So funktioniert ein Motor

1. Takt: Ansaugen

Beim Ansaugen öffnen sich die Einlassventile und ein Gemisch aus Kraftstoff und Luft strömt in den Brennraum. Die Auslassventile sind geschlossen. Der Kolben im Zylinder bewegt sich vom oberen Totpunkt zum unteren Totpunkt.

Sonderfall: Bei  modernen Direkteinspritzern läuft das etwas anders. Hier wird über das Einlassventil nur Luft eingesaugt, das Benzin dann direkt in den Zylinder gespritzt.

2. Takt: Verdichten

Beim Verdichten sind alle Ventile geschlossen und der Kolben rast im Zylinder zurück vom unteren Totpunkt zum oberen Totpunkt. Je stärker die Verdichtung, umso effizienter verbrennt im nächsten Schritt das Kraftstoff-Luft-Gemisch. Damit der Kolben möglichst den Raum zum Zylinder abdichtet und eine hohe Kompression erreicht, besitzt er am Rand Kolbenringe. Damit diese möglichst wenig reiben und schleifen, muss die Zylinderwand mit Schmierstoffen benetzt sein.

3. Takt: Arbeiten

Kurz bevor der Kolben den oberen Totpunkt erreicht, entzünden die Zündkerzen das verdichtete Gemisch aus Kraftstoff und Luft. Es kommt zur Explosion. Durch den Druck der Explosion rast der Kolben wieder in Richtung unterer Totpunkt – er arbeitet. Dabei überträgt er die Kraft der Explosion über die Pleuelstange auf die Kurbelwelle, die sich dadurch dreht. Diese Drehung wird über das Getriebe auf die Räder des Autos übertragen.

4. Takt: Ausstoßen

Beim vierten Takt Ausstoßen öffnen sich die Auslassventile und der Kolben zieht sich ein letztes Mal für diesen Durchgang vom unteren zum oberen Totpunkt.  Die Verbrennungsabgase gelangen so über den Abgaskrümmer in den Auspuff.
Und das Ganze beginnt von Neuem.

Drehzahl, Kurbelwelle, Nockenwelle?

Während eines Durchlaufs der vier Takte dreht sich die Kurbelwelle zweimal um sich selbst. Die Motordrehzahl, die immer im Armaturenbrett angezeigt wird, gibt an, wie oft sich die Kurbelwelle pro Minute dreht. Bei einer mittleren Motordrehzahl dreht sich die Kurbelwelle rund 3000 Mal in der Minute, bei hohen Drehzahlen sind es bis zu 6000 Mal in der Minute. Motoren von Formel-1-Rennwagen drehen bis zu 15.000 Mal in der Minute.

Je höher die Drehzahl ist, desto mehr Kraftstoff verbraucht das Auto. Denn klar, bei jedem Durchlauf der vier Takte wird Sprit in den Zylinder gegeben.
Beziehungsweise in die Zylinder, denn einzylindrige Motoren gibt es in Autos so gut wie gar nicht. Bei den meisten Motoren, wie etwa bei einem VW Golf, positionieren sich vier Zylinder hintereinander und werden Reihenvierzylinder genannt. Es gibt aber im Auto auch Motoren mit zwei Zylindern (Fiat 500) und welche bis 16 Zylinder (Bugatti Chiron), diese können in V-Form, Reihe oder als Boxermotor angeordnet sein.

Die Kurbelwelle sorgt übrigens nicht nur für den Antrieb des Autos, sondern auch indirekt für das Öffnen und Schließen der Ventile an den Zylindern. Sie ist über die Steuerkette oder den Zahnriemen mit der Nockenwelle verbunden. Und zwar so, dass die Drehzahl der Nockenwelle genau der halben Drehzahl der Kurbelwelle entspricht - schließlich sollen sich in einem Durchlauf der vier Takte die Ventile jeweils nur einmal öffnen und schließen.