Auspuff am Zweitakter - Resonanzanlage, Aufbau und Hersteller

Vom Kruemmer bis zum Endschalldaempfer - die Reso-Pipe im Detail

Was ist ein Auspuff am Zweitakter eigentlich?

Am Viertakter ist der Auspuff im wesentlichen Schalldaempfer und Abgasrohr. Am Zweitakter ist er Teil des Motors. Ohne passend abgestimmten Auspuff fehlen einem Zweitakter typischerweise 30 bis 50 Prozent der moeglichen Spitzenleistung, weil ihm das wichtigste Hilfsmittel fuer den Ladungswechsel genommen wird: die zurueckgeworfene Druckwelle. Genau aus diesem Grund spricht man im Zweitakt-Sprachgebrauch praeziser vom Resonanzauspuff, in der englischsprachigen Literatur von expansion chamber oder tuned pipe.

Diese Seite erklaert, wie der Resonanzauspuff aufgebaut ist, warum er wirkt, mit welchen Werten Konstrukteure und Tuner rechnen, welche Hersteller es gibt und worauf man bei ABE, Material und Wartung achten muss. Wer tiefer in die Berechnung einsteigen will, findet die Formeln auf Resonanzauspuff und im Praxisteil auf Auspuff Tuning.

Resonanzauspuff vs. einfacher Auspuff

Ein einfaches Auspuffrohr - wie es z.B. an aelteren Sachs- oder DKW-Gebrauchsmotoren oder auch an manchen Mofas verbaut wurde - leitet die Abgase nach hinten und daempft das Geraeusch. Mehr nicht.

Ein Resonanzauspuff dagegen ist eine akustisch durchgerechnete Geometrie aus konischen Sektionen. Er nutzt die Tatsache, dass jeder Auslass-Stoss eine Druckwelle erzeugt, die sich im Rohr ausbreitet, an Querschnittsspruengen teilweise reflektiert wird und so gezielt zum Zylinder zurueckgeschickt werden kann. Die englische Bezeichnung expansion chamber (Wikipedia, Stichwort "Expansion chamber") beschreibt das Konstruktionsprinzip am genauesten: eine Kammer, die sich erweitert und wieder verjuengt.

Bauteile eines Resonanzauspuffs

Ein klassischer Reso-Pipe besteht aus fuenf Abschnitten, die nacheinander durchstroemt werden:

Bauteil	Funktion
Kruemmer (header)	Verbindet Auslassflansch mit dem Diffusor, konstanter oder leicht steigender Querschnitt
Diffusor (divergent cone)	Erweitert sich konisch, erzeugt die negative (saugende) Reflexionswelle
Mittelteil (belly)	Zylindrischer Teil mit groesstem Durchmesser, gibt der Welle Laufzeit
Gegenkonus (baffle / convergent cone)	Verjuengt sich, erzeugt die positive Stopfwelle zurueck zum Auslass
Endrohr / Endschalldaempfer	Stinger und Daempfer, druckhaltend und geraeuschmindernd

Jeder dieser Abschnitte hat eine akustische Aufgabe. Das ist auch der Grund, warum man an einem Resonanzauspuff nicht einfach "ein Stueck abschneiden" oder "die Beule eindruecken" kann, ohne die Charakteristik komplett zu verschieben.

Die Physik dahinter - Druckwellen im Rohr

Druckwelle, Schallgeschwindigkeit und Reflexion

Wenn der Kolben den Auslassschlitz oeffnet, schlaegt das unter Druck stehende Abgas in den Kruemmer und erzeugt einen Druckstoss. Dieser Stoss laeuft mit Schallgeschwindigkeit durch das Rohr. In kalter Luft bei 0 Grad C betraegt die Schallgeschwindigkeit rund 331 m/s, im heissen Abgas typischerweise 450 bis 550 m/s (Quelle: Pascal Pfenninger, "Resonanz im Auspuff eines Zweitaktmotors", docplayer.org).

Am Diffusor, wo sich der Querschnitt erweitert, wird ein Teil der Welle als negative (saugende) Welle reflektiert. Diese laeuft zum Auslass zurueck und unterstuetzt das Ausstroemen der Restgase. Idealerweise zieht sie sogar frisches Gemisch aus den Ueberstroemern in den Kruemmer - die sogenannte Spuelphase. Am Gegenkonus, wo sich der Querschnitt wieder verkleinert, wird die Welle als positive Welle reflektiert. Sie schiebt das herausgesaugte Frischgemisch in dem Moment zurueck in den Zylinder, in dem der Kolben den Auslass gerade wieder schliesst - der sogenannte Stopfeffekt.

Resonanzdrehzahl

Damit dieses Wellenspiel funktioniert, muss die Welle in genau der Zeit hin und zurueck laufen, in der der Auslass offen ist. Die ueberschlaegige Berechnung lautet:

L = (c x phi) / (12 x n)

mit L = Resonanzlaenge in Metern vom Auslassschlitz bis ca. 2/3 des Gegenkonus, c = Schallgeschwindigkeit im Abgas in m/s, phi = Auslass-Steuerwinkel in Grad Kurbelwelle, n = Drehzahl in Umdrehungen pro Minute (Quelle: Pascal Pfenninger, docplayer.org; vergleichbare Herleitung bei Gordon Jennings, "Two-Stroke Tuner's Handbook", Kapitel Expansion Chambers). Mehr Details und unsere Auslegungstabelle stehen auf Resonanzauspuff.

Die wichtigste Konsequenz: ein Reso-Pipe wirkt nur in einem schmalen Drehzahlfenster. Ueblich sind plus/minus 1000 bis 1500 1/min um die Auslegungsdrehzahl. Wer die Pipe auf 8000 1/min auslegt, hat unterhalb von 6500 1/min eher Nachteile - dieses "Loch" ist typischer Zweitakt-Charakter.

Konstruktionsregeln - Konuswinkel und Laengen

Aus zahlreichen Pruefstandsversuchen seit den 1960er-Jahren haben sich Richtwerte fuer die Konuswinkel etabliert. Diese sind in mehreren Standardwerken konsistent dokumentiert:

Element	Richtwert	Quelle
Diffusor-Oeffnungswinkel (gesamt)	6 bis 9 Grad, optimum ca. 8 Grad	Gordon Jennings, "Two-Stroke Tuner's Handbook"
Gegenkonus-Schliesswinkel (gesamt)	14 bis 25 Grad, typisch 16 bis 22 Grad	Wikipedia "Expansion chamber"; dragonfly75.com
Mittelteil-Durchmesser	ca. 2,5 bis 3-facher Kruemmer-Durchmesser	Helmut Hütten, "Schnelle Motoren" (Motorbuch Verlag Stuttgart)
Endrohr (stinger) Durchmesser	ca. 60 bis 65 Prozent des Auslass-Durchmessers	Jennings, ebd. (typischer Richtwert, modellabhaengig)

Wichtig: ein steiler Diffusor (z.B. 9 Grad) erzeugt eine kraeftige, aber kurze Saugwelle - gut fuer Spitzenleistung, schlecht fuer Bandbreite. Ein flacher Diffusor (6 Grad) erzeugt eine schwaechere, dafuer breitere Welle - besser fuer Drehmoment und Fahrbarkeit. Beim Gegenkonus ist es umgekehrt analog: 20 Grad gibt einen scharfen, kurzen Stopfimpuls, 14 Grad einen breiteren, weicheren. Diese Auslegungslogik gilt unabhaengig vom Hubraum und ist in englischsprachigen Standardquellen wie dragonfly75.com/motorbike/ECtheory.html ausfuehrlich erklaert.

Wer die Auspufflaenge an den Auslass-Steuerwinkel anpassen will, sollte vorher die Steuerzeiten ausmessen.

Hersteller-Ueberblick

Der Markt fuer Zweitakt-Auspuffanlagen ist in zwei grosse Lager geteilt: Roller- und Mofa-Bereich (50 bis 100 ccm, oft mit ABE) und Cross/Enduro/MX (125 bis 500 ccm, ueberwiegend ohne ABE).

Roller- und Mokick-Bereich

Polini (Italien, gegruendet 1945 in Alzano Lombardo, Quelle: polini.com/en/factory/our-history): klassische italienische Tuning-Schmiede, breites Programm vom Strassen-Roller bis Rennsport. Viele Modelle mit Polini-Pruefnummer und ABE fuer 50ccm-Roller.

Yasuni (Spanien): spezialisiert auf Sport-Roller. Modelle Z, R, C16, Carrera 10/Carrera 16/Carrera 21/Carrera 30 fuer 50 bis 100 ccm. Z- und R-Varianten oft mit E-Pruefnummer (Quelle: blog.racing-planet.de, Auspuffvergleich Yasuni Z vs LeoVince TT).

LeoVince (Italien): von Touring (leise, drehmomentstark, oft mit ABE) bis ZX/X-Fight (Sport). Marktfuehrer im legalen Roller-Sportauspuff in Deutschland.

Stage6 (Marken-Hub in Frankreich/Schweiz, Vertrieb international): jung, modernes Design, Modelle Pro Replica und R/T fuer Aerox-, Booster- und Minarelli-Motoren.

Cross/Enduro-Bereich

FMF Racing (USA, Kalifornien): die Industrie-Referenz im US-MX-Markt. Modelle Fatty und Gnarly fuer 125 bis 300 ccm, Powercore- und Turbinecore-Daempfer. Charakteristik laut Vergleichstest auf dirtbikemagazine.com: FMF Fatty gibt mehr Drehmoment unten heraus.

Pro Circuit (USA): die andere US-Grosse, Modelle Works Pipe und Platinum. Charakteristik tendenziell drehfreudiger im mittleren bis oberen Bereich (Quelle: dirtbikemagazine.com, Two-Stroke Exhaust Buyers Guide; keeferinctesting.com).

DEP Pipes (UK): europaeische Alternative, gut bezahlbar. Material laut Hersteller CR1-Stahlblech 0,9 bis 1,2 mm (Quelle: dep-pipes Produktinfo via dirtbikespec.com).

HGS (Niederlande) und Scalvini (Italien): europaeische Werks-Lieferanten, im WM-Sport vertreten.

Fresco (Niederlande) und Moto Tassinari: oft im Hard-Enduro / Hill-Climb-Bereich.

Eine ABE existiert bei Cross-Anlagen praktisch nie - sie sind explizit als Rennsport-Teil verkauft (Aufdruck "Not for highway use" o.ae.).

Materialien

Material	Eigenschaften	Typischer Einsatz
Stahlblech (verzinkt/lackiert)	schwer, robust, billig, rostanfaellig. Wandstaerke meist 0,8 bis 1,2 mm	OEM-Auspuffe Roller, MX-Einsteigerklassen, DEP Pipes
Edelstahl (V2A/V4A)	korrosionsfest, leichter als Stahl bei gleicher Festigkeit, hoeherer Preis	Sport-Strassenanlagen, viele Polini- und Yasuni-Modelle
Aluminium (Daempferhuelse)	leicht, nur fuer Schalldaempferhuelse geeignet (Temperatur)	End-Topf bei MX-Anlagen FMF, Pro Circuit
Carbon (CFK-Huelse)	sehr leicht, optisch attraktiv, nur als Aussenhuelse - innen Edelstahl-Tube	Hochwertige MX-/Race-Daempfer
Titan	40 bis 70 Prozent leichter als Stahl (Quelle: webike.net), sehr fest, schwer zu schweissen, teuer	Profi-Rennsport, Sondermodelle

Carbon und Titan haben fuer die akustische Funktion keinen Vorteil - die Druckwelle interessiert das Material des Rohres nicht, solange die Geometrie stimmt. Vorteile sind Gewicht und Optik, im Profi-Sport auch geringere Waermestrahlung bei Titan.

Recht: ABE, E-Pruefzeichen und Geraeusch

In Deutschland muss ein Auspuff fuer den Strassenbetrieb entweder ueber die Fahrzeug-Typgenehmigung legalisiert sein oder eine eigene Allgemeine Betriebserlaubnis (ABE) bzw. ein EG-/E-Pruefzeichen tragen. Das E-Zeichen besteht aus einem "E" mit Laendernummer in einem Kreis plus einer Pruefnummer, die genau das Fahrzeug-Modell angibt, fuer das die Anlage zugelassen ist (Quelle: DEKRA, dekra.de Themenartikel Auspuffanlage).

StVZO Anlage XXI regelt die zulaessigen Geraeuschwerte fuer Krafträder.

UNECE-R 41 ist die international harmonisierte Vorschrift. Aktuelle Stufe ist R41.05, gueltig fuer Neuzulassungen ab 1. Januar 2025. Standardlimit liegt typisch bei 77 dB(A), mit erweiterten ASEP-Messpunkten bis 80 Prozent der Nenndrehzahl (Quelle: heise.de, acem.eu zu R41.05).

Reine db-Killer-Loesungen sind nur dann legal, wenn die Anlage in der so geprueften Konfiguration zugelassen ist. Entfernen oder Veraendern des dB-Killers fuehrt zum Erloeschen der Betriebserlaubnis.

Mehr zur Auswirkung auf das Klangbild und zur legalen Optimierung steht unter Sound Tuning.

Wartung des Resonanzauspuffs

Zweitakt-Auspuffe verkoken. Das Frischgemisch, das den Auspuff bei der Spuelung beruehrt, hinterlaesst Oelkohle, die sich besonders im Kruemmer und im Diffusor festsetzt. Bei aelteren japanischen Zweitaktern wie Yamaha DT, RD, TZR oder Honda NSR, MTX war das Ausbrennen des Kruemmers sogar als regelmaessige Wartungsarbeit im Handbuch vorgesehen (typisches Intervall: alle 10.000 bis 15.000 km, herstellerabhaengig). Eine Schritt-fuer-Schritt-Anleitung findest du unter Ausbrennen.

Weitere typische Wartungspunkte:

Kruemmerdichtung / Auspuffdichtring: Verschleissteil, Tausch bei jeder Demontage. Bei Undichtigkeit verstellt sich die Charakteristik, das Bike "platzt" und blubbert.

Dammwolle im Endschalldaempfer: heutige MX-Daempfer nutzen Mineral- oder Steinwolle als Daempfungsmaterial. Diese verglueht mit der Zeit. Folge: lauter und vergasertechnisch oft etwas fetter. Wechsel-Intervall im Renneinsatz typisch nach 15 bis 30 Betriebsstunden (Quelle: Maciag Offroad Werkstatt-Video, youtube.com).

Stahlwolle-/Glaswollwanderung: bei einfachen Roller-Sportauspuffen wandert das Daempfungsmaterial nach hinten und tritt teils aus. Anlage wird laut, der db-Killer setzt sich zu.

Beulen und Rost: Beulen verstellen die Resonanz und reduzieren Leistung; Rost im unteren Sektor des Mittelteils ist klassisch durch Kondenswasser.

Sonderfall: Direkteinspritzung (TPI / TBI)

KTM und Husqvarna bauen seit 2018 Zweitakter mit Transfer Port Injection (TPI), ab 2023 mit Throttle Body Injection (TBI). Der entscheidende Unterschied fuer den Auspuff: das Frischgemisch in den Ueberstroemern ist reine Luft, kein Luft-Kraftstoff-Gemisch. Damit faellt der bisherige Nachteil weg, dass Frischgemisch unverbrannt in den Auspuff entweichen koennte.

In der Konsequenz hat KTM seine TPI-Auspuffanlagen tendenziell auf Drehmoment und Geraeuscharmut hin abgestimmt, mit voluminoeserem Mittelteil und laengeren, weicheren Konuswinkeln. Die offiziellen Daten zur 250 EXC TPI (Modelle 2020 ff.) nennen u.a. einen 3D-gepraegten Kruemmer mit erhoehter Schlagfestigkeit und einen um 4 mm groesseren Mittelrohrdurchmesser fuer bessere Kuehlmittelfuehrung (Quelle: KTM Pressemitteilung 2020, in mehreren Tests zitiert z.B. dirtbikespec.com). Tieferer Einstieg in das Thema steht auf Zweitakter-Einspritzung.

Eigenbau eines Resonanzauspuffs

Im Prinzip ist ein Reso-Pipe aus Konussegmenten und Rohrstuecken aufgebaut, die man sich aus Stahlblech (typisch 1,0 mm) abwickeln, walzen und schweissen kann. Praktisch braucht man dafuer:

einen Kantenwalzapparat (Sicke und Bordeln)

einen Konus-Abwickler / passende Software (z.B. dragonfly75.com Calculator)

Schweissgeraet, idealerweise WIG (TIG)

Auslegungsberechnung nach Steuerzeiten, Wunschdrehzahl und Kanalflaeche

Pruefstand zur Verifikation - sonst ist die Anlage Lotterie

Wer das alles hat, kann sich ein passendes Einzelstueck bauen. Wer das nicht hat, faehrt mit einer fertigen Anlage von FMF, Pro Circuit, Polini, Yasuni oder Scalvini fast immer besser und billiger - selbst gerechnet auf Stunden. Im Eigenbau lohnt sich heute nur noch: exakt passende Anlagen fuer Old-Timer-Motoren, fuer die kein Markt mehr existiert (Bsp. Sachs 50/3, MZ TS, IFA-Vorkriegsmotoren).

Zusammenfassung

Der Auspuff ist am Zweitakter der dritte Vergaser. Er bestimmt Spitzenleistung, Drehmomentlage und Bandbreite mehr als fast jedes andere Bauteil. Wichtige Punkte:

Resonanzlaenge richtet sich nach Zielsdrehzahl und Auslass-Steuerwinkel - Formel siehe Resonanzauspuff.

Diffusor 6-9 Grad, Gegenkonus 14-25 Grad - das sind seit Jahrzehnten stabile Richtwerte.

Marken: Polini/Yasuni/LeoVince/Stage6 fuer Roller, FMF/Pro Circuit/DEP/HGS/Scalvini fuer MX/Enduro.

Strassenbetrieb braucht E-Pruefzeichen bzw. ABE, Geraeusch nach UNECE-R 41.05.

Wartung: Ausbrennen, Daemmwollwechsel, Dichtringe.

TPI/TBI veraendert die Auspuff-Auslegung Richtung mehr Drehmoment und weniger Toleranz fuer Frischgas-Verlust.

Quellen (Auswahl):

Pascal Pfenninger, Resonanz im Auspuff eines Zweitaktmotors, docplayer.org/65089463

Wikipedia, Stichwort "Expansion chamber"

Gordon Jennings, "Two-Stroke Tuner's Handbook", chambers-Kapitel (3cyl.com/mraxl/manuals/jennings/chambers.pdf)

dragonfly75.com/motorbike/ECtheory.html und portsMS.html

dirtbikemagazine.com - Two-Stroke Exhaust System Buyers Guide

blog.racing-planet.de - Vergleich Yasuni Z vs LeoVince TT

polini.com/en/factory/our-history

DEKRA Themenartikel Auspuffanlage (dekra.de)

heise.de zur UNECE-R 41.05 und acem.eu zu R41.05

KTM Pressedaten 250 EXC TPI 2020 (zitiert u.a. ueber dirtbikespec.com)

webike.net - Materialvergleich Auspuff

Helmut Huetten, "Schnelle Motoren - seziert und frisiert" (Motorbuch Verlag Stuttgart)