsluft ändern, je nachdem, wieviel Gas man gibt. Das nennt sich "Qualitätsregelung".
Bei einem Benzinmotor öffnet sich die Drosselklappe, der Motor saugt mehr Luft an, das Steuergerät passt die Einspritzmenge an die angesaugte Luftmasse an (es wird mehr Kraftstoff eingespritzt) hierdurch kommt es zu einer stärkeren Verbrennung innerhalb der Zylinder. Durch die stärkere Verbrennung, werden die Kolben mit mehr Kraft heruntergedrückt, die Motordrehzahl und somit die Leistungsabgabe steigt.
Beim Dieselmotor bleibt die Luftmasse gleich, aber das Gemisch wird fetter. Siehe Antwort oben von mir.
Bei allen Motoren läuft es rein physikalisch gesehen darauf hinaus, dass die Zufuhr an Primärenergie in den Motor erhöht wird, sodass er dadurch mehr Arbeit leisten kann, die an der Antriebswelle zur Verfügung steht. Wenn man das pro Sekunde betrachtet, würde die Formulierung lauten: "Dadurch, dass man den Primärenergiestrom erhöht, steht mehr mechanische Leistung an der Antriebswelle zur Verfügung."
Wie die Zufuhr an Primärenergie geregelt oder gesteuert wird, hängt dann ganz vom technischen Motorkonzept ab.
Dieselmotoren und Turbinen: die Einspritzmenge wird ergöht
Benzinmotoren: durch das Öffnen der Drosserlklappe wird die Ansaugmenge an Gemisch erhöht
Elektromotoren: je nach Bauart wird durch Änderung der Spannung, Strom, Frequenz oder der Erregung die zugeführte elektrische Energie erhöht.
Der Motor holt tief Luft und die Zylinder beginnen zu hämmern :)
Naja "Das Auto wird schneller" ist eine vollkommen physikalisch korrekte Antwort, genau so wie die kinetische Energie des Autos erhöht sich.
Was genau passiert kommt drauf an welcher Motor verwendet wird, im groben läufts aber so ab:
Bei Diesel und Benzinern, wird die Drosselklappe weiter geöffnet wodurch mehr Luft in den Motor kommt.
Bei Vergasermotoren bewirkt ein größerer Luftfluss automatisch einen größeren Kraftstofffluss und der Motor entwickelt mehr Drehmoment.
Bei Motoren mit Einspritzung wird die Kraftstoffzufuhr elektronisch an den Luftfluss angepasst, im einfachsten Fall reicht dafür die Lambdaregelung aus, bei Mechanischem Gaszug kommt aber oft noch ein Drosselklappensensor dazu womit das Motorsteuergerät ohne verzögerung auf Änderungen der Drosselklappen reagieren kann und bei einem Elektronisch Gas läuft sowieso alles direkt übers Motorsteuergerät.
Bei Elektromotoren wird die Effektive Spannung an den Wicklungen erhöht, wodurch der Motor mehr Drehmoment entwickelt. Die Nachführung des Drehfelds passiert hierbei passiv über Detektierung der momentanen Ankerlage. Diese kann jetzt zB über Hall Sensoren gemessen werden, wie zB bei BLDC Motoren üblich, oder sie kann ohne Hallsensoren über die, vom Anker, induzierte Gegenspannung detektiert werden, das kommt bei BLDC und Synchronmaschinen zur Anwendung. Die Steuerung von Asynchronmaschinen erfolgt ähnlich, wobei hier die Lageerkennung des Ankers schwieriger ist.
Die verwendeten Kommutierungsverfahren sind Blockkommutierung bei BLDC und Sinuskommutierung bei Synchron/Asynchronmaschinen.
Gibt zwar auch Dieselmotoren mit Drosselklappe, aber ja für den Betrieb wird sie nicht benötigt.
Im Normalfall erfolgt die Steuerung über die Kraftstoffmenge, das war natürlich falsch den Diesel in dieser weise mit dem Benziner gleich zu setzen.
Zeig mir mal einen Dieselmotor, der seine Drosselklappe beim Gasgeben öffnet, sowie einen Ottomotor, der sich alleine über die Lambdaregelung regelt. Wirst Du nicht finden!
Einen Ottomotor nur mit Lambdaregelung zu betreiben ist möglich, wenn auch nicht der Normalfall, aber das habe ich auch nicht behauptet.
Ich habe gesagt im einfachsten Fall würde die Lambdaregelung ausreichen was auch der Fall ist (das Motorverhalten ist in dem Fall natürlich nicht zufriedenstellend), ich habe aber nicht gesagt, dass es Autos ganz ohne Drosselklappensensor gibt.
Mechanischem Gaszug kommt aber oft noch ein Drosselklappensensor dazu
Dieser Teil war natürlich falsch geschrieben, es müsste das "oft noch" wegfallen.
Ich kenne es so: Mindestens einen Drucksensor, dazu einen Drosselklappensensor. Heutzutage üblich ist fast durchweg ein Luftmassenmesser. Man kann einen Ottomotor auch ohne all diese Dinge (auch ohne Lambdasonde) betreiben, ist dann halt unpräzise bezüglich Gemischbildung. Fast jeder Vergasermotor arbeitet so.
Bezüglich Dieselmotor und Drosselklappe hast Du Dich leider nicht geäußert. Es ist nämlich falsch, dass sich die Drosselklappe bei einem Dieselmotor öffnet. Richtig ist, dass der Dieselmotor prinzipiell gar keine Drosselklappe braucht, denn er läuft entdrosselt, regelt seine Leistung rein über die Spritmenge, das Gemischverhätnis variiert ständig, je nach Last. Nennt sich "Qualitätsregelung". Wenn trotzdem eine DK verbaut ist, dann nur, damit das Abstellen sanfter erfolgt, oder auch als Ersatz für eine Vakuumpumpe zur Erzeugung von Unterdruck (Bremskrftverstärkung).
Ich kenne es so: Mindestens einen Drucksensor, dazu einen Drosselklappensensor. Heutzutage üblich ist fast durchweg ein Luftmassenmesser. Man kann einen Ottomotor auch ohne all diese Dinge (auch ohne Lambdasonde) betreiben, ist dann halt unpräzise bezüglich Gemischbildung. Fast jeder Vergasermotor arbeitet so.
Bezüglich Dieselmotor und Drosselklappe hast Du Dich leider nicht geäußert. Es ist nämlich falsch, dass sich die Drosselklappe bei einem Dieselmotor öffnet. Richtig ist, dass der Dieselmotor prinzipiell gar keine Drosselklappe braucht, denn er läuft entdrosselt, regelt seine Leistung rein über die Spritmenge, das Gemischverhätnis variiert ständig, je nach Last. Nennt sich "Qualitätsregelung". Wenn trotzdem eine DK verbaut ist, dann nur, damit das Abstellen sanfter erfolgt, oder auch als Ersatz für eine Vakuumpumpe zur Erzeugung von Unterdruck (Bremskraftverstärkung).
Ja genau so war es auch gemeint. Es ging einfach nur darum einen Überblick zu schaffen wie das funktioniert und nicht zu sehr ins Detail zu gehen, welcher Sensoren es gibt und warum diese verbaut sind. So könnte man gleich noch mit Zündpunktsteuerung etc. anfagen, wobei das aber nicht Ziel der Antwort war.
Im Prinzip steht ja nur da, bei Vergaser Motoren richtet sich der Treibstofffluss rein mechanisch nach dem Luftfluss und bei Einspritzern wird die Treibstoffmenge mit Sensoren und Regelungtechnik aktiv dem Luftstrom und den Motorparametern angepasst.
Die Beschreibungen von BLDC, Synchron und Asynchronmotoren sind ja auch nicht gerade bis ins letzte Detail. Da gibts ja dann auch noch Vorsteuerungsalgorithmen, sonst würde ja kein Autobauer einen effizienten Elektromotor mit Asynchronläufer zusammenbekommen.
Bezüglich Dieselmotor, siehe mein Kommentar zu Waterloo09
Und bei Diesel motoren da wird ja veraucht mehr luft auch anzusaugen oder aber da kann Ja Auch nicht nur luft angesaugt werden. Wie. Ist es bei dem Diesel Motor? 🤔