Zweitakt

Ein Zweitaktmotor durchläuft einen vollständigen thermodynamischen Zyklus von Ansaugung über Verbrennung bis Auspuff in nur zwei Kolbenhüben statt vier. Das bedeutet einen Arbeitstakt pro Kurbelwellenumdrehung, im Vergleich zu einem pro zwei Umdrehungen beim Viertaktmotor. Der Kolben selbst fungiert als Ventil: Während er nach der Verbrennung abwärts bewegt, gibt er Öffnungen in der Zylinderwand frei, durch die frische Ladung eindringt, während gleichzeitig Abgase durch andere Öffnungen austreten.

Zweitaktmotoren sind in kleinen Maschinen anzutreffen, wo Leistungsdichte und Einfachheit wichtiger sind als Kraftstoffeffizienz: Kettensägen, Laubbläser, Außenbordmotoren, Dirt-Bikes und industrielle Pumpenantriebe. Ein Zweitaktmotor erzeugt rund die doppelte Leistung pro Hubraum im Vergleich zu einem ähnlich großen Viertaktmotor, da jede Kurbelwellenumdrehung Leistung liefert. Sie benötigen keinen Ventiltrieb, keine Nockenwelle, keine Stößel; Porting und Kolbentiming regeln alles. Das macht sie in ihrer Größenklasse billiger in Herstellung und Wartung.

Das Problem mit Kraftstoff und Spülvorgängen

Zweitaktmotoren werden fast immer durch Öl geschmiert, das direkt ins Benzin gemischt ist, typischerweise in Verhältnissen zwischen 1:50 und 1:100 nach Volumen, je nach Anwendung und Klima. Diese Mischung verbrennt zusammen mit dem Kraftstoff. Schlechte Spülung, also unzureichende Beseitigung von Abgasen aus dem Zylinder, hinterlässt Restabgas, das die einströmende Ladung verdünnt, die Leistung reduziert und Emissionen erhöht. Umschieberkanäle, die die frische Mischung in den Zylinder lenken, müssen präzise getaktet sein; öffnen sie zu früh oder zu spät, entweicht unverbrannter Kraftstoff mit dem Abgas und etwas Verbrennungsgas bleibt im Inneren.

Die schnelle Zyklenzahl erzeugt intensive Wärme, und der Kolben hat nur zwei Hübe, um sie abzuleiten, wodurch die Kühlung erschwert wird. Kolben laufen heißer als in Viertaktmotoren. Kohlenstoffablagerungen durch unvollständige Verbrennung und Ölrückstände sammeln sich schnell an, wenn die Kraftstoffqualität schlecht ist oder das Mischungsverhältnis falsch gewählt wird. Zündkerzenverschmutzung und Kolbenringfeststand sind häufige Ausfallerscheinungen in vernachlässigten Maschinen.

Umweltvorschriften haben sich kontinuierlich verschärft. Die Zweitakt-Emissionen von Kohlenwasserstoffen und Partikeln pro Leistungseinheit sind höher als bei Viertaktern, weil beim Spülvorgang etwas Kraftstoff unverbrannt entweicht und weil die Verbrennung im Teillastbereich unvollständig ist. Viele Länder beschränken oder verbieten mittlerweile Zweitaktgeräte für Verbraucherzwecke, obwohl sie in kommerziellen Schiffsmotoren, einigen Motorsportklassen und industriellen Anwendungen Standard bleiben, wo das Leistungsgewicht-Verhältnis den Nachteil rechtfertigt.