Das Prinzip des 2-Takters ist so einfach wie genial. Seine Funktionsweise ermöglicht dem Motor pro Umdrehung der Kurbelwelle eine Zündung mit Verbrennung. Sprich, der 2-Takter erzeugt in der gleichen Zeit doppelt so häufig Drehmoment wie ein 4-Takter.
Doch die bekannten und verbreiteten Bauarten eines 2-Takters mit hohen Spülverlusten und Eintrag von Öl ins Abgas grenzen den Einsatz dieser Motoren eng ein. Trotzdem tauchen immer wieder Patente, Konzepte und Prototypen auf, die den 2-Takter anders denken und vielleicht ein Comeback in der Breite möglich machen. MOTORRAD zeigt die interessantesten Ideen der letzten Jahre.
Geniales Problemkind: Der 2-Takter
Den 2-Takter, den wir aus Mofas, Rollern, Motorrädern oder Gartengeräten kennen, arbeitet im Grunde immer nach dem Prinzip der Umkehrspülung. Diese Motoren saugen frisches Gemisch in das Kurbelgehäuse an und vorverdichten es während des Arbeitstakts. An dessen Ende strömt dieses Gemisch aus dem Gehäuse über in den Brennraum und drückt das noch enthaltene Abgas aus dem Brennraum. Es folgt erneut ein Verdichtungstakt, der wiederum Frischgas in das Gehäuse saugt. Am Ende dieser Verdichtung erfolgt direkt eine weitere Zündung.
Wer zählt kommt auf exakt einen Kolbenhub zwischen den beiden Totpunkten sowie eine Umdrehung der Kurbelwelle. Also: Der Zweitakter zündet frisches Gemisch bei jedem Kolbenhub in Richtung des oberen Totpunkts (OT).
Der Zweitakt-Motor der Zukunft
An diesem Prinzip ändern die zahlreichen Konzepte und Patente zu neuen 2-Taktern nichts. Einzig wie die Gaswechsel erfolgen, steht zur Debatte und natürlich: Das Öl soll nicht mehr verbrennen. Und auch den allgemeinen Irrglauben, ein Zweitakter habe keine Ventile, könnte die ein oder andere neue Idee umstoßen. Allen Konzepten gemein: Sie wollen den Vorteil des 2-Takters erhalten, ohne seine Nachteile in Kauf zu nehmen. Und da hilft manchmal sogar ein Kompressor oder Turbo.
Kawasaki erfindet neuen 2-Takter mit Turbo
Kawasaki bekam 2024 eine Erfindung patentiert, die eine neue Form des 2-Takters beschreibt. Die Unterschiede zur bekannten Bauweise: Kawasaki nimmt Abstand von der Umkehrspülung, setzt Einlassventile, Aufladung der Ansaugluft und eine Direkteinspritzung ein.
Klingt zwar alles sehr 4-taktig, trotzdem zündet dieser Motor theoretisch an jedem OT frisches Gemisch.
Und das geht so:
- Takt: Am OT wird Gemisch gezündet, der Kolben fährt in Richtung UT. Kurz vor UT gibt der Kolben Auslasskanäle frei, aus denen das Gemisch entweicht.
- Takt: Kurz vor oder am UT öffnet eine Nockenwelle die Einlassventile. Turbo oder Kompressor drücken Luft in den Zylinder, die den Brennraum spült. Der Kolben verdichtet die Luft in Richtung OT. Die Direkteinspritzung gibt Kraftstoff hinzu. Zündung – und wieder von vorn.
Der Ansatz hinter diesem Motor ist: Kawasaki möchte die Spülverluste zwischen Frischgas und Abgas verhindern, indem nur Luft zum Spülen zum Einsatz kommt.
Der Kraftstoff kommt erst kurz vor der Zündung per Direkteinspritzung in den Brennraum.
2 Probleme müsste Kawasaki allerdings noch lösen:
- Wie misst Kawaski die Menge an Luft im Zylinder für eine optimale Benzinmenge? Da es trotzdem Spülverluste der Frischluft geben wird.
- Wie möchte Kawasaki die Schmierung im Zylinder vornehmen, wenn weder Öl im Benzin noch in der Luft ist und der Zylinder durch die Auslassöffnungen nicht geschlossen ist?
Alpha-Otto Rev-Force – läuft mit allem
Der 2025 vorgestellte Zweitakt-Motor Rev-Force von Alpha-Otto wird bereits erprobt. Er soll mit Benzin, Wasserstoff, Diesel und Schweröl laufen. Er arbeitet nach dem Prinzip der Gleichstromspülung, allerdings ohne Ventile, sondern mit einer Walzensteuerung für den Auslass.
Die 2 Takte laufen hier so:
- Takt: Ein Kompressor verdichtet die Luft, die am Unteren Totpunkt über Schlitze in den Zylinder gelangt. Per Direkteinspritzung kommt der Kraftstoff kurz vor OT hinzu. Zündung.
- Takt: Während des Arbeitstakts gibt der Kolben die Auslassschlitze frei, über die das Abgas entweicht. Die Walzensteuerung im Auslass verbreitert das nutzbare Drehzahlband des Motors. Es folgt wieder Takt 1.
Und wie schon Kawasaki möchte Alpha-Otto mit diesem Prinzip die Spülverluste von Frischgas verhindern. Das ist durch die Direkteinspritzung zwar gegeben, doch wie beim Kawasaki-Patent bleiben 2 Fragen:
- Wie misst der Motor die verbliebene Luftmenge im Brennraum?
- Wie schmiert Alpha die Laufbahn des Zylinders – verlustfrei?
