| Totgesagte leben länger. Der Zweitakter ist zwar aus dem
Motorradbereich fast verschwunden, lebt aber sicherlich noch eine ganze
Weile in den Kleinkrafträdern wie Mofas, Roller und 125‘er weiter
.Wenn man aber einen kompakten, leichten und leistungsstarken Motor haben
möchte, ist der Zweitakter immer noch sehr attraktiv! Deswegen eine
kleine Zweitaktkunde:
Um gleich mal mit dem Begriff Zweitakter aufzuräumen: Der
Zweitakter heißt nicht Zweitakter, weil er nur zwei Takte hat, er
hat nämlich sechs. Der Name ist historisch begründet, da er nur
eine Kurbelwellenumdrehung braucht, um Energie zu liefern (im Gegensatz
zum Viertakter, der braucht zwei). Halb so viele Umdrehungen ergo,
hat er auch nur halb so viele Takte? Warum er so heißt ist letztendlich
nicht mehr Nachweisbar; es gibt noch mehr Theorien.
So jetzt bauen wir uns erst mal einen ganz einfachen Motor und machen
ihn dann richtig modern.
Als erstes brauchen wir eine Kurbelwelle mit einem Gehäuse, ein
Pleuel und den Kolben mit seinem Zylinder:
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1. Takt (Ansaugen):
Verfolgen wir einfach mal den Weg des
Kraftstoff-Luft-Gemisches (rot): Der
Kolben (grün) bewegt sich im Zylinder
nach oben. Unterhalb des Kolbens
(im Kurbelgehäuse) herrscht Unterdruck. Das Gemisch wird durch
den Ansaugkanal (blau) angesaugt,
sobalt der Kolben ihn frei gibt.
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2. Takt (Vorverdichten):
Wenn der Kolben wieder nach unten geht,
schließt er den Ansaugkanal wieder.
Das Gemisch wird durch den Kolben vorverdichtet.
( Das Volumen unterhalb des Kolbens nimmt ja ab.)
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3. Takt (überströmen):
Wenn der Kolben weit genug unten ist (das heißt eigentlich “kurz
vor UT“(unterer Totpunkt)), gibt er den überströmkanal
(blau) frei. Das Gemisch (rot) kann in den Brennraum strömen.
Das Gemisch strömt dabei so schnell in den Brennraum, daß
im Kurbelwellengehäuse ein Unterdruck entsteht und bevor der wieder
abgebaut werden kann, schließt der Kolben den überströmkanal.
(Deswegen konnte das Gemisch ja auch im ersten Takt angesaugt werden.)
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4. Takt (Verdichten):
Wenn der Kolben den überströmkanal
wieder verdeckt, wird das Gemisch
durch die weitere Aufwärtsbewegung verdichtet.
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5. Takt (Arbeiten):
Das Gemisch wird durch die Zündkerze (blau) entzündet. Von
der Zündkerze aus verbreitet sich eine Flammenwand (rot) quer durch
den Brennraum. Das verbrennende Gemisch übt auf den Kolben so einen
großen Druck aus, daß er nach unten gedrückt wird. Der
Kolben bewegt die Kurbelwelle, der Motor gibt Leistung ab.
(Das Gemisch wird übrigens schon entzündet, wenn der Kolben
noch nicht ganz oben ist ( “oberer Totpunkt“), damit die Flammenwand
Zeit hat sich zu verbreiten.)
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6. Takt (Auslassen):
Wenn das Gemisch verbrannt ist und der Kolben so weit nach unten
gedrückt wurde, daß er den Auslasskanal (blau) frei gibt, kann
das verbrannte Gemisch in Richtung Auspuff entweichen.
Die ganzen Takte laufen oberhalb und unterhalb des Kolbens natürlich
gleichzeitig ab, so daß es bei jeder Abwärtsbewegung des Kolbens
einen Verbrennungstakt gibt.
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Die ganzen Kanäle sind dabei natürlich so angeordnet, daß
sich die einzelnen Takte nicht ins Gehege kommen und sich z.B. das Frischgas
aus Takt drei und die Abgase sich möglichst nicht vermischen.
Vermeiden läßt sich das leider nicht immer, da einige physikalische
Gegebenheiten dagegen sprechen: Die Geschwindigkeit der Flammenfront ist
z.B. immer gleich (ca. zweifache Schallgeschwindigkeit). Der Motor soll
aber ja mit verschiedenen Drehzahlen arbeiten können. Bei niedrigen
Drehzahlen dauert es länger bis der Auslasskanal frei ist, als bei
höheren. Dadurch wird bei hohen Drehzahlen das Gemisch nicht
vollständig verbrannt, sondern landet im Auspuff. Auch vermischt sich
Frischgas immer etwas mit den Abgasen (daher auch die hohen CO und CH-Werte
im Abgas). Das alles hat natürlich Leistungsverluste zur Folge.
Um die Nachteile zu Reduzieren haben sich die Hersteller einiges einfallen
lassen:
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