Viertaktprinzip

Das Viertaktprinzip, auch Vieraktzyklus, beschreibt das Arbeitsprinzip von Verbrennungsmotoren, bei dem der Arbeitsprozess in vier Phasen des Kolbenwegs abläuft: Ansaugen, Verdichten, Zündung und Arbeit, sowie Ausstoßen. Das Prinzip unterscheidet sich vom Zweitaktprinzip durch die räumliche Trennung von Ansaugen und Ausstoßen sowie durch eine vollständige Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemischs innerhalb eines Zyklus.

In den einzelnen Takten arbeiten Verbrennungsmotoren wie folgt: Beim Ansaugtakt öffnet das Einlassventil, der Kolben bewegt sich nach unten und Luft oder Luft-Kraftstoff-Gemisch strömt in den Zylinder. Beim Verdichtungstakt schließen Ventile; der Kolben bewegt sich nach oben und komprimiert das Gasgemisch. Im Arbeits- oder Arbeitstakt zündet das Gemisch (Ottomotor durch Funken, Dieselmotor durch Selbstentzündung); die Verbrennung erzeugt hohen Druck, der den Kolben nach unten drückt und Arbeit leistet. Im Ausstoßtakt öffnen das Auslassventil und der Kolben bewegt sich nach oben, wodurch Abgase aus dem Zylinder gedrückt werden.

Der Vieraktzyklus wird durch zwei Kurbelwellenumdrehungen abgeschlossen, wobei pro Zyklus eine Arbeitsleistung entsteht. Die Praxis unterscheidet zwischen dem Otto-Zyklus (Benzin, Zündung durch Funkfunken) und dem Diesel-Zyklus (Selbstzündung durch Kompression). Beide verwenden das gleiche vierstufige Prinzip, unterscheiden sich jedoch im Zündvorgang und Kraftstoffeinsatz.

Historisch lieferte Beau de Rochas 1862 die theoretische Grundlage für den Vieraktzyklus; Nikolaus Otto setzte das Konzept in eine praktikable Maschine um, wodurch der Begriff Otto-Zyklus entstand. Das Viertaktprinzip ist heute in den meisten Pkw-, Nutzfahrzeug-, Industrie- und Schiffsmotoren verbreitet.