Zweitaktmotor PDF Drucken E-Mail

Ein Zweitaktmotor ist ein Verbrennungsmotor, üblicherweise in der Bauart als Hubkolbenmotor, der die zur Leistungserzeugung erforderlichen Arbeitsschritte im Gegensatz zum Viertaktmotor während einer Umdrehung der Kurbelwelle bewältigt. Ein Takt ist die Bewegung des Kolbens von einem sogenannten Totpunkt zum anderen; die Kurbelwelle vollführt daher während eines Taktes eine halbe Umdrehung. während einer Umdrehung der

Umgangssprachlich bezeichnet der Begriff „Zweitakter“ einen ventillosen Ottomotor, dessen Schmierung durch ein Benzin-Öl-Gemisch erfolgt, das im Arbeitstakt verbrannt wird.

 

Arbeitsweise eines Zweitaktmotors

Alle Zweitakter haben unabhängig von ihrer Bauart folgenden Prozessablauf:

1. Takt: Arbeit

Das Brennstoffgemisch wird gezündet und bewegt den Kolben vom oberen Totpunkt (OT) zum unteren Totpunkt (UT). Hierbei gibt es keinen Unterschied zum Viertakter. Die Besonderheit des Zweitakters liegt im anschließenden 2. Takt.

2. Takt: Ausspülen, befüllen, verdichten

Während der Kolben zum oberen Totpunkt zurückkehrt, wird das Abgas mit Frischgas (beim Dieselmotor entsprechend nur mit Luft) ausgespült und gleichzeitig der Zylinder befüllt. Ist das Abgas aus dem Arbeitsraum, wird der Auslass geschlossen und die Verdichtung beginnt. Schließlich zündet das Gemisch, und der erste Takt beginnt wieder.
Um ein positives Spülgefälle zu erzeugen, ist eine Spülpumpe erforderlich. In der einfachsten Bauform wird hierzu das Kurbelgehäuse verwendet, aus dem der Brennraum über Überströmkanäle befüllt wird. Die Steuerung erfolgt hierbei meist vom Kolben selber, indem dieser Aus- und Einlasskanal sowie die Überströmkanäle überfährt und so öffnet oder schließt. Alternativ kommen externe Spül- (Pressluft, Kompressor, Turbolader) und Steuer-Mechanismen (Drehschieber, Membran) zur Anwendung.

Vorteile des Zweitakters gegenüber dem Viertakter

  • Der Arbeitsverlust der Ansaug- und Verdichtungstakte (Leerhub) entfällt; bei jeder Kurbelwellenumdrehung findet ein Arbeitstakt statt. Dies ist insbesondere bei großvolumigen, schweren Motoren relevant.
  • Im Vergleich zum Viertakter kann mit demselben Hubraum die beinahe doppelte Arbeit geleistet werden. Dadurch ergibt sich ein potentiell niedrigeres Leistungsgewicht. Wobei aber der effektive Hub berücksichtigt werden muss, denn der Zweitakter verdichtet erst nach dem Schließen der Schlitze. Bei gleichem effektivem Hub erreicht der Zweitakter somit ca. 40 - 60% mehr Drehmoment als ein Viertakter. 
  • Einfachere Motorsteuerung, da auf Ventile entweder ganz verzichtet werden kann oder diese wesentlich einfacher zu koordinieren sind, da der Austoss- und Ansaugetakt entfällt. Damit entfallen auch Kosten, Volumen und Gewicht für die Ventilsteuerung.
  • Vibrationsärmer
  • gleichförmiges Drehmoment, keine Leertakte
  • hohe Hubraumleistung

Nachteile des Zweitakters

  • Die Befüllung muss entweder über externe Mechanismen (Spülgebläse) oder die Kurbelkastenpumpe geleistet werden.
  • Schlechtere Befüllung der Zylinder (Spülverluste), was nur bei sehr langsamen Drehzahlen nicht ins Gewicht fällt. Abwechselnd Füllungsminima und -maxima in Verbindung mit der Kurbelkastenpumpe (dies fällt bei fremdgespülten Motoren weg).
  • Bei höheren Drehzahlen eine größere thermische Belastung des Kolbens (und beim Ottomotor der Zündkerze), da die kühlenden Ansauge- und Verdichtungstakte fehlen.
  • Bei Schlitzsteuerung hohe thermische Belastung im Bereich des Auslassschlitzes.
  • Schieberuckeln
  • Schlechtes Abgasverhalten, hoher Anteil an unverbrannten Kohlenwasserstoffen (hoher HC-Wert) beim Benzinmotor
  • Verlustölschmierung
  • Druckumlaufschmierung nur mit einem drucklosen Kurbelgehäuse möglich, erfordert deshalb ein Spülgebläse
  • Schmierung bei geringen Drehzahlen problematisch, da die Temperatur nicht hoch genug wird.

Aufgrund dieser Charakteristika kommt der Zweitakter heute entweder bei großen, langsamlaufenden Motoren zum Einsatz oder bei Anwendungen, wo Kosten, Baugröße oder Gewicht wichtiger sind als der Wirkungsgrad.

 

Quelle:
wikipedia.de

 
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