Zweitaktzyklen

Zweitaktzyklen bezeichnen das thermodynamische Arbeitsprinzip von Zweitaktmotoren, bei dem der vollständige Arbeitsprozess in zwei Hubbewegungen des Kolbens pro Kurbelwellenumdrehung abläuft. Dadurch ergibt sich eine höhere Leistungsdichte im Vergleich zu Viertaktmotoren, verbunden mit größerem Kraftstoffverbrauch und meist höheren Emissionen.

Ablauf: Der Zylinder wird während der ersten Hubbewegung mit einer Frischladung aus Kraftstoff-Luft-Gemisch versorgt, während gleichzeitig Abgase aus dem Zylinder ausströmen. Beim zweiten Hub wird das Gemisch komprimiert, gezündet und die dabei erzeugte Arbeit bewegt den Kolben erneut nach unten. In der Endphase des Hubwegs öffnet sich der Auslasskanal erneut, die Verbrennungsabgase entweichen, und gleichzeitig wird eine neue Frischladung durch Portführungen in den Zylinder transportiert, wodurch der Zyklus erneut beginnt. Diese Konstruktion ermöglicht, dass pro Kurbelwellenumdrehung typischerweise eine Arbeitsleistung entsteht.

Schmierung: Zweitaktmotoren verwenden traditionell eine gemischte Schmierung von Öl mit dem Kraftstoff oder eine separate Ölförderung. Das Öl dient der Schmierung der Kolbenringe und der Kurbelgehäuse. Diese Ölzufuhr führt zu erhöhten Emissionen, da Öl verbrennt und Partikel freigesetzt werden. Moderne Designs setzen auf Direkteinspritzung oder gerichtete Schmierung, um Emissionen zu senken.

Historisch: Die Entwicklung des Zweitaktzyklus geht auf das späte 19. Jahrhundert zurück; der schottische Ingenieur Dugald Clerk wird oft als Hauptentwickler des praktischen Zweitaktmotors genannt (1881). Zweitaktmotoren fanden weite Verbreitung in Kleinanwendungen (Kettensägen, Rasenmäher, Außenbordmotoren) und in bestimmten motorisierten Fahrzeugen, insbesondere Motorrädern, Mopeds und kleinen Bootsmotoren; In der heutigen Automobilindustrie sind sie wegen Emissionen weniger verbreitet, aber weiterhin in bestimmten Anwendungsbereichen anzutreffen.

Vorteile/Nachteile: Vorteile sind hohe Leistungsdichte, einfache Konstruktion, geringes Gewicht, weniger Bauteile und schnelle Leistungsabgabe. Nachteile sind geringer Wirkungsgrad, höhere Emissionen, Ölverbrauch und häufigere Wartung.