Wie funktioniert ein 2-Takt-Motor?

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  • Ein 2-Takt-Motorblock
    Was ist ein Zweitaktmotor?
    Zweitaktmotoren finden wir in Geräten wie Kettensägen, Laub-Bläsern, Rasenmäher, Mopeds, Modellflugzeugen oder Jet-Skis. Dort werden Zweitaktmotoren verwendet, weil sie drei wichtige Vorteile gegenüber Viertaktmotoren haben:

    + Zweitaktmotoren haben keine Ventile, was ihre Konstruktion vereinfacht und ihr Gewicht verringert.
    + Zweitaktmotoren zünden einmal pro Umdrehung, dies gibt ihnen einen erheblichen Leistung-Schub.
    + Zweitaktmotoren können in jeder Lage arbeiten, was zum Beispiel für eine Kettensäge wichtig sein kann. Ein Standard-Viertaktmotor würde Probleme mit dem Öl-Fluss haben, wenn er nicht aufrecht steht. Eine Lösung dieses Problems würde die Komplexität des Motors erhöhen.

    Diese Vorteile machen Zweitaktmotoren leichter, einfacher und kostengünstiger in der Herstellung. Dieser Motor hat auch das Potenzial, etwa die doppelte Leistung in den gleichen Raum zu generieren, da pro Umdrehung doppelt so viele Krafthübe erforderlich sind. Die Kombination aus geringem Gewicht und doppelter Leistung verleiht Zweitaktmotoren im Vergleich zu vielen Viertaktmotoren ein hervorragendes Leistungsgewicht.

    Wie funktioniert ein Zweitakter?
    Wenn Du jemals einen Zweitaktmotor verwendet hast, weißt Du, dass Du vor dem Betrieb ein spezielles Zweitaktöl mit Benzin mischen musst. Das wir Zweitaktmotoren normalerweise nicht in Autos sehen, liegt das daran, dass sie eine Reihe von Nachteilen haben. Das wirst Du erkennen, wenn wir uns die Funktionsweise dieses Motors ansehen.

    Der Zweitaktmotor ist ein Verbrennungsmotor, bei dem der Kraftzyklus mit zwei Kolbenhüben während nur einer Umdrehung der Kurbelwelle abgeschlossen wird. Ein Zweitaktmotor verwendet Zylinder, Kolben, Ventile, Zündkerzen, Pleuelstange und Kurbelwelle, wie sie auch in anderen Motoren zu finden sind. Der Zweitaktmotor führt die gleichen Schritte aus, die von einem Viertaktmotor ausgeführt werden: Ansaugen, Kompression, Expansion und Ausstoß. Für diese Schritte benötigt der Motor jedoch nur zwei Arbeitstakte. Im Gegensatz dazu benötigt ein Viertaktmotor für einen Kraftzyklus vier Takte.

    Da der Zweitaktmotor bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle zündet, ist ein Zweitaktmotor normalerweise stärker als ein Viertaktmotor gleicher Größe. In Kombination mit seiner leichteren und einfacheren Konstruktion ist der Zweitaktmotor für Anwendungen in Kettensägen, Schneemobilen u.ä. gut geeignet. Leider arbeiten die meisten Zweitaktmotoren ineffizient und sind schreckliche Umweltverschmutzer aufgrund der Menge an nicht verbrauchtem Kraftstoff, der durch die Auslass-Öffnung entweicht.

    Die 2-Takte eines Zweitakt-Motors:
    1. Takt - Ansaugen und Verdichten
    Das Kraftstoff-Luft-Gemisch wird zuerst durch das Vakuum, das während des Aufwärtshubs des Kolbens erzeugt wird, in das Kurbelgehäuse gesaugt. Danach schließt sich das Einlassventil und das Gemisch wird im Kurbelgehäuse verdichtet. Kurz danach wird ein Auslass-Kanal geöffnet und der Brennraum mit dem Gemisch gefüllt und durch eine Zündkerze gezündet und verbrannt.

    2. Takt - Transfer- und Arbeitstakt
    Gegen Ende des Hubs legt der Kolben den Einlass frei, so dass das komprimierte Kraftstoff-Luft-Gemisch im Kurbelgehäuse um den Kolben in den Hauptzylinder entweichen kann. Dadurch werden die Abgase aus der Auslass-Öffnung ausgestoßen, die sich normalerweise auf der gegenüberliegenden Seite des Zylinders befindet. Der Kolben steigt dann, angetrieben von einem Schwungrad-Moment, an und verdichtet erneut das Kraftstoffgemisch. Gleichzeitig findet ein weiterer Ansaugtakt unterhalb des Kolbens statt.

    Die Funktionsweise eines 2-Takt-Motos im Video:


    Die Nachteile eines Zweitaktmotors
    Neben den oben geschilderten Vorteilen besitzen Zweitaktmotoren auch ein paar gravierende Nachteile gegenüber anderen Verbrennungsmotoren.

    + Zweitaktmotoren halten nicht annähernd so lange wie Viertaktmotoren. Das Fehlen eines speziellen Schmiersystems führt dazu, dass die Teile eines Zweitaktmotors viel schneller abgenutzt werden.

    + Diese Motoren arbeiten nicht besonders effizient. Nicht verbrannter Kraftstoff wird über den Auspuff ausgeworfen.

    + Zweitaktmotoren benötigen zusätzlich zum Kraftstoff Zweitaktöl.

    + Zweitaktmotoren sind große Umweltverschmutzer, so dass es sie wahrscheinlich nicht mehr lange geben wird.

    Die Geschichte des Zweitaktmotors
    Der erste kommerzielle Zweitaktmotor mit Kompression im Zylinder wird dem schottischen Ingenieur Dugald Clerk zugeschrieben. Clerk ließ sich das Verfahren 1881 patentieren. Im Gegensatz zu den meisten späteren Zweitaktmotoren hatte er jedoch einen separaten Ladezylinder. Der erste moderne Motor, der den Bereich unterhalb des Kolbens zum Laden benutzte, stammt vom Engländer Joseph Day. In Deutschland erhielt Karl Benz 1879 ein Patent auf einen Zweitaktmotor. Die erste praktische Verwendung gelang dem Engländer Alfred Scott mit der Produktion von wassergekühlten Zweizylinder-Motorrädern.

    Fazit:
    Die oben geschilderten Nachteile eines Zweitaktmotors bedeuten, dass diese Motoren nur für Anwendungen eingesetzt werden, bei denen der Motor nicht häufig verwendet wird und ein gutes Leistungsgewicht wichtig ist. In der Zwischenzeit haben Hersteller daran gearbeitet, Viertaktmotoren zu verkleinern und zu vereinfachen. Außerdem werden Elektromotoren und Akkus immer leistungsfähiger, die in einer Vielzahl von Produkten (Boote, Rasenpflege etc.) auf den Markt kommen.

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