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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)
    • mit Stufenkolben
  • Kolbenpumpen
    • Kolben-Unterseite
  • 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 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