Grundlagen Zweitaktmotor - Funktion und Aufbau

Arbeitszyklus, Spuelung, Schmierung und Resonanzauspuff

Was ist ein Zweitaktmotor?

Ein Zweitaktmotor erledigt einen kompletten Arbeitszyklus in nur zwei Kolbenhueben, also in einer einzigen Kurbelwellenumdrehung. Zum Vergleich: Der Viertakter braucht dafuer zwei Umdrehungen und vier getrennte Takte. Daraus folgen die wichtigsten Eigenheiten der Gattung. Es gibt keine Ventile und keine Nockenwelle, der Gaswechsel wird ueber Schlitze in der Zylinderwand gesteuert, die der Kolben selbst freigibt und verschliesst. Genau dieses Prinzip macht den Motor so leicht, so kompakt und gleichzeitig so charaktervoll im Drehzahlverhalten.

Der Arbeitszyklus in zwei Takten

Damit der Motor mit nur zwei Takten auskommt, geschieht oben und unten am Kolben gleichzeitig etwas Anderes. Der Kolben ist also nicht nur Verbrennungselement, sondern auch Steuerschieber und Pumpe.

Takt 1 - Aufwaertshub

Waehrend der Kolben nach oben wandert, verdichtet er das im Brennraum eingeschlossene Frischgas. Kurz vor dem oberen Totpunkt zuendet die Kerze das Gemisch. Gleichzeitig entsteht unter dem Kolben im Kurbelgehaeuse ein Unterdruck, der frisches Sprit-Luft-Gemisch ueber den Einlass ansaugt. Beim Zweitakter ist das Kurbelgehaeuse damit nicht nur Lagerraum, sondern aktive Ladepumpe.

Takt 2 - Abwaertshub

Die Verbrennung treibt den Kolben nach unten. Auf dem Weg gibt er zuerst den Auslassschlitz frei, die heissen Abgase entweichen. Kurz darauf oeffnen die Ueberstroemkanaele und das im Kurbelgehaeuse vorverdichtete Frischgas stroemt nach oben in den Zylinder. Es spuelt die restlichen Abgase aus und fuellt den Brennraum fuer den naechsten Zyklus. Genau hier zeigt sich die Kunst der Konstruktion, denn ein Teil des Frischgases entweicht ungewollt mit hinaus, sofern der Auspuff nicht dagegenarbeitet.

Hauptkomponenten im Ueberblick

• Zylinder mit Bohrung und mehreren Schlitzen fuer Einlass, Auslass und Ueberstroemer


• Kolben mit einem oder zwei Kolbenringen, verbunden ueber den Kolbenbolzen mit einem Nadellager im kleinen Pleuelauge


• Kurbelwelle und Pleuel, beim 2T meist als gebaute Welle mit Hubzapfen


• Kurbelgehaeuse als druckdicht abgeschlossener Pumpenraum, gefuellt mit Sprit-Oel-Gemisch


• Vergaser oder Einspritzung fuer die Gemischbildung


• Auspuff mit Resonanzkammer, der die Spuelung mitsteuert


• Zuendung aus Polrad, Zuendspule, CDI und Zuendkerze

Mehr Tiefe zu den einzelnen Baugruppen findest du unter Technik.

Spuelverfahren

1. Schnuerle-Umkehrspuelung: Heutiger Standard. Mehrere Ueberstroemer leiten das Frischgas schraeg nach oben, es wird am Zylinderkopf umgelenkt und draengt die Abgase als geschlossene Saeule zum Auslass.


2. Drehschiebersteuerung: Eine Scheibe an der Kurbelwelle gibt den Einlass zeitlich asymmetrisch frei. Das verbessert die Fuellung bei hohen Drehzahlen.


3. Membransteuerung: Ein Membranventil zwischen Vergaser und Kurbelgehaeuse oeffnet druckabhaengig. Das Ergebnis ist ein breiterer nutzbarer Drehzahlbereich, sehr verbreitet bei Motorraedern, Karts und Aussenbordern.

Schmierprinzipien

• Gemischschmierung: Das Oel wird direkt in den Tank gefuellt, der Fahrer mischt nach Herstellervorgabe. Details unter Mischverhaeltnis.


• Getrenntschmierung: Eine drehzahl- und lastgesteuerte Oelpumpe dosiert das Oel separat.


• Direkteinspritzung: Moderne Systeme wie TPI oder DI-2T trennen Spuelung und Kraftstoff sauber. Sprit wird erst nach dem Schliessen des Auslasses eingebracht, dadurch sinken Verbrauch und Schadstoffausstoss deutlich.

Der Resonanzauspuff

Der Auspuff ist beim Zweitakter kein blosser Schalldaempfer, sondern ein aktives Bauteil der Gasdynamik. Die nach dem Auslassoeffnen entweichende Druckwelle wird in der Gegenkonusform reflektiert und kommt als Rueckdruckwelle zurueck. Trifft sie genau dann ein, wenn der Auslass noch offen ist und der Ueberstroemer schon schliesst, drueckt sie die bereits ausgespuelten Frischgase zurueck in den Zylinder. Dieser Effekt wirkt jedoch nur in einem schmalen Drehzahlfenster, der sogenannten Resonanzdrehzahl. Die Funktionsweise im Detail klaert Auspuff, die zugehoerige Gemischbildung am Einlass Vergaser.

Vor- und Nachteile gegenueber dem Viertakter

Vorteile

• Weniger bewegte Teile, keine Ventiltriebskomponenten


• Geringeres Gewicht und kompakte Bauform


• Hoehere spezifische Leistung pro Hubraum, da jeder Umdrehung ein Arbeitstakt zugeordnet ist


• Einfache Wartung und gute Reparierbarkeit auch ohne Spezialwerkzeug


• Lageunabhaengiger Betrieb, ideal fuer Kettensaegen, Trimmer, Karts und Aussenborder

Nachteile

• Hoeherer Kraftstoffverbrauch durch Spuelverluste


• Erhoehte Schadstoff- und Kohlenwasserstoffemissionen bei klassischer Bauweise


• Verlustschmierung: Das Oel verbrennt mit, dadurch leichte Rauchentwicklung


• Schmaleres nutzbares Drehzahlband bei stark resonanzabgestimmten Motoren

Wie es weitergeht

Wer die Grundlagen verstanden hat, kann gezielt in die einzelnen Baugruppen einsteigen. Eine systematische Uebersicht aller Komponenten liefert Technik. Wer Probleme im Lauf, an der Kompression oder am Kerzenbild deuten will, findet in Diagnose die passende Vorgehensweise. Fuer das tiefere Verstaendnis der Zuendanlage und ihrer Abstimmung lohnt der Blick in Zuendung. Wer selbst Hand anlegen moechte, beginnt am besten beim Mischverhaeltnis, danach folgen Vergaser und Auspuff als die beiden grossen Hebel fuer Leistung, Laufkultur und Standfestigkeit.