Benzinmotor

Kolben-Zylinder-Motoren
Die meisten Benzinmotoren sind Hubkolben-Zylinder-Motoren. Fast alle Motoren dieses Typs folgen entweder dem Viertaktzyklus oder dem Zweitaktzyklus.

Viertaktzyklus
Ein Verbrennungsmotor durchläuft vier Takte: Einlass, Kompression, Verbrennung (Leistung) und Auslass. Während sich der Kolben bei jedem Hub bewegt, dreht er die Kurbelwelle.
Von den verschiedenen Techniken zur Rückgewinnung der Energie aus dem Verbrennungsprozess war bisher der Viertaktzyklus die wichtigste. Bei geöffnetem Einlassventil senkt sich der Kolben zunächst im Ansaughub ab. Durch den dadurch entstehenden Unterdruck wird ein zündfähiges Gemisch aus Benzindampf und Luft in den Zylinder gesaugt. Das Gemisch wird komprimiert, wenn der Kolben im Kompressionshub nach oben fährt und beide Ventile geschlossen sind. Gegen Ende des Hubs wird die Ladung durch einen elektrischen Funken gezündet. Es folgt der Krafthub, wobei beide Ventile noch geschlossen sind und der Gasdruck durch die Ausdehnung des verbrannten Gases auf den Kolbenkopf bzw. -boden drückt. Während des Ausstoßhubs drückt der aufsteigende Kolben die verbrauchten Verbrennungsprodukte durch das offene Auslassventil. Der Zyklus wiederholt sich dann. Jeder Zyklus erfordert somit vier Kolbenhübe – Einlass, Kompression, Leistung und Auslass – und zwei Umdrehungen der Kurbelwelle.
Ein Nachteil des Viertaktzyklus besteht darin, dass nur halb so viele Krafthübe absolviert werden wie im Zweitaktzyklus und von einem Motor einer bestimmten Größe bei einer bestimmten Betriebsdrehzahl nur halb so viel Leistung erwartet werden kann. Der Viertaktzyklus sorgt jedoch für eine positivere Reinigung der Abgase (Spülung) und eine Neubeladung der Zylinder, wodurch der Verlust frischer Ladung an den Auspuff verringert wird.

Zweitaktzyklus
Im ursprünglichen Zweitaktzyklus (wie er 1878 entwickelt wurde) werden der Kompressions- und Arbeitstakt des Viertaktzyklus ohne die Einlass- und Auslasshübe ausgeführt, so dass nur eine Umdrehung der Kurbelwelle erforderlich ist, um den Zyklus abzuschließen. Beim Zweitaktmotor in sogenannter Gleichstrombauart wird das frische Kraftstoffgemisch durch ein Rotationsgebläse (siehe Abbildung) durch Umfangsöffnungen in den Zylinder gedrückt. Die Abgase strömen durch Tellerventile im Zylinderkopf, die durch einen Nockenfolgermechanismus geöffnet und geschlossen werden. Die Ventile werden so eingestellt, dass sie gegen Ende des Arbeitshubs beginnen, sich zu öffnen, nachdem der Zylinderdruck deutlich gesunken ist. Die Einlassöffnungen in der Zylinderwand beginnen sich zu öffnen, nachdem die Auslassöffnung den Zylinderdruck auf den vom Gebläse erzeugten Einlassdruck gesenkt hat. Die Auslassventile dürfen einige Grad Kurbeldrehung geöffnet bleiben, nachdem die Einlassöffnungen durch den aufsteigenden Kolben im Verdichtungstakt abgedeckt wurden, wodurch die Beständigkeit des Durchflusses gewährleistet wird, um den Zylinder gründlicher zu spülen. Die Kompressions- und Krafthübe ähneln denen des Viertaktmotors.
Ein solches System wird in vielen kleinen Benzinmotoren (z. B. kleinen Außenbordmotoren) und für benzinbetriebene Geräte (z. B. tragbare elektrische Generatoren) verwendet. Viele Zweitaktmaschinen sind für den von ihnen verursachten Lärm, CO2-Ausstoß und andere Formen der Luftverschmutzung berüchtigt, was einige Kommunen und US-Bundesstaaten dazu veranlasst hat, die Verwendung bestimmter Geräte (z. B. Laubbläser und Zweitakt-Außenbordmotoren) zu verbieten. . Ein weiterer Nachteil von Zweitaktmotoren besteht darin, dass der Rückstrom der Gase zu einem leichten Verlust an Frischladung durch die Auslasskanäle führt. Aufgrund dieses Verlusts ist der Kraftstoffverbrauch von Vergasermotoren, die im Zweitakt-Zyklus betrieben werden, geringer als bei Viertaktmotoren.

Gegenkolbenmotoren
Der Gegenkolbenmotor sorgt außerdem für eine Gleichstromspülung. Dieser Motor verfügt über zwei Kolben, die sich im selben Zylinder in entgegengesetzte Richtungen bewegen. Zwei Sätze von Öffnungen, die sich vollständig um die Zylinderbohrung erstrecken, sind so angeordnet, dass ein Satz von einem Kolben abgedeckt und freigegeben wird und der andere Satz vom zweiten Kolben gesteuert wird. Oben am Motor befindet sich eine zweite Kurbelwelle, an der die oberen Kolben befestigt sind. Die beiden Wellen sind durch Zahnräder verbunden.