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NEWS » Motortechnik |
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MotortechnikGeht es um Gartentechnik wird regelmäßig über die verschiedensten Antriebsartenarten gesprochen, denn im Unterschied zu Gartengeräten arbeitet bei Gartentechnik der Motor: Da gibt es im Bereich der Verbrennungsmotoren den Zweitakt- und den Viertaktmotor aber auch den Dieselmotor, und bei den elektrischen Antrieben die entsprechenden Elektromotoren für den Anschluss an die Steckdose, die Batterie oder sogar an Sonnenkollektoren. |
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12/10/2007 [#] Der Gartennewsletter: Die Gartenwoche im Überblick. Info: //Gartentechnik.com findet Ihren Fachhändler vor Ort, der Ihnen bei Fragen zur Motortechnik weiterhilft. Gartentechnik.de liefert News rund um die Garten- und Motortechnik.
Der Motor ist auf jeden Fall das Hauptbestandteil in einem PKW, aber auch in einem Gartengerät: Rund 6o Prozent der Kosten eines Gartengerätes entfallen auf seinen Antrieb. Damit wird klar, welche Bedeutung der Motor hat.
Die Industrie hat ihre Motortechnik und damit ihre Motoren in den letzten Jahren entschieden verbrauchsärmer gemacht aber nach unten - sprich bezogen auf den Verbrauch - ist technisch noch eine Menge möglich: Hier ist die weltweit einsetzende Diskussion über Erderwärmung und Klimaschutz ein starker Hebel, der die Bemühungen in dieser Richtung sicher beschleunigen wird. Leider lässt sich aber auch konstatieren, dass der Nutzer noch nicht bereit ist, für die aufwendigere Technik schadstoffreduzierter Motoren mehr Geld zu bezahlen, geschweige denn weniger Leistung zu akzeptieren. Ein neuer, umweltfreundlicher Motor muss deshalb heute bei weniger Verbrauch noch mindestens die gleiche Leistung - wenn nicht sogar eine höhere - bringen. Stichworte sind in diesem Zusammenhang zum Beispiel das 1-Liter-Auto, Russpartikelfilter für Dieselmotoren, oder Katalysatoren, oder auch die Brennstoffzelle, um die es aber leider still geworden ist: Alle diese Techniken Sie sollen helfen, den Benzinverbrauch zu senken und den Ausstoß von Schadstoffengasen zu reduzieren. Letztlich werden auch In Anbetracht der aktuell hohen und sicher weiter steigenden Spritpreise dafür sorgen, dass letztlich der Verbrauch weiter sinkt. Motorisierte Gartengeräte sind in diese Veränderungen mit eingebunden: Die großen Hersteller unternehmen daher eine Reihe von Anstrengungen, um auch die kleinen Verbrennungsmotoren umweltfreundlicher werden zu lassen. Die europäische Gesetzgebung tut ein Übriges und gibt die Rahmenbedingungen - auch für Gartentechnik - vor. In den nächsten Jahren müssen die Motoren in weitaus mehr Punkten umweltfreundlicher werden als nur im Verbrauch. - Je kleiner jedoch ein Motor ist, umso schwerer ist es, an ihm irgendwelche Veränderungen vorzunehmen. Jedes zusätzliche Bauteil macht ihn schwerer oder reduziert seine Leistung. Verbrennungsmotoren lassen sich nach unterschiedlichen Kriterien einteilen: Eine Möglichkeit ist die Unterteilung in Benzin- oder Dieselmotor. Eine weitere Unterscheidung könnte die Arbeitsweise des Motors sein. Er arbeitet entweder nach dem Prinzip des Zwei- oder des Viertakters. Ebenso ist eine Einteilung nach dem Bewegungsablauf möglich. Hier kann dann zwischen dem Hubkolben- oder dem Kreiskolbenmotor unterschieden werden. Die kleine Aufzählung ist noch lange nicht vollständig. Es gibt noch jede Menge andere Prinzipien, nach denen Motoren arbeiten. Wir erklären hier die, die auf Gartengeräten eingesetzt werden. Von der Menge her arbeiten die meisten Motoren jedenfalls als Hubkolbenmotoren.
Viertaktmotoren werden heute insbesondere bei größeren, motorisierten Gartengeräten fast nur noch verwendet: Hier hat der Zweitakter sehr viel Terrain eingebüßt. Aber wenn der Motor in irgendeiner Form schräg arbeiten muss, dann kommt der Zweitakter wieder ins Spiel. Warum? Viertakter lassen sich aufgrund der benötigten Schmierung nur bis zu einer bestimmten Neigung betreiben. Diese Hangtauglichkeit geben die Hersteller daher auch immer an. Kurzzeitig kann dieser Wert überschritten werden: Reißt der Schmierfilm zwischen Kolben und Zylinder aber einmal ab, ist der Motor innerhalb kürzester Zeit ruiniert! Der andere Fall, wenn also Öl in den Brennraum gelangt, ist das genauso Gift für den Viertakter. Der weltweite Markt für handgetragene Motorgeräte ist mit 1oo Millionen verkaufter Motoren pro Jahr äußerst interessant: Deshalb sind kleine Viertaktmotoren auf den Markt gekommen, die auch auf den Kopf gestellt laufen. Es würde in diesem Beitrag zur Unterscheidung der Motoren zu weit führen, die oft pfiffigen und ungewöhnlichen Lösungen der Techniker im Einzelnen vorzustellen. Aber sie funktionieren alle, auch wenn noch eine Reihe von Kinderkrankheiten zu beseitigen sind oder es noch an ausreichender Leistung fehlt. Vom Laufverhalten und vom Gesichtspunkt des Umweltschutzes aus gesehen, sind diese handgetragenen Viertaktmotoren jedenfalls ein technologischer Sprung nach vorne.
Wenn das Befüllen und Entleeren nun in einem Arbeitsgang vonstatten geht, 'treffen' sich frisches und verbrauchtes Gemisch: Der Vorgang lässt sich damit nie zu 1oo Prozent trennen. Einmal wird ein wenig verbrauchtes Gemisch noch einmal gezündet, oder frisches Gemisch entweicht, ohne verbrannt worden zu sein. Und das ist exakt die Problematik beim Zweitakter, die ihn von Seiten der Umweltschützer angreifbar macht. Bei größeren Motoren hat er deshalb auch in den letzten Jahren überaus deutlich Terrain gegenüber dem Viertaktmotor verloren. Wo er aber seine Vorteile ausspielen kann, hat er sich seinen Marktanteil sichern können. Und die liegen in seinem niedrigen Gewicht, seinen wenigen Bauteilen - wichtig für eine kostengünstige Serienfertigung - und in seiner Alllagentauglichkeit. Damit ist gemeint, dass er in jeder Lage, also auch auf dem Kopf liegend, laufen kann. Für kleine, handgetragene Geräte wie Kettensägen, Laubbläser oder Freischneider sind deshalb Zweitakter immer noch unentbehrlich. Die wenigen verbliebenen reinen Zweitaktmotorenhersteller waren aufgrund des Abgasverhaltens gezwungen auch für ihre Motoren neue, umweltschonende Technologien zu entwickeln: Dabei zeigte sich wieder einmal, wie viele Lösungsansätze die menschliche Phantasie erfolgreich beschreiten kann. Durchweg alle Hersteller haben dem Zweitakter die weiße Rauchfahne in einem Maße abgewöhnt haben, wie dies bis vor einigen Jahren nicht für möglich gehalten worden wäre. Ob sich aber weitere, unbedingt notwendige Verbesserungen im Abgasverhalten gleich dynamisch in die Zukunft fortschreiben lassen, bleibt eine der Überlebensfragen für den Zweitaktmotor. Sowohl bei Zwei- als auch bei Viertaktmotoren wird das Kraftstoff-Luftgemisch im Vergaser erzeugt: Er sorgt dafür, dass sich Kraftstoff und Luft möglichst fein vermischen, bevor sie in den Brennraum gelangen. Die Zündkerze spendet im richtigen Augenblick den passenden Funken, damit das Ganze kontrolliert zur Verbrennung gebracht wird.
Um das Benzin zu verbrennen, finden wir nun bei einem herkömmlichen Viertakt-Benzinmotor für Motorgeräte eine Zündkerze, einen Vergaser sowie - ganz wichtig - eine Ölwanne, in der sich das Öl zum Schmieren immer wieder sammelt: Von hier aus werden Kolben und Motor geschmiert. Mit einem Messstab wird der Ölstand in der Wanne kontrolliert. Dem Kraftstoff darf deshalb beim Viertaktmotor kein Öl zugesetzt werden! Die Zweitaktmotoren auf Gartengeräten werden ebenfalls mit Benzin betrieben: Also finden wir wieder unsere Zündkerze, aber keine Ölwanne und damit keinen Ölmessstab. Denn dem Kraftstoff muss beim herkömmlichen Zweitakter das Öl schon beigemischt sein! Früher geschah das in Mischungen von 1:2o, also 1 Teil Öl auf 2o Teile Benzin, heute geht das ohne Weiteres hoch auf 1:5o und in Einzelfällen auf 1:1oo. Hierbei muss man sich in jedem Fall nach den Herstellerangaben richten. Beim Zweitakter wird also durch das Gemisch geschmiert. Das verbrannte Öl als weiß-graue Wolke war dann auch der Grund für die berühmte 'Trabbi-Fahne'. Benzinmotoren bei Gartentechnik werden über den Reversierstarter, oder, immer öfter, mit einem elektrischen Anlasser gestartet: Das Typische beim Reservierstarter ist das Seil, das zu ziehen ist. Damit werden so genannte Klinken in Bewegung gesetzt, die die Kurbelwelle bewegen und die ersten Takte des Motors auslösen. Nach erster Zündung und Verbrennung läuft der Motor dann von alleine weiter. Durch automatische Dekompressionsventile wird dieser manuelle Startvorgang erleichtert. Dabei lässt das Dekompressionsventil im Moment des Startvorganges kontrolliert Luft aus dem Verbrennungsraum entweichen, wodurch der Kompressionsdruck erheblich reduziert wird. Beim elektrischen Anlasser wird nur der Startschlüssel gedreht: Unter der Voraussetzung einer geladenen Batterie sollte der Motor dann sogleich starten. Seit einiger Zeit sind auch Federstartsysteme am Markt. Hierbei muss einmal die Feder durch Ziehen des Starterseiles aufgezogen werden. Mit der gespeicherten Federkraft lässt sich anschließend der Motor starten, weit kraftvoller und stärker als das mit Muskelkraft möglich ist. Der laufende Motor spannt die Feder wieder, die dann wieder für den nächsten Startvorgang die Kraft liefert.
Die Gemischbildung erfolgt erst im Brennraum selbst: Beim ersten Ansaugtakt wird reine Luft 'getankt', die anschließend verdichtet wird. Dabei steigt ihre Temperatur auf mehrere hundert Grad an. Das ist die Voraussetzung dafür, dass sich der eingespritzte Diesel selbst entzündet. Dieselmotoren arbeiten folglich mit weit höheren Verdichtungen als Benzinmotoren: Der Wert kann bis zum Dreifachen höher liegen. Für die Konstruktion von Dieselmotoren bedeutet dies dickere Motorwände, stärkere Kurbelwellen, Pleuel und Kolben, um die höheren Drücke aufnehmen zu können, und damit ein grundsätzlich höheres Motorengewicht. Durch die höhere Verdichtung lassen sich Dieselmotoren schwerer starten. Ihre elektrischen Starter benötigen deutlich höhere Stromstärken. Wenn von Hand gestartet werden soll, kommen Stahlkurbel und Dekompressionsventil zum Einsatz, die den Kolben mit so viel Schwung versehen, dass er die erste Selbstzündung schafft: Besonders bei niedrigen Temperaturen ist das Von-Hand-Starten eines Diesels echte Knochenarbeit. Durch das bekannte Vorglühen wird der Kraftstoff zündfähiger gemacht, ebenso durch Zusätze im Winter. Der 'Winterdiesel' ist deshalb fast unmerklich leistungsschwächer als der 'Sommerdiesel'. Relativ neu sindErst vor einigen Monaten wurde der erste Reversierstarter für Dieselmotoren vorgestellt. Mal sehen, ob und wie sie angenommen werden. Ein weiterer Nachteil des Dieselmotors ist sein im Vergleich zum Ottomotor hoher Ausstoß an Stickoxiden und Russpartikeln: Bei Kleindieseln fängt man jetzt gerade an Russpartikelfilter nachzuschalten. Das gerade veröffentlichte Urteil zur Feinstaubbelastung in Wohngebieten wird die Aus- und Nachrüstung von Dieselmotoren deshalb deutlich beschleunigen. In diesem Zusammenhang taucht neuerdings manchmal der Begriff 'Common Rail-Einspritzung' auf: Im Gegensatz zu herkömmlichen Einspritzsystemen wird hierbei ein konstant hoher Einspritzdruck erzeugt, der damit unabhängig von Drehzahl und der einzuspritzenden Kraftstoffmenge ist. Damit lässt sich ein fast perfektes Luft-Kraftstoff-Gemisch für jede Drehzahl erzeugen. Gesteuert wird das Ganze über eine spezielle Elektronik. Die wesentlichen Vorteile des Dieselmotors sind sein geringerer Kraftstoffverbrauch, seine große Zuverlässigkeit und eine lange Lebensdauer: Auf Gartengeräten für den kleinen Privatgarten werden Dieselmotoren in der Regel nicht eingesetzt; die Ausnahme sind größere Aufsitzmäher und Rasentraktoren. - Die neuesten Entwicklungen beim Dieselmotor laufen aber darauf hinaus, sein Gewicht und sein Anlassverhalten so zu verbessern, dass sie auch hier eingesetzt werden können.
SV steht für Side Valve, also für seitliche oder unten gesteuerte Ventile: Sie sind seitlich neben dem Zylinder angeordnet. Sie werden von der schräg über der Kurbelwelle angeordneten Nockenwelle meist direkt über kurze Stößel betätigt, während die Nockenwelle nahezu ausschließlich über Zahnräder von der Kurbelwelle angetrieben wird. Rennmotoren erhielten zu Beginn des 2o. Jahrhunderts die ersten V-förmig im Zylinderkopf hängenden Ventile und die ersten im Zylinderkopf gelagerten Nockenwellen tauchten auf: Sie wurden als Over Head Camshaft [OHC], oder zu Deutsch als oben liegende Nockenwelle bezeichnet. Da Ketten noch zu unzuverlässig waren und der Zahnriemen noch nicht erfunden war, trieb man die Nockenwelle mit einer Königswelle und zwei Kegelradsätzen an. Bei Stationärmotoren wurde die OHC-Bauweise nur zögerlich eingeführt, weil sie die Bauhöhe des Motors vergrößert: Vorteilhaft ist, dass der Direktantrieb der Ventile über Tassenstößel oder Kipphebel die bewegten Massen des Ventiltriebs gegenüber OHV reduziert, so dassß bei Langsamläufern - dazu zählen die Stationärmotoren - die Einstellung des Ventilspiels nur in sehr großen Intervallen notwendig ist. Die OHV-Bauweise steht für Over Head Valve, also Ventile über dem Zylinderkopf: Dabei bleibt die Nockenwelle unten im Zylinderblock und treibt nun die Ventile über lange Stößelstangen und Kipphebel an. Zwar behielten viele Hersteller den Zahnradantrieb von der Kurbel- zur Nockenwelle, aber es tauchten allmählich auch Kettentriebe auf. Der Vorteil der OHC- oder OHV-Motoren liegt in dem optimalen Verdichtungsraum, durch den eine höhere Leistung bei geringerem Kraftstoffverbrauch erzielt wird.
Der nächste Schritt in der Antriebstechnik wird mit einiger Sicherheit die Brennstoffzelle sein: Aber es ist ruhig um sie geworden, was auf viele technische Probleme schließen lässt. Der relativ kleine Markt für Stationärmotoren ist deshalb erst einmal außen vor. Im Frühjahr 2008 wird ein Hersteller einen 'Hybridmotor' vorstellen. Leider arbeitet der allerdings ausschließlich im elektrischen Bereich, einmal über Akku und alternativ an der 230-V-Steckdose. Aber vielleicht gibt es ja auch einmal den Rasenmäher, der mit Verbrennungs- und angeschlossenem Elektromotor arbeitet? Denn gemeinhin ist erst damit das Kriterium 'Hybridmotor' erfüllt. Wann allerdings erste Gartengeräte mit dieser Technik im Laden stehen, ist momentan noch nicht absehbar.
In der Zeit vom o8. bis 11. November 2007 finden sich in der alten Kaiserstadt Goslar in der Kaiserpfalz die WinterTräume, mit Märchenerzählerinnen, den vorweihnachtlichen Gedanken und allem, was ein schönes Zuhause so wunderschön werden lässt. ...mehr Schloss Dennenlohe hat den Deutschen Gartenbuchpreis ins Leben gerufen (gesponsert von Stihl). Dabei wurden erstmals die schönsten Bücher zum Thema Gartenkunst und Landschaftskultur in drei unterschiedlichen Kategorien ausgelobt: Bester Bildband, Bester Ratgeber, Bestes Buch über Gartengeschichte. Außerdem wurden die besten 'grünen' Internetseiten prämiert. Gartentechnik.de wurde in dieser Zusatzkategorie ausgezeichnet! Der Preis wurde am o6. Oktober 2007 auf Schloss Dennenlohe verliehen, das mit seiner ungewöhnlichen Gartenanlage den perfekten Rahmen für die Veranstaltung bot. ...mehr |
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