Urmotor

Woher kommt die Kraft, die das Rad bewegt?

WORUM GEHT ES?
Die Bezeichnung „Urmotor“ geht auf die Tatsache zurück, dass seine Bauart und sein Funktionsmechanismus die Grundlagen für die mobile Entwicklung bis hin zum heutigen Auto bilden. Nur durch geschicktes Umstellen der Ventile im richtigen Moment kann die Luft im Zylinder so gesteuert werden, dass der Kolben hin und her fährt und in der Lage ist, das große Rad anzutreiben.

WESHALB IST DAS SO?
Durch Öffnen eines Ventils und gleichzeitiges Schließen des anderen wird in einem Kammerteil des Zylinders Druck aufgebaut. Dieser wirkt gleichmäßig auf die Zylinderwände und den Kolben im Zylinder. Da letzterer das einzig bewegliche Bauteil ist, wird der Kolben durch den Druckanstieg im Zylinder entweder nach links oder rechts gedrückt, je nachdem an von wo die Luft einströmt.

Diese Kolbenbewegung wird von der Kolbenstange, die direkt am Kolben angebracht ist, über eine andere Stange an das Schwungrad weitergegeben. Diese zweite Stange nennt man auch Pleuel-, Schub- oder Treibstange. Durch diese Verbindung wird auch das Schwungrad in Bewegung versetzt. Wenn der Kolben an einem Ende des Zylinders ankommt, endet die Bewegung. Deswegen nennt man diesen Punkt auch den Totpunkt. Allerdings kann der Totpunkt durch die Bewegung des Schwungrades und das gleichzeitige Wechseln der Ventilstellungen und damit der Einströmrichtung am Zylinder überwunden werden. Denn durch das Trägheitsmoment des Schwungrades und den gleichzeitigen Druckanstieg in der anderen Zylinderkammer wird der Kolben in seine Ausgangslage zurück gedrückt. Dieses Prinzip des Zusammenspiels von Schwungrad und Druckanstieg geht auf den englischen Ingenieur und Erfinder James Watt zurück.

Auch Dampfmaschinen oder Verbrennungsmotoren, die heute in sämtlichen Autos zum Einsatz kommen, beruhen auf diesem Zusammenspiel. Jedoch werden hier keine Gebläse zum Druckaufbau benutzt, sondern sich durch Erhitzen ausbreitendes Gas bei der Dampfmaschine und ein explodierendes Benzin-Luft-Gemisch im Fall des Verbrennungsmotors. Es wird also in beiden Fällen Wärmeenergie in Bewegungsenergie umgewandelt. Deshalb werden sie auch Wärmekraftmaschinen genannt.

Sehr gut ist die Vereinigung von Dampfmaschine und Urmotor an alten Dampflokomotiven zu sehen. Auch hier werden die Räder über Pleuelstangen und Kolben angetrieben, wobei die Schwungräder die Räder der Lokomotive selbst sind.

Stichworte: Kurbelantrieb, Dampfmaschine