Bundesgymnasium und Bundesrealgymnasium Villach - Peraustrasse

Fachgruppe: Chemie




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Zwei-Takt Motoren

Kann man einen Motor bauen, der weniger als vier Takte benötigt und die selben Leistungen wie der Ottomotor bringt? Kann man die aufwändige Ventiltechnik nicht ersetzen? Diese Fragen fürten zur Entwicklung des 2-Takt Ottomotors. Dieser benötigt nur eine Kurbelwellenumdrehung, um eine neue Zündung zu liefern. Ausserdem wirkt der Kolben gleich auch als Ventil, was viele bewegliche Teile spart:

Der Otto-2-Takter besteht aus nur drei beweglichen Teilen: Kolben, Pleuelstange und Kurbelwelle. Schauen wir uns zuerst die Funktionsweise des Zimmers an:

1. Takt: Der Kolben befindet sich am unteren Todpunkt. Der Überlaufkanal liks ist geöffnet, das vorkomprimierte Kraftstoffgemisch ströt vom unteren in den oberen Zylinderabschnitt. Oben ergibt sich dann eine Ausspü,hlung der verbrannten Gase, die vom frischen Gas durch den Auslasskanal verdrängt werden.

2. Takt: Nachdem der Kolben nach oben geeilt ist, verdeckt er den Überström- und den Auslasskanal, die oberen, frischen Gase werden deshalb komprimiert. Gleichzeitig wird im unteren Zylinderteil durch den nach oben steigenden Kolben neues Gas durch den jetzt freien Einlasskanal angesogen. Ungefähr im oberen Todpunkt kommt es zur Zündung des komptimierten Kraftstoffgemisches, der Kolben wird nach unten gepresst und führt dabei gleich noch eine Vorkompression des Gases im unteren Kolbengehäuse durch. Der Vorgang beginnt erneut, sobald der Kolben den untersten Punkt erreicht hat.

Entwicklung

Die idee zum Bau eines 2-Takt-Motors geht auf das Jahr 1879 zurück. Dieser Motor wurde jedoch erst später zu einem qualitativ hochwertigen Produkt, als die deutsch Firma DKW die Entwicklung beschleunigte. Wegen der Nachteile gegenüber dem 4-Takter, die gleich besprochen werden, wird der 2-Takter praktisch ausschließlich im kleinen Leistungsbereich vedrwendet, z.B. Kleinmotorräder und Mofas. Einige Zeit wurde er sogar in kleinen PKW eingebaut.



Problematik der Zwei-Takter

Eigentlich sollte der Zweitakter die doppelte Leistung bringen wie ein Viertakter mit gleichem Hubraum. Trotzdem gelingt nur eine um ca. 50% gesteigerte Leistungsausbeute. Die Gründe liegen auf der Hand:
  • Weil die einzelnen Takte ziemlich fließend getrennt sind , kann der Zylinder nicht mit derselben Menge Kraftstoff gefüllt werden.
  • Wird mehr verwendet, verlässt dieser die Brennkammer gleich wieder durch den Auslassschlitz. Es wurden verschiedenste Methoden getestet, um die verbrannten Gase vollständig aus der Brennkammer zu entfernen. ohne dass dabei frische Gase verloren gehen. (WIe zum Beispiel der "Nasenkolben", der die Gase auf einen bestimmte Art lenkt. Trotzdem ist die Füllung immer schlechter als beim Vier-Takter, der lediglich durch die "Überschneidung" der Ventilzeiten (beide Ventile sind einen Moment lang gleichzeitig offen) Verluste einfährt.
  • Zu diesen leistungstechnischen gesellen sich in letzter Zeit auch immer mehr umwelttechnische Probleme. Die Kraftstoffer der Zwei-Takter werden mit einer bestimmten Menge Öl versetzt, damit die Schmierung gerade automatisch erfolgt. Leider Verbrennen diese Ölreste dann teilweise auch, schädliche Gase sind die Folge.



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