Wie funktioniert ein Motor?

Ein Automotor verbrennt Benzin mit Luft in seinen Zylindern. Das heiße Gas drückt einen Kolben nach unten, und die Kurbelwelle macht daraus eine Drehung für die Räder. Jeder Zylinder arbeitet in vier Takten: Ansaugen, Verdichten, Arbeiten, Ausstoßen. Darum heißt er Viertakt-Ottomotor. Bei vier Zylindern wechseln sich die Kolben ab.

Unterwegs

Motor zum Drehen und Durchschauen

Was drinnen passiert

1Der Anlasser dreht an

Ein kleiner Elektromotor, der Anlasser, schiebt sein Zahnrad in den Zahnkranz am Schwungrad und dreht die Kurbelwelle. Sobald die Zylinder zünden, läuft der Motor von allein, und der Anlasser zieht sein Zahnrad zurück.
2Ansaugen

Der Kolben fährt nach unten, das Einlassventil ist offen. So saugt er Luft in den Zylinder, und eine Düse spritzt fein verteiltes Benzin dazu. Die Nockenwelle drückt das Ventil genau im richtigen Moment auf.
3Verdichten

Beide Ventile sind zu. Der Kolben fährt nach oben und presst das Gemisch aus Luft und Benzin auf etwa ein Zehntel zusammen. Dabei wird es rund 400 °C heiß.
4Arbeiten

Kurz bevor der Kolben oben ist, springt an der Zündkerze ein Funke über. Das Gemisch verbrennt blitzschnell bei über 2000 °C, der Druck steigt auf 30 bis 60 bar und drückt den Kolben kräftig nach unten.
5Ausstoßen

Das Auslassventil öffnet. Der Kolben fährt wieder hoch und schiebt die Abgase in den Auspuffkrümmer. Dann beginnt alles von vorn. Für alle vier Takte dreht sich die Kurbelwelle zweimal.

Die wichtigsten Teile

Kolben: Ein Metallstopfen, der im Zylinder auf und ab gleitet; Ringe an seinem Rand dichten ab.
Pleuel: Die Stange zwischen Kolben und Kurbelwelle, sie überträgt den Druck des Gases.
Kurbelwelle: Die gekröpfte Welle unten im Motor, sie macht aus dem Auf und Ab der Kolben eine Drehung.
Nockenwelle: Eine Welle mit Buckeln (Nocken), die die Ventile im richtigen Takt aufdrücken; sie dreht sich halb so schnell wie die Kurbelwelle.
Einlassventil: Die Klappe, durch die frische Luft in den Zylinder strömt.
Auslassventil: Die Klappe, durch die das verbrannte Gas zum Auspuff hinausgeht.
Zündkerze: Sie lässt im richtigen Moment einen Funken überspringen und zündet das Gemisch.
Schwungrad: Eine schwere Scheibe an der Kurbelwelle, die den Motor zwischen den Zündungen gleichmäßig weiterdrehen lässt.

So erklärst du es deinem Kind

4–6 Jahre: Im Motor sind runde Dosen, in denen ein Stopfen hoch- und runterrutscht. Ein Funke zündet darin ein bisschen Benzin an, es gibt einen kleinen Knall, und der Stopfen wird nach unten geschubst. Das dreht am Ende die Räder.
7–9 Jahre: Denk an die Pedale am Fahrrad: Deine Beine drücken abwechselnd nach unten, und daraus wird eine Drehung. Im Motor drücken vier Kolben abwechselnd, angeschubst von brennendem Benzin, auf eine Kurbelwelle.
ab 10 Jahren: Ein Motor verwandelt die Energie im Benzin in Bewegung. Jeder Zylinder macht vier Takte: Ansaugen, Verdichten, Arbeiten, Ausstoßen. Nur einer davon schiebt, deshalb wechseln sich vier Zylinder ab, und ein schweres Schwungrad hält die Drehung gleichmäßig.

Eine Spritze als Kolben

Nimm eine Plastikspritze ohne Nadel, zum Beispiel aus der Apotheke. Zieh den Stempel halb heraus, halte die Spitze mit dem Finger zu und drück. Die Luft lässt sich zusammenpressen und drückt immer stärker zurück. Lass los: Der Stempel springt zurück. So drückt im Motor das Gas den Kolben.

Sicherheit

Ein laufender Motor und vor allem der Auspuff werden sehr heiß: nicht anfassen, auch nicht kurz nach dem Abstellen.
Abgase sind giftig: einen Motor nie in einer geschlossenen Garage laufen lassen.

Häufige Fragen

Wie funktioniert ein Elektromotor im Auto, und was ist anders?

Ein Elektromotor verbrennt nichts. Strom aus der Batterie fließt durch Spulen und macht sie zu Magneten, die den drehbaren Teil, den Rotor, rundherum ziehen. Es gibt keine Kolben, keine Ventile und keine Takte, und er zieht schon aus dem Stand kräftig. Er macht etwa 80 bis 90 Prozent der Energie zu Bewegung, ein Benzinmotor höchstens ein Drittel; der Rest wird Wärme.

Warum braucht ein Motor Öl?

Das Öl legt einen dünnen Film zwischen die Metallteile, die sich aneinander bewegen, zum Beispiel Kolben und Zylinderwand. Ohne ihn würde Metall auf Metall reiben, und der Motor wäre schnell kaputt. Außerdem kühlt das Öl heiße Teile wie die Kolben und hilft, den Zylinder abzudichten.

Warum braucht ein Motor Luft?

Benzin brennt nur mit dem Sauerstoff aus der Luft, genau wie eine Kerze. Darum saugt der Motor bei jedem Ansaugtakt frische Luft an. Mit dem Gaspedal lässt der Fahrer mehr Luft und mehr Benzin hinein, dann wird der Motor stärker.

Wie funktioniert eine Zündkerze?

Die Zündkerze steckt oben im Zylinder. Unten hat sie zwei Metallspitzen mit einem schmalen Spalt, etwa 1 Millimeter breit. Die Zündspule schickt im richtigen Moment eine sehr hohe Spannung hinein, dann springt über den Spalt ein Funke und zündet das Gemisch.

Wie funktioniert ein Viertaktmotor?

Jeder Zylinder wiederholt vier Schritte: Ansaugen, Verdichten, Arbeiten und Ausstoßen. Bei jedem Schritt fährt der Kolben einmal hoch oder runter, die Kurbelwelle dreht sich dabei eine halbe Runde. Für alle vier Takte braucht es also zwei Umdrehungen.