Zweitaktmotor erklärt

Was sind Zweitaktmotoren?

Zweitakt-Verbrennungsmotoren sind weltweit weit verbreitet, wenn ein einfacher, robuster Motor mit einem sehr hohen Leistungsgewicht erforderlich ist. Dieser Motortyp wird typischerweise mit Benzin betrieben (Fremdzündungsmotor) und findet Anwendung in kleinen Geräten wie Rasenmähern, Motorrädern, Laubbläsern usw. Zweitaktmotoren benötigen nur zwei Takte pro Verbrennungszyklus, während Viertaktmotoren vier Takte pro Verbrennungszyklus benötigen.

Kleiner Zweitaktmotor

Gut zu wissen - ein Zweitaktmotor wird auch als '2-Takt-Motor' oder '2 Takt Motor' bezeichnet, aber die Schreibvarianten bedeuten alle dasselbe. Ebenso wird ein 'Viertaktmotor' auch als '4-Takt' oder 'vier Takt' geschrieben.

Gut zu wissen - Benzinmotoren sind Fremdzündungsmotoren (ein Funke von einer Zündkerze zündet das Luft-Kraftstoff-Gemisch im Zylinder). Dieselmotoren sind Selbstzündungsmotoren (das Luft-Kraftstoff-Gemisch wird komprimiert und aufgrund der hohen Temperatur im Zylinder gezündet).

Zweitaktmotor-Teile

Ein Zweitaktmotor besteht aus den folgenden Komponenten:

• Luft-Kraftstoff-Gemisch-Saugöffnung – das Luft-Kraftstoff-Gemisch wird durch die Saugöffnung in das Kurbelgehäuse gezogen. Ein Membranventil in der Saugöffnung fungiert als Rückschlagventil (Einwegventil), um den Fluss des Luft-Kraftstoff-Gemisches zu steuern.
• Überströmkanal – das komprimierte Luft-Kraftstoff-Gemisch wird durch den Überströmkanal vom Kurbelgehäuse in den Brennraum geleitet.
• Abgasöffnung – Abgase werden durch die Abgasöffnung aus dem Brennraum abgeführt.

Zweitaktmotor-Komponenten

• Kurbelgehäuse – beherbergt die inneren Teile des Motors. Das Luft-Kraftstoff-Gemisch wird im Kurbelgehäuse komprimiert, bevor es in den Überströmkanal eintritt.
• Kolben – bewegt sich linear zwischen oberem Totpunkt (OT) und unterem Totpunkt (UT). Ein dünner Ölfilm zwischen den Kolbenringen und der Zylinderlaufbuchse trennt den Brennraum vom Kurbelgehäuse.

OT und UT gezeigt

• Zylinderlaufbuchse – wo die Verbrennung stattfindet. Die Zylinderlaufbuchse ist auch als Brennkammer bekannt.

Viertaktmotor-Zylinderlaufbuchse

• Zündkerze – wird verwendet, um das Luft-Kraftstoff-Gemisch zu zünden. Benzinmotoren verwenden Zündkerzen und sind als Fremdzündungsmotoren bekannt. Dieselmotoren verwenden keine Zündkerzen und sind als Selbstzündungsmotoren bekannt.

Zündkerze

• Kurbelwelle – eine Welle, die die lineare Hin- und Herbewegung des Kolbens in Rotationsbewegung umwandelt.

Kurbelwelle mit Beschriftungen

• Kurbelwangen – werden verwendet, um Energie zu speichern und Motorvibrationen zu reduzieren.
• Pleuel – verbindet den Kolben mit der Kurbelwelle. Genauer gesagt gibt es keine direkte Verbindung zwischen Pleuel und Kurbelwelle, da Gleitlager und Schmieröl die beiden Komponenten trennen. Das Pleuel ist auch als Konrod bekannt.

Kurbelwelle und Pleuel-Schmierung

• Kolbenbolzen – verbindet das Pleuel mit dem Kolben. Der Kolbenbolzen ist auch als Gelenkbolzen bekannt.

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Wie funktionieren Verbrennungsmotoren (IC)?

Viertakt und Zweitakt Motoren sind beide Arten von Verbrennungsmotoren (IC). Alle IC-Motoren müssen vier Hauptphasen durchlaufen, um einen vollständigen Verbrennungszyklus (Leistungszyklus) abzuschließen. Diese Phasen sind:

1. Ansaugen
2. Verdichten
3. Zündung (Leistung)
4. Ausstoßen

Die obigen Phasen werden manchmal auch als:

1. Ansaugen
2. Verdichten
3. Knall
4. Ausstoßen

Viertaktmotoren benötigen einen vollständigen Hub (volle Bewegung zwischen OT und UT oder UT und OT) pro Phase. Zweitaktmotoren durchlaufen mehrere Phasen pro Hub.

Wie funktionieren Zweitaktmotoren?

Das folgende Video ist ein Auszug aus unserem Online-Video-Kurs zu den Grundlagen von Verbrennungsmotoren.

Ansaugphase

Wenn der Kolben sich dem unteren Totpunkt (UT) nähert, komprimiert er das Luft-Kraftstoff-Gemisch im Kurbelgehäuse und der Überströmkanal wird freigelegt. Sobald der Überströmkanal freigelegt ist, strömt das komprimierte Luft-Kraftstoff-Gemisch vom Kurbelgehäuse in den Brennraum.

Der Kolben beginnt dann, sich in Richtung oberer Totpunkt (OT) zu bewegen und deckt den Überströmkanal ab, während er auch die Kurbelgehäuse-Einlassöffnung freilegt; das Luft-Kraftstoff-Gemisch beginnt dann, von der freigelegten Einlassöffnung in das Kurbelgehäuse zu strömen.

Zweitaktmotor-Ansaugphase

Verdichtungsphase

Der Kolben bewegt sich weiter in Richtung OT und deckt die Auslassöffnung ab. Das Luft-Kraftstoff-Gemisch im Brennraum wird vom Kolben komprimiert, während es sich in Richtung OT bewegt. Sowohl die Temperatur als auch der Druck im Brennraum steigen während dieser Phase erheblich an.

Zweitaktmotor-Verdichtungsphase

Zündungsphase

Kurz vor OT zündet ein Funke von einer Zündkerze das Luft-Kraftstoff-Gemisch. Die Zündung erfolgt und ein schneller Druck- und Temperaturanstieg zwingt den Kolben zurück in Richtung UT.

Zweitaktmotor-Zündungsphase

Ausstoßphase

Wenn der Kolben sich in Richtung UT bewegt, geschehen zwei Dinge. Erstens wird die Auslassöffnung freigelegt und Abgase werden aus dem Brennraum abgeführt. Zweitens komprimiert die Bewegung des Kolbens in Richtung UT das Luft-Kraftstoff-Gemisch im Kurbelgehäuse.

Der Kolben nähert sich UT und der Überströmkanal wird freigelegt; das komprimierte Luft-Kraftstoff-Gemisch tritt in den Brennraum ein und der Zyklus beginnt von neuem.

Zweitaktmotor-Ausstoßphase

Das folgende Video zeigt den Zweitakt-Verbrennungszyklus im Detail: