Diese Hausarbeit für den Fachbereich der Maschinentechnik soll dem Leser einen Einblick in den Bereich der Antriebssysteme geben.
Im Folgenden sollen dabei nur Verbrennungsmotoren als Antriebssystem betrachtet werden. Natürlich gibt es auch diverse andere Antriebssysteme wie z.B. Elektromotoren oder Dampfmaschinen. Im Rahmen meines Seminars wurden von mir allerdings nur die Verbrennungsmotoren aufgrund der Komplexität dieses Themas ausführlich betrachtet. Somit wird hierin auch der Schwerpunkt dieser Hausarbeit liegen.
Zu Beginn sollen Grundsätzliche Sachverhalte und Wirkprinzipien der Verbrennungsmotoren verständlich dargestellt werden. Es werden dabei Der Otto- und der Dieselmotor zunächst grob erläutert. Anschließend werden die Zwei- und Viertaktprinzipien anhand des Ottomotors erklärt und differenziert. Ich beginne mit dem Viertaktprinzip, da die Prozesse dort klarer voneinander getrennt sind als beim Zweitakt- Prinzip und daher leichter verständlich sind. Abschließend werden diese Prinzipien auf den Dieselmotor übertragen und Unterschiede bzw. Vor- und Nachteile der beiden Motorenarten aufgezeigt.
Es wäre auch möglich, zu Beginn nur den Ottomotor einzuführen und das Zwei- und Viertaktprinzip daran darzustellen, um danach erst den Dieselmotor zu erwähnen und als Erweiterung einzuführen. Viele Lehrbücher machen dies auch so. Ich habe mich aber dafür entschieden den Dieselmotor zu Beginn (mit dem Hinweis dass später eine einfache Übertragung des Zwei- bzw. Viertaktprinzips folgen wird) gleichwertig aufzuführen. Dies hat zwei Gründe: Erstens hat der Leser so gleich einen kompletteren Überblick über die Arbeit und mein Vorgehen. Zweitens wirkt der Dieselmotor bei einem hinzufügen oder anhängen am Ende meiner Meinung nach auch nur wie ein Anhängsel oder eine kleine Erweiterung. Dabei ist der Dieselmotor aber tatsächlich eine alleinige komplette Konstruktion die im Konkurrenzkampf zum Ottomotor steht.
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung
2. Der Verbrennungsmotor
2.1 Ottomotor
2.2 Dieselmotor
2.3 Viertakt- Ottomotor
2.4 Viertakt- Prinzip
2.5 Zweitakt- Ottomotor
2.6 Zweitakt- Prinzip
2.7 Unterschiede des Zwei- und Viertakt- Ottomotors
2.8 Vor- und Nachteile des Zweitakt- Ottomotors
2.9a Unterschiede der Arbeitsweise des Dieselmotors im Vergleich zum Ottomotor
2.9b Grundsätzliche Unterschiede des Otto- und Dieselmotors
2.9c Vor- und Nachteile des Dieselmotors
3. Entwicklung und Zukunft der Motorentechnik im Automobilbereich
4. Mögliche Umsetzungen in der Schule mit Bildungsplanbezug
4.1 Umsetzung im Unterricht
4.2 Bildungsplanbezüge
5. Reflexion
6. Literaturangaben
Zielsetzung & Themen
Die vorliegende Hausarbeit gibt einen Überblick über verschiedene Antriebssysteme, wobei der Fokus auf dem Funktionsprinzip und der Entwicklung von Verbrennungsmotoren im Automobilbereich sowie deren didaktischer Einbindung in den Schulunterricht liegt.
- Grundlegende Wirkungsweisen von Otto- und Dieselmotoren
- Vergleich zwischen Zwei- und Viertakt-Prinzipien
- Zukunftsperspektiven und technologische Entwicklungen in der Automobilbranche
- Pädagogische Konzepte zur Vermittlung von Motorentechnik im Unterricht
- Einordnung in bestehende Bildungspläne für Realschulen und Werkrealschulen
Auszug aus dem Buch
2.4 Viertakt- Prinzip
Nun wird beschrieben, wie das Viertaktprinzip arbeitet. Jeder der vier Punkte steht dabei für einen Takt.
1. Ansaugen: Der Kolben bewegt sich nach UT. Das Einlassventil ist offen, das Kraftstoff- Luft -Gemisch wird durch Abwärtsbewegung des Kolbens angesaugt.
2. Verdichten: Der Kolben bewegt sich nach OT, es sind beide Ventile geschlossen, das Kraftstoff- Luft- Gemisch wird komprimiert (verdichtet).
3. Arbeiten: Die Ventile sind weiterhin geschlossen, kurz bevor der Kolben den OT erreicht zündet die Zündkerze und Kraftstoff- Luft- Gemisch. Es explodiert und treibt Kolben nach UT.
4. Ausstoßen: Kolben bewegt sich nach OT, das Auslassventil ist offen. Der Kolben drückt Abgas aus dem Zylinder.
[vgl. Thane 2010, Grundwissen]
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung: Diese Einleitung skizziert den Fokus der Arbeit auf Verbrennungsmotoren, die wissenschaftliche Vorgehensweise und die beabsichtigte didaktische Relevanz für den schulischen Unterricht.
2. Der Verbrennungsmotor: Hier werden die technischen Grundlagen, Funktionsweisen sowie Vor- und Nachteile von Otto- und Dieselmotoren, unterteilt in Zwei- und Viertaktprinzipien, detailliert erläutert.
3. Entwicklung und Zukunft der Motorentechnik im Automobilbereich: Dieses Kapitel betrachtet die stetige technische Optimierung der Motoren und diskutiert zukünftige Antriebsformen wie Hybrid- und Elektroantriebe vor dem Hintergrund begrenzter Ölreserven.
4. Mögliche Umsetzungen in der Schule mit Bildungsplanbezug: Hier werden methodische Ansätze für den Unterricht diskutiert und eine direkte Verknüpfung zu den Kompetenzanforderungen der aktuellen Bildungspläne hergestellt.
5. Reflexion: Der Autor resümiert den Erkenntnisgewinn während der Erstellung der Arbeit und reflektiert die Bedeutung der tieferen Auseinandersetzung mit moderner Antriebstechnologie.
6. Literaturangaben: Dies ist das Verzeichnis der verwendeten Quellen und weiterführenden Informationen zur Erstellung der Hausarbeit.
Schlüsselwörter
Antriebssysteme, Verbrennungsmotor, Ottomotor, Dieselmotor, Viertaktmotor, Zweitaktmotor, Motorentechnik, Automobilbranche, Hybrid-Auto, Elektroauto, Unterrichtseinheit, Bildungsplan, Technikunterricht, Umweltschutz, Energieumwandlung
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Hausarbeit grundsätzlich?
Die Arbeit behandelt die Technik von Verbrennungsmotoren, vergleicht verschiedene Funktionsprinzipien und zeigt deren Bedeutung für die Automobilbranche sowie deren Relevanz für den Schulunterricht auf.
Welche Motorentypen werden zentral thematisiert?
Im Zentrum stehen der Otto- und der Dieselmotor, jeweils in ihrer Ausprägung als Zwei- oder Viertaktmotor.
Was ist das primäre Ziel der Arbeit?
Das Ziel ist es, technische Wirkungsprinzipien verständlich zu erklären und didaktische Wege aufzuzeigen, wie dieses komplexe Thema Schülern vermittelt werden kann.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Die Arbeit nutzt eine Literaturanalyse, um technische Wirkungsprinzipien darzustellen, kombiniert mit einer fachdidaktischen Analyse zur Umsetzung im Schulunterricht.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die Erläuterung der Motorfunktionen, die Analyse der technologischen Entwicklung und Zukunftsaussichten sowie die praktische Gestaltung einer Unterrichtseinheit.
Welche Keywords beschreiben die Arbeit am besten?
Die zentralen Schlagworte sind Verbrennungsmotoren, Motorentechnik, Antriebssysteme, Bildungsplan, Didaktik, Elektromobilität und technischer Wandel.
Warum wird der Dieselmotor als Selbstzünder bezeichnet?
Im Gegensatz zum Ottomotor benötigt der Dieselmotor keine Zündkerze, da er die angesaugte Luft so stark verdichtet, dass sie sich durch die entstehende Hitze bei der Einspritzung des Kraftstoffs von selbst entzündet.
Welche Rolle spielt die Motorentechnik im modernen Schulunterricht?
Sie dient dazu, Schülern ein Verständnis für mechanische Abläufe, Energieumwandlung und ökologische Folgen von Mobilität zu vermitteln, wie es in den Bildungsplänen für Technik-Fächer gefordert wird.
- Arbeit zitieren
- Rene Schien (Autor:in), 2010, Antriebssysteme in der Maschinentechnik: Verbrennungsmotoren, München, GRIN Verlag, https://www.hausarbeiten.de/document/231604
