Um nach dem Ende des Zweiten Weltkriegs möglichst schnell die Bevölkerung zu mobilisieren, fiel die Wahl bei einigen Autoherstellern auf den Zweitaktmotor – und zwar auf beiden Seiten des Eisernen Vorhangs. In Westdeutschland kamen die Modelle der Marke DKW mit der simplen Antriebstechnik auf den Markt. Die Autobauer der DDR (Trabant, Wartburg, Barkas) setzten ausnahmslos auf das simple und robuste Arbeitsprinzip.
Doch wie funktioniert die Technik, die mit dem Trabant zur Wende in Deutschland zu Grabe getragen wurde und auch in anderen Teilen der Welt (zumindest in der Autoindustrie) ausgestorben ist?
Die Funktionsweise des Zweitakters
Während sich der Kolben vom unteren zum oberen Totpunkt bewegt, entsteht im Kurbelgehäuse ein Unterdruck, der das Zündgemisch ansaugt. Bei dieser Bewegung schließt der Kolben die Auslass- und Überströmkanäle. Das Gemisch befindet sich zu diesem Zeitpunkt oberhalb des Kolbens und wird verdichtet. Parallel entsteht durch den genannten Unterdruck ein Sog unter dem Kolben.
Kurz bevor dieser den oberen Totpunkt erreicht, springt ein Funke über und das Gemisch zündet. Dabei dehnt es sich plötzlich aus – Fachleute nennen das Expansion. Der Kolben bewegt sich nun schnell nach unten, wobei er den Ansaugkanal verschließt und dabei das noch immer darunter befindliche Gemisch verdichtet. In diesem Moment legt er die Auslass- und die Überströmöffnung frei. Das komprimierte Gemisch fängt an, den Auslassrückstand herauszudrücken und tritt in den Raum über dem Kolben ein.
Es zeigt sich also: Die Konstruktionsweise und das Arbeitsprinzip des Zweitakters unterscheiden sich grundlegend von denen eines Viertakt-Hubkolbenmotors. Beim Zweitakter öffnen und schließen die Kolben die Ansaug- und Auslasskanäle, während sie sich bewegen; beim Viertakter sind für diese Aufgabe die Ventile zuständig. Zudem zündet er bei jeder Kurbelwellenumdrehung und nicht nur bei jeder zweiten wie der Viertakter.
Vor- und Nachteile des Zweitakters
Dadurch kann er aus demselben Hubraum mehr Kraft entwickeln und läuft meist ruhiger als ein Viertaktmotor. Ein Zweitakter baut zudem in der Regel kompakter und ist obendrein leichter als ein vergleichbarer Viertakter. Und es gibt weniger Komponenten; insbesondere werden keine Ventile und damit kein Ventiltrieb benötigt. Das spart Kosten im Einkauf sowie bei der Produktion und macht das Triebwerk weniger anfällig für Schäden.
Das eben dargestellte Arbeitsprinzip ist aber auch für die zentralen Nachteile von Zweitaktmotoren verantwortlich. Weil die festen Öffnungen für Ansaugung und Abgasabführung nach dem Passieren des Kolbens kurz freiliegen, weisen sie schlechtere Verbrauchs- und Abgaswerte auf. Aufgrund dieser Eigenschaft gelangen Teile des Kraftstoffs unverbrannt ins Abgas, wodurch der stinkende blaue Dunst entsteht. Noch mehr Schadstoffe entstehen, da Zweitakter zudem Öl verbrennen, das sie zur Schmierung benötigen und dem Kraftstoff zugefügt werden muss. Die tendenziell große Geräuschentwicklung gehört ebenfalls zu den Minuspunkten dieser Motorbauart.
Hat der Zweitakter eine Zukunft?
Dennoch arbeiten derzeit mehrere Unternehmen im Verborgenen an einem Comeback des Zweitaktmotors. Die japanische Marke Mazda sowie General Motors und das Start-up Alpha-Otto Technologies aus den USA haben jüngst entsprechende Patente angemeldet oder Triebwerke offiziell vorgestellt. Sie alle wollen die Stärken des Arbeitsprinzips beibehalten und die Schwächen ausmerzen. Etwa, indem sie Ventile und teilweise Dichtringe nutzen, um die sonst kurzzeitig freiliegenden Öffnungen zu schließen und den Zylinder besser abzudichten. Von der Serienreife sind all diese Entwicklungen jedoch noch weit entfernt.
Hinweis: In der Fotoshow über dem Artikel stellen wir Ihnen das GM-Patent für ein Ventilsystem für Zweitaktmotoren näher vor.
