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Zweitaktmotoren

prinzipielle Funktionsweise eines Zweitakt-Ottomotors mit Kurbelkastenspülung und Nasenkolben
Zweitaktmotoren müssen, anders als der Name vielleicht vermuten lässt, ebenfalls alle vier Arbeitsspiele des Viertaktmotors
(Luft bzw. zündfähiges Gemisch ansaugen, Verdichten, Verbrennen, Abgase ausstoßen) durchführen. Allerdings erfolgt die Zündung
jedes Mal beim Durchlaufen des oberen Totpunktes. Dadurch muss der Gaswechsel im Bereich um den unteren Totpunkt erfolgen.
Weil Zweitakter nicht durch Bewegung des Kolbens Luft bzw. zündfähiges Gemisch Ansaugen und Abgase ausschieben können,
benötigen Sie eine Pumpe oder ein Gebläse, das diese Aufgabe übernimmt. Je nach Anforderung, ob der Motor einfach aufgebaut,
günstig herzustellen, klein, leicht, leise, für hohe Drehzahlen geeignet oder Kraftstoff sparend sein soll, gibt es die
verschiedensten Verfahren, Luft bzw. Gemisch zum Zylinder zu befördern:
- Kurbelkastenspülung (Membran-, Schieber- und Schlitzgesteuert)
- Kolbenpumpen
- Gebläse (Roots-, Flügelzellen- bzw. Kapsel-, Schrauben-, Radial-, Axial-Gebläse)
- Turbolader
Da beim Zweitakter für den Gaswechsel nur wenig Zeit bleibt und das Ausschieben der Abgase in der Regel durch Luft bzw.
Brennstoff-Luft Gemisch erfolgt, ergeben sich prinzipbedingte Probleme:
- Vermischung von Frisch- und Abgas
- unvollständige Spülung des Zylinders (Abgase bleiben im Zylinder)
- Frischgas gelangt unverbrannt in den Auspuff
Um diesen Problemen zu begegnen wurden verschiedene Spülverfahren erfunden:
- Querspülung (mit Umlenker oder Nasenkolben, schräge Kanäle)
- Umkehrspülung (Schlitze übereinander (MAN), Schnürle, Kreuzstrom)
- Längsspülung (mit Einlass- oder Auslassventilen, Gegenkolben,
Steuerkolben(nur für Schlitze)
Zweitaktmotoren können sowohl als Otto-, als auch als Dieselmotoren ausgeführt werden.
Aufgrund der bereits genannten Probleme beschränkt sich der Einsatz von Zweitaktmotoren heute hauptsächlich auf besonders
kleine bzw. besonders große Motoren.
Kleine Zweitakt-Ottomotoren mit Kurbelkasten- und Umkehrspülung bestehen aus wenigen
beweglichen Teilen, sind leicht und besonders einfach aufgebaut. Sie eignen sich für sehr hohe Drehzahlen und sind günstig
herzustellen. Das macht sie besonders für kleine Fahrzeuge (Mopeds, Modellbau) und tragbare Geräte (Motorsäge, Laubsauger)
geeignet. Bei diesen Motoren kommt in der Regel Gemischschmierung (Link) zur Anwendung. In Verbindung mit schwimmerlosen Vergasern
können die Motoren in jeder Lage betrieben werden, was besonders bei handgeführten Geräten und Modellflugmotoren notwendig ist.
Der kleinste je in Serie gebaute Hubkolben-Verbrennungsmotor der Welt ist auch ein Zweitakter: der "Cox Tee Dee 010" 1-Zyl.
Glühzündungsmotor mit 0,163 cm3 Hubraum bei 14 g Gesamtgewicht!
Die größten Schiffsdiesel werden heute fast ausschließlich als Zweitakter ausgeführt. Sie können bei Drehzahlen zwischen 60
und 250 min-1 direkt ohne Untersetzungsgetriebe mit der Propellerwelle verbunden werden. Durch extremen Langhub (z.B. 1m
Zylinderdurchmesser und 2,5 m Kolbenhub), Turbolader, Längsspülung und niedrige Drehzahlen ist eine sehr gute Zylinderspülung
und weitgehende Ausnutzung der Verbrennungsenergie möglich. Bei niedrigen Drehzahlen vermindern sich zudem die Reibungsverluste.
Mit Wirkungsgraden über 50% sind sie die effezientesten Verbrennungsmotoren. Der derzeit größte Dieselmotor ist der Wärtsilä-Sulzer
14RTflex96-C. Er hat 14 Zylinder und leistet 80 MW (109.000 PS).

Der Sulzer 14 RTflex 96-C, der derzeit größte Dieselmotor der Welt, ist ein Zweitakt-Diesel.
Der einzige erfolgreiche Diesel-Flugmotor, der Junkers Jumo 205 war auch ein Zweitakt-Motor, da damals nur mit dem Zweitaktverfahren
die Leistungsdichte zu erzielen war, die ein Flugmotor benötigt. Heute gibt es PKW-Dieselmotoren, die für den Flugbetrieb
umgerüstet sind. Sie arbeiten aber alle im Viertakt.
Einen Überblick über die Bandbreite typischer Zweitaktmotoren gibt die nachfolgende Tabelle:
Hersteller, Typ |
Zylinder |
Leistung |
Drehzahl |
Hubraum |
Bohrung x Hub |
Gewicht |
Anwendung |
Cox, TeeDee 010 |
1 |
0,03 PS |
32000 |
0,16 cm3 |
6 x 5,7 mm |
14 g |
Modellflugzeuge |
Ilo, FP 50 |
1 |
1,5 PS |
5200 |
48 cm3 |
38 x 43 mm |
12 kg |
Moped (50er Jahre) |
Stihl, 1121 |
1 |
2,9 PS |
13000 |
41,6 cm3 |
42 x 30 mm |
2,7 kg |
Motorsäge |
Fichtel & Sachs, D 500 L |
1 |
10 PS |
2200 |
500 cm3 |
80 x 100 mm |
78 kg |
Kleintraktoren |
VEB Sachsenring, P60/61 |
2 |
23 PS |
4000 |
594,5 cm3 |
72 x 73 mm |
54 kg |
Kleinwagen "Trabant" |
Yamaha, RD 500 LC |
V 4 |
88 PS |
9500 |
499 cm3 |
56,4 x 50 mm |
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Motorrad |
Detroit Diesel, 8V-71 |
V 8 |
318 PS |
2100 |
9,3 l |
180 x 127 mm |
1048 kg |
LKW, Bus, Panzer |
Modag, R 6 Z 133 |
6 |
480 PS |
600 |
78,6 l |
225 x 330 mm |
7,5 t |
Binnenschiff |
Junkers, Jumo 205 |
6 |
880 PS |
2800 |
16,6 l |
2x 105 x 160 mm |
595 kg |
Flugmotor |
Kolomna, 14 D 40 |
V 12 |
2000 PS |
750 |
1800 l |
230 x 300 mm |
10,6 t |
Diesellok |
Sulzer, 14 RTflex 96-C |
14 |
109000 PS |
102 |
25,5 m3 |
0,96 x 2,5 m |
2300 t |
Containerschiff |
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