Zweitaktmotor
aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
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.
Umgangssprachlich bezeichnet der Begriff „Zweitakter“ einen ventillosen Ottomotor, dessen Schmierung durch ein Benzin-Öl-Gemisch erfolgt, das im Arbeitstakt verbrannt wird. Neben dieser bekannteren Bauart gibt es auch Zweitakt-Dieselmotoren, zum Beispiel den sogenannten Detroit Diesel und von Krupp.
Beispiele für Fahrzeuge mit Zweitaktmotor sind Motorräder, der Pkw Trabant, Lkw von Krupp sowie Automobile und Kleintransporter der Marke DKW.
Immer noch beliebt oder unersetzlich sind Zweitaktmotoren in der Dieselausführung bei Schiffen, Lokomotiven und Notstromgeneratoren - in der Benzinausführung (Ottoprozess) bei Kleinfahrzeugen mit 50 cm³, Rasenmähern, Motorsägen, Kartsport, Rollern (Scootern), Schiffs-, Flugzeugmodellen und Modellautos. Die Zweitakter-Großdieselmotoren von Schiffen gehören wegen ihres hohen Wirkungsgrades zu den wirtschaftlichsten Wärmekraftmaschinen schlechthin.
Inhaltsverzeichnis |
[Bearbeiten] Allgemeine Prinzipien
Alle Zweitakter haben unabhängig von ihrer Bauart folgenden Prozessablauf:
[Bearbeiten] 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.
[Bearbeiten] 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.
[Bearbeiten] Vor - und Nachteile des Zweitaktprinzips
[Bearbeiten] 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 wie etwa Schiffsmotoren 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 gleicher Literleistung 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.
[Bearbeiten] 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, so etwa bei Leichtflugzeugen, Glühzündern im Modellbau oder Arbeitsgeräten wie Kettensägen.
Die hier geschilderten Vor- und Nachteile treffen für den herkömmlichen Zweitakt-Motor zu; ganz eigene Vor- und Nachteile hat der Zweitakt-Gegenkolbenmotor.
[Bearbeiten] Bauweisen des Zweitaktmotors
[Bearbeiten] Klassischer Zweitaktmotor
Eine Besonderheit von Zweitaktmotoren ist ihre Eigenschaft, die Gemischaufbereitung ohne Ventile zu regeln. Dies ist sowohl für Otto- als auch für Dieselmotoren möglich. Diese Bauweise ist im allgemeinen Sprachgebrauch fast synonym zu Zweitakter.
[Bearbeiten] Klassischer Otto-Zweitaktmotor
Um die Arbeitsweise dieses Motors besser verstehen zu können, verfolgt man am besten den Weg des Gases durch den Motor. Beim Zweitakt-Ottomotor erfolgt die Gasverarbeitung in folgenden Schritten:
- Ansaugen - Der Kolben bewegt sich vom sogenannten unteren Totpunkt (UT) zum oberen Totpunkt (OT) und erzeugt dadurch einen Unterdruck im Kurbelwellengehäuse. Dieser Unterdruck bewirkt bei geöffnetem Einlasskanal ein Ansaugen des Kraftstoff-Luft-Gemisches.
- Vorverdichten - Der Kolben bewegt sich vom oberen Totpunkt zum unteren Totpunkt, nach dem Schließen des Einlasskanals durch die untere Kolbenkante (oder durch die Membrane, wie im Bild oben) wird das Kraftstoff-Luft-Gemisch vorverdichtet.
- Überströmen - Danach werden durch die obere Kolbenkante die Überströmkanäle geöffnet, und das vorverdichtete Gas strömt in den Brennraum. Es erfolgt die Spülung des Brennraumes, bei der Abgas durch Frischgas ersetzt wird.
- Verdichten - Der Kolben bewegt sich vom unteren Totpunkt zum oberen Totpunkt; durch die obere Kolbenkante werden zuerst die Überströmkanäle, dann der Auslass verschlossen. Danach erfolgt durch die weitere Hubbewegung die Verdichtung des Kraftstoff-Luft-Gemisches.
- Arbeiten - Das Gemisch wird entzündet und verbrennt. Die dabei entstehende Flammenwand innerhalb des Brennraumes breitet sich dabei mit ungefähr zweifacher Schallgeschwindigkeit aus. Durch die Reaktionswärme dehnen sich die Gase aus und erzeugen den Arbeitsdruck, der den Kolben in Richtung unterer Totpunkt drückt. Der Arbeitstakt ist der einzige Takt, bei dem nutzbare Energie freigesetzt wird.
- Auslassen - Auf dem Weg vom oberen zum unteren Totpunkt wird der Auslass durch die obere Kolbenkante geöffnet; die Abgase können entweichen.
Die einzelnen Schritte laufen teilweise parallel ab, denn die gesamte Prozedur findet während einer einzigen Umdrehung der Kurbelwelle statt. Dabei werden alle Schritte in zwei Takte unterteilt. Der erste Takt beinhaltet alle Abläufe, die während der Aufwärtsbewegung des Kolbens (von UT nach OT) erfolgen. Der zweite Takt umfasst die Abläufe, welche während der Abwärtsbewegung des Kolbens (von OT nach UT) erledigt werden.
- 1. Takt - Verdichten und ansaugen:
- Während der Aufwärtsbewegung des Kolbens wird zunächst der Überströmkanal, später die Auslassöffnung verschlossen.
- Während der weiteren Aufwärtsbewegung des Kolbens wird das Kraftstoff-Luft-Gemisch im Zylinder weiter verdichtet und kurz vor Erreichen des oberen Totpunkts bereits entzündet (siehe hierzu Verdichtungsverhältnis, Kompressionsdruck).
- Im Vorverdichtungsraum unter dem Kolben wird neues Frischgas durch den Einlasskanal angesaugt.
- 2. Takt - Arbeiten, vorverdichten, überströmen und auslassen:
- Der Kolben durchläuft den oberen Totpunkt. Die Zündkerze entzündet das Gemisch im Brennraum über dem Kolben. Durch die Temperaturerhöhung steigt der Druck im Brennraum. Der Kolben bewegt sich nach unten und verrichtet dabei mechanische Arbeit.
- Im Raum unter dem Kolben wird das angesaugte Frischgas durch die Abwärtsbewegung des Kolbens verdichtet (Ladepumpen-Funktion des Kurbelraums).
- Im unteren Teil der von der Kolbenoberkante überstrichenen Zylinderfläche liegen in der Zylinderwand die Überströmkanäle und die Auslassöffnung. Während der letzten Phase der Kolbenabwärtsbewegung werden die Auslassöffnung und die Überströmkanäle freigegeben. Das unter Überdruck stehende Frischgas strömt vom Vorverdichtungsraum unter dem Kolben durch die Überströmkanäle in den Zylinder und spült das verbrannte Abgas durch die Auslassöffnung in den Auspufftrakt hinaus.
Die Steuerung des Öffnens und des Schließens der Kanäle erfolgt meist durch den Kolben, kann aber auch durch Drehschieber und Membranen erfolgen.
Der Zweitaktmotor ist ein Resonanzsystem, dessen Leistungsentfaltung von den Schwingungseigenschaften der verwendeten Gase abhängig ist. Bereits beim Ansaugvorgang werden die Resonanzeigenschaften des Frischgases ausgenutzt. Das Frischgas strömt während der Aufwärtsbewegung des Kolbens in das Kurbelgehäuse, wobei alleine die Massenträgheit des Gases dafür sorgt, dass es bei der Abwärtsbewegung des Kolbens nicht wieder herausgedrückt wird.
Beim Auslass-Vorgang kann die Schwingung der Abgase durch geeignete Gestaltung der Auspuffanlage besonders effektiv genutzt werden (siehe Bild oben). Sobald der Kolben den Auslass-Schlitz freigibt, strömen die Abgase in den Auspuff. Bei Erfüllung der Resonanzbedingung (bei der richtigen Drehzahl) entsteht an der Auslassöffnung durch den nachfolgenden Diffusor eine Unterdruckwelle, die den Spülvorgang unterstützt. Das Gemisch, das zuviel angesogen wurde und nun unverbrannt im Auspuff ist, wird von dem Gegenkonus wieder zurückgedrückt; somit werden die Verluste gemindert (Resonanzauspuff). Die Länge des Auspuffs in Verbindung mit der Höhe des Auslass-Schlitzes entscheidet über das Drehzahlband, welches der Auspuff unterstützt. Bei kurzen Auspuffen und hohen Auslass-Schlitzen ist die Zeit, in der das verbrannte Abgas wieder reflektiert bzw. herausgesogen wird kürzer und somit eher für höhere Drehzahlen konzipiert. Das Gegenteil gilt für lange Auspuffe und flache Auslass-Schlitze.
Da in erster Näherung am Ende des Ansaugvorganges immer atmosphärischer Druck im Zylinder ist, kann beim Otto-Zweitaktmotor von Qualitätsregelung gesprochen werden. Variiert über die Drosselklappe des Einlasssystems wird nur das Verhältnis von Gemisch zu Restabgas im Zylinder. Der im Teillastbereich hohe Anteil von Abgasen im Zylinder führt zu schlechten Verbrennungsgüten und hohen CO- und CH-Gehalten. Auf einen Lastpunkt z.B. in stationären Betrieb sind die Strömungsverhältnisse optimal abstimmbar mit entsprechend hohen Wirkungsgraden und gutem Abgasverhalten.
[Bearbeiten] Klassischer Diesel-Zweitaktmotor
Bei einem Zweitakt-Dieselmotor wird die Frischluft, im Gegensatz zum Viertakter, nicht in einem eigenen Takt angesaugt, sondern im unteren Totpunkt des Kolbens in den Zylinder eingeblasen und dadurch das Verbrennungsabgas in den Auspufftrakt gedrückt. Der Kraftstoff wird wie bei einem Viertakt-Dieselmotor in die verdichtete und dadurch über die Selbstentzündungstemperatur des Kraftstoffs erhitzte Luft, je nach Abstimmung des Motors vor dem oberen Totpunkt, eingespritzt. Da beim Diesel-Prozess mit Direkteinspritzung gearbeitet wird und der Zylinder beim Ansaugen nur mit Luft befüllt wird, bieten Dieselzweitakter die Möglichkeit, das Abgas komplett aus dem Zylinder auszuspülen, ohne wie beim Ottomotor Treibstoffverluste hinnehmen zu müssen. Dieses Verfahren wurde früher beispielsweise bei LKW eingesetzt. Allerdings verbrennt auch der Dieselzweitakter sein Öl und hat dementsprechend schlechte Abgaswerte („Stinker“).
[Bearbeiten] Vor- und Nachteile der klassischen Bauweise des Zweittaktmotors
[Bearbeiten] Vorteile
- Sehr einfache Bauweise: Der Motor hat weniger bewegte Teile als etwa ein Viertakter und ist dadurch robuster („was nicht da ist, kann nicht kaputtgehen“) und auch wartungsfreundlicher
- Geringere bewegte Masse: Dies hat den positiven Effekt eines geringeren Drehimpulses. Dies ist unter anderem bei Crossmotorrädern interessant, wo Zweitaktmotoren eine höhere Beweglichkeit im Sprung ermöglichen, nicht zuletzt auch durch das niedrigere Leistungsgewicht gegenüber dem Viertaktmotor.
- Lagenunempfindlichkeit: Die bei kleinen Zweitaktern gebräuchliche Mischungs-Schmierung ist bei Motoren von Vorteil, die oft ihre Lage ändern, wie Motorsägen oder Rasenmähern auf Böschungen, da hier die Schmierung immer gewährleistet ist. Die geringeren thermischen Belastungen für das Öl machen den Einsatz von gut verbrennbaren niedrig legierten biologisch abbaubaren Ölen möglich.
- Drehfreudigkeit: Speziell Otto-Zweitakter erreichen sehr schnell hohe Drehzahlen und damit auch schnell ihre Maximalleistung. Auch dies macht sie für Motorräder interessant.
[Bearbeiten] Nachteile
- Umweltbelastung: Da der Zweitakter sein Öl verbrennt, sind die Abgaswerte deutlich schlechter als die von vergleichbaren Viertaktmotoren
- Schlechte Spülung: Speziell bei der Auslegung als Ottomotor kommt es zu sogenannten Spülverlusten durch die teilweise Vermischung von Frischgas und Abgas während des Gaswechsels beim Otto-Zweitakter. Dadurch geht ein Teil des Frischgases unverbrannt in den Auspuff, was zu erheblichen Umweltbelastungen führt. Man versuchte die Spülverluste durch eine Nase auf dem Kolbenboden zu minimieren. Diese Nase lenkt das einströmende Frischgas in einen Wirbel, so dass es sich nicht direkt auf den Auslasskanal zu bewegen kann. Im Jahre 1925 entwickelte Adolf Schnürle die Umkehrspülung, die die Frischgasverluste minimierte. Die Vermeidung von Spülverlusten führt aber dazu, dass Abgas im Brennraum zurückbleibt. Die schlechte Spülung ist auch verantwortlich für den sehr schlechten Wirkungsgrad der Otto-Zweitakter
- Thermische Belastung: Ein weiterer Nachteil bei Otto-Zweitaktmotoren ist die höhere thermische Belastung von Kolben und Zylinder durch die doppelte Zündfolge. Dies führt vor allem bei Hochleistungs-Zweitaktmotoren häufig zu den sogenannten „Spardosen-Kolben“, welche in Folge thermischer Überlastung ein eingebranntes Loch im Kolbenboden aufweisen.
- Hohe thermische Belastung im Bereich des Auslassschlitzes.
- Schieberuckeln
Es gibt verschiedene Ansätze, die oben angegebenen Probleme zu lösen: Angefangen von Motoren mit Drehschiebersteuerungen oder Membransteuerungen bei der Motorsteuerung über die sog. Getrenntschmierung mittels extra lastabhängiger Schmierstoffzuführung bis hin zum aktuellen Stand der DEFI, moderner direkteinspritzender Zweitaktmotoren.
[Bearbeiten] Leistungssteigernde Konstruktionslösungen
Weil die Gasschwingungen im normalen Zweitakt-Ottomotor selbständig entstehen, ergeben sich zwangsläufig Nachteile gegenüber Viertakt-Ottomotoren, bei denen die Gasschwingungen durch die Ventile gesteuert werden. Um diesen Problemen entgegenzutreten, haben verschiedene Hersteller eine Reihe von leistungssteigernden Maßnahmen ergriffen.
- Verdichtungssteigerung - Je höher die Verdichtung eines Motors, desto besser sein Wirkungsgrad. Die maximale geometrische Verdichtung für Zweitakt-Ottomotoren liegt allerdings zwischen 1:12 und 1:15, bei höheren Verdichtungsverhältnissen neigt der Motor zu thermischer Überlastung und Selbstzündungen.
- Resonanzauspuff - Wenn der Auspuff aus Konus, Mittelstück und Gegenkonus besteht, spricht man von einem Resonanzauspuff. Je kürzer der Abstand zwischen Konus und Gegenkonus gewählt wird, desto höher liegt die Resonanzdrehzahl des Motors. Je steiler Konus und Gegenkonus zulaufen, desto genauer kann der Motor auf eine bestimmte Resonanzdrehzahl getrimmt werden. Der Nachteil dieser beliebten Maßnahme liegt darin, dass der Motor besonders bei niedrigen Drehzahlen leistungsschwächer wird.
- Drehschieber-Steuerung - Sie wurde konzipiert, um die einlassseitigen Gasschwingungen in einem breiteren Bereich als durch die Kolbenbewegung erzwungen kontrollieren zu können. Im Prinzip handelt es sich dabei um eine von der Kurbelwelle angetriebene Scheibe, die einen Schlitz aufweist. Nur wenn diese Öffnung den Einlasskanal freigibt, kann das Frischgas passieren. Die Öffnungszeit des Einlasskanals wird nun allein durch die Länge des Schlitzes bestimmt, die leicht an die Betriebsbedingungen des Motors angepasst werden kann.
- Einlassmembrane - Da das Frischgas außerhalb der Resonanzdrehzahl des Kurbelgehäuses dazu tendiert, vom Kolben wieder in den Einlasskanal zurückgedrückt zu werden, wurde zwischen Kurbelgehäuse und Einlasskanal eine Membran angebracht. Sie erfüllt die Funktion eines Rückschlagventils und sorgt so für eine bessere Füllung des Kurbelgehäuses (und damit auch des Brennraums). Der Nachteil dieser Membran liegt jedoch darin, dass das einströmende Frischgas nun einem Strömungswiderstand ausgesetzt ist. Um dem entgegenzutreten, wird bei Motoren mit Einlassmembran der Einlasskanal wesentlich größer gewählt als bei herkömmlichen Modellen.
- Einlass-Schwingungsdämpfer - Ein Problem der Gasschwingungen am Einlasstrakt des Motors ist die Tatsache, dass die Frischgassäule außerhalb der Resonanzdrehzahl mehrmals durch den Vergaser schwingen kann. Dies bewirkt vor allem im Teillastbereich ein Überfetten des Frischgasgemisches, da dieses bei jedem Vergaserdurchlauf mit Treibstoff angereichert wird. Dieses Problem lässt sich dadurch lösen, dass der Kanal entlüftet wird: zwischen Vergaser und Einlasskanal wird ein Schlauch angebracht, der in einen leeren, geschlossenen Behälter mündet. Dieser Behälter dämpft die Schwingungen der Frischgassäule.
- Kolbenfenster - Da das Kolbenhemd den Einlasskanal erst freigibt, wenn die Kurbelwelle einige Grad vom OT entfernt ist, bleibt dem Frischgas relativ wenig Zeit, um in das Kurbelgehäuse zu strömen. Um diese Zeit zu verlängern, haben einige Konstrukteure Fenster am Kolbenhemd angebracht. Dadurch wird die Einlasszeit länger, und es strömt mehr Gemisch in das Kurbelgehäuse. Bei richtiger Dimensionierung bewirkt diese Maßnahme eine Erhöhung der Resonanzdrehzahl; das Drehzahlband wird spitzer und verschiebt sich in höhere Drehzahlregionen.
- Auslasssteuerung - Beim Zweitakt-Ottomotor hat die Auslasssteuerung die Aufgabe, die Höhe des Auslass-Schlitzes zu regeln. Je geringer seine Höhe, desto niedriger ist auch die Resonanzdrehzahl des Motors. Weil Hochleistungsmotoren ihre maximale Leistung erst bei sehr hohen Drehzahlen entwickeln, entsteht das Problem, dass der Motor in niedrigen Drehzahlbereichen kaum noch Leistung abgeben kann. Ist man durch eine Auslasssteuerung jedoch in der Lage, die Resonanzdrehzahl an die momentane Drehzahl anzupassen, so erhält man einen Motor, der auch in niedrigen Drehzahlregionen durchzugsstark ist, ohne in hohen Drehzahlbereichen Leistung einbüßen zu müssen.
- Kurbelgehäuseoptimierung - Je kleiner das Volumen des Kurbelgehäuses ausgelegt ist, desto höher ist auch die Pumpleistung des Kolbens (bessere Füllung). Bei Serienmotoren ist dies automatisch gegeben, da die Wuchtgewichte der Kurbelwelle bereits den meisten Raum des Kurbelgehäuses ausfüllen. Da der Effekt dieser Maßnahme nur mäßig ist, wird nur bei Hochleistungsmotoren auf die Minimierung des Kurbelgehäusevolumens Wert gelegt.
[Bearbeiten] Moderne, ventilgesteuerte Zweitaktmotoren
Viele der heutigen Zweitakter werden über Ventile gesteuert. Die Befüllung erfolgt über externe Mechanismen. Hierdurch wird ein sauberer Gaswechsel erreicht, und es ist keine Gemischschmierung mehr notwendig, sondern die Kurbelwelle lagert wie beim Viertakter in Öl. Allerdings ist ein solcher Zweitakter ähnlich kompliziert wie ein Viertakter
Diese Bauweise eignet sich besonders für langsamlaufende Motoren mit großem Hubraum (Schiffsdiesel, mit Bohrungen von einem Meter und Hüben von ca. drei Metern), da die langsame Drehzahl immer eine ausreichende Befüllung ermöglicht und das Gewicht der externen Lader kaum eine Rolle spielt. Aufgrund des höheren Wirkungsgrades des Dieselprozesses werden ventilgesteuerte Zweitakter nur als Diesel realisiert.
Der große Zweitakter-Schiffsdieselantrieb ist in bezug auf den thermischen Wirkungsgrad unter den Wärmekraftmaschinen unübertroffen: Es gelingt mit ihm, bis zu 55% der chemisch gebundenen Energie des Kraftstoffes in nutzbare mechanische Arbeit zu verwandeln. Im Vergleich hierzu werden bei PKW-Ottomotoren selten mehr als 30% herausgeholt, und bei PKWs haben nur moderne Turbodiesel mehr als 40% Wirkungsgrad.
Für Ottomotoren ist diese Bauweise nach heutigem Stand der Technik ungeeignet, da der Ottoprozess nur für hochdrehende Motoren sinnvoll ist. Bei hochdrehenden Motoren gibt die geringere thermische Belastung den Ausschlag zugunsten des Viertakt-Prinzips.
[Bearbeiten] Andere Bauformen
Eine interessante Bauform ist der Gegenkolbenmotor mit zwei Kurbeltrieben pro Zylinder, der als schlitzgesteuerter Motor eine Gleichströmung ermöglicht.
[Bearbeiten] Geschichte des Zweitaktmotors
Die ersten, heute als verdichtungslose oder atmosphärische bezeichneten Zweitaktmotoren arbeiteten nach einem völlig anderen Prinzip und werden nur deshalb so genannt, weil sie bei jeder Kurbelwellenumdrehung zündeten - wie auch der moderne Zweitakter. Im 1. Takt wurde angesaugt und unverdichtet gezündet, im 2. Takt ausgepufft. Die Gaswechselsteuerung erfolgte mittels Schieber. Versuche von Jean Joseph Etienne Lenoir, Siegfried Marcus, und anderen, sie für mobile Zwecke zu verwenden (zwischen 1860 und 1870), scheiterten nicht zuletzt am ungünstigen Leistungsgewicht. Auch der berühmte „Sylvestermotor“ des Carl Benz von 1879 arbeitete nach diesem Prinzip. Als stationäre Gasmotoren waren solche Maschinen jedoch zu Beginn der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts zu Tausenden in Verwendung. Die „klassische“ Bauweise stammt von John Day (GB) und wurde 1888 entwickelt und 1889 patentiert
[Bearbeiten] Literatur
- Christian Rieck: Zweitakt-Motoren-Tuning. Eschborn 122004, ISBN 3-924043-25-6 (Erklärt die Funktionsweise des Zweitaktmotors und Möglichkeiten zur Leistungssteigerung)
[Bearbeiten] Weblinks
 |
Wikibooks: Motoren aus technischer Sicht - Zweitaktmotor – Lern- und Lehrmaterialien |
