Frage von Thunderman, 3.849

Leistungsausbeute bei 2takt und 4-takt motoren

Hallo

Ich interessiere mich gerade sehr für das 2-takt prinzip. Da ein 2-takter ja keinen "Leerhub" hat und bei jeder Verbrennung zündet müsste er ja theoretisch bei gleichem Hubraum die doppelte Leistung als ein 4-takter haben, da dieser ja bei jeder 2 umdrehung zündet. Nehmen wir mal die neue ktm 1290 super duke. Sie soll mit ihrem 1200ccm-zwei-zylinder 180 Ps haben. Das wären dann pro zylinder 90 Ps auf 600 ccm. der 2- takter aus einer honda cr 500 hat um die 60 Ps. Und genau hier liegt das Probelm. Die Honda hat mit ihrem 500er 2 takt motor 60 PS. Die neue Ktm 500 exc mit ihrem 4-takter hat ungefähr die gleiche Leistung. Aber eigentlich müsste die 500er 2 takt ja viel mehr Leistung als der 4-takter haben. Liegt diese "Leistungsgleichheit" daran das es schon lang keine 500er 2-takt motoren entwicklung gab oder liege ich komplett falsch?

Ich hoffe das ich meine Frage verständlich ausgedrückt habe und würde mich über Antworten freuen.

Gruß

Thunderman

PS: es soll nix heißen das ich als bsp. nur ktm und honda genommen habe ;D

Hilfreichste Antwort - ausgezeichnet vom Fragesteller
von chapp, 3.075

Ganz so unrecht hast du nicht. Wegen der doppelten Anzahl der Arbeitstakte pro Umdrehung der Kurbelwelle sollte der Zweitakter die doppelte Leistung haben - ABER.

Gleichen technischen Stand vorausgesetzt, haben die Zweitakter tatsaächlich eine höhere Leistung und ein höheres Drehmoment als Vierrtakter. Die Leistungshöchstgrenze bei Rennviertaktern mit Saugmotor liegt bei annähernd 300 PS/Liter Hubraum. Die Zweitakt - Rennmaschinen von Suzuki und Yamaha gingen locker über 400 PS/Liter. Die Zweitakter sind stärker, aber nicht doppelt so stark.

Das liegt zum Einen daran, dass der Hubraum bei Zweitaktern nur ein Theoretischer ist (ein geometrischer). Der Viertakter benutzt zur Gaswechselsteuerung Ventile die sich im Zylinderkopf befinden. Als Arbeitsraum steht ihm also der gesamte Hubraum zur Verfügung. Entscheidend für die Leistung ist da der Füllungsgrad der Zylinder. Diese bequeme und exakte Gassteuerung hat der Zweitakter nicht. Bei ihm werden die Zylinderwände und die Kolben zum Gaswechsel genutzt. Das bedeutet, dass beim Zweitakter ein erheblicher Teil des Hubes und damit des Hubraumes ohne Leistungsbeitrag nur als Pumpe und Ventil für den Gaswechsel benutzt wird. Deshalb steht einem Zweitakter, abhängig von der Konstruktion, nicht der doppelte Arbeitsraum zur Verfügung, sondern im Schnitt nur das etwa 1,4 fache. Andererseits kommt dem Zweitakter zugute, dass durch klevere Gestaltung der Kanäle und der Auspuffanlage und durch die sogenannte Kurbelgehäusepumpe (siehe Schnürle Umkehrspülung) ein gewisser Auladungseffek entsteht, der beim Viertakter schwer zu erreichen ist, wenn man keinen Turbolader oder Kompressor verwenden will oder darf. In gewissen Drehzahlbereichen haben extreme Rennzweitakter eine Überladung über den geometrischen Hubraum hinaus bis fast 200% erreicht. Aber nur in gewissen Drehzahlbereichen, weshalb das nutzbare Drehzahlband in der Regel schmal war und die Motoren sehr "spitz" waren. Daher brauchten Hochleistungszweitakter bis zu 14 Gänge. Ein weiterer Nachteil des Zweitakters ist, dass er gegenüber dem Viertakter "langhubiger" ausgelegt werden muß, da ein Teil des Hubes durch die Gaswechselsteuerung verloren geht. Dadurch ist die Kolbengeschwindigkeit und damit die Drehzahl begrenzt. Suzuki hat das dadurch ausgeglichen, dass man der 50er Werksrennmaschine stolze DREI Zylinder verpasst hat.

Fazit: Tatsächlich ist der Zweitakter grundsätzlich etwas leistungsfähiger als der Viertakter. Durch moderne Werkstoffe, Zündungen und Einspritzung könnte dieser Vorteil noch weiter ausgebaut werden. Dadurch wäre der Nachteil der etwas "schlampigen" Gassteuerung zu beseitigen und die Schmierprobleme (bis zum Kolbenfresser) gehören wegen der modernen Schmierstoffe und der Beschichtungen auf Kolben und Zylinder auch der Vergangenheit an. Leider ist sein Image versaut und kaum jemand kümmert sich noch um die Weiterentwicklung und Produktion von Zweitaktern, obwohl der Zweitakter heute genauso umweltfreundlich wie ein Viertakter laufen kann.

Kommentar von Thunderman ,

danke hast mir sehr weiter geholfen, habe jetzt festgestellt dass ich doch noch nicht so der 2-takt vollahungtyp bin ;D. Ich persönlich würde am liebsten eine neue firma ründen die nur 2takter herstellt /entwickelt-wird aber leider wohl ein Traum bleiben aber wer weiß (= die hoffnung stirbt zu letzt.

Kommentar von chapp ,

Den Gedanken hatte ich auch schon mehrmals und habe ihn auch noch nicht ganz aufgegeben. Ich war mal an der Entwicklung von Kleinflugzeugmotoren beteiligt (bis ca 130 PS). Das waren hochmoderne Zweitakter. Daher weiß ich, was in diesen Motoren steckt.

Antwort
von user5432, 1.608

Nachdem Chapp schon das wesentlichste aufgezählt, möchte ich aber doch eine kleine Ergänzung bringen.

Bei einem Zweitakter kann man z.b. durch Drehschiebereinlass die mögliche Vorkompression verbessern und die STeuerzeiten wie bei einem Viertakter mit Ventilsteuerung an den Bedarf anpassen sowie die Spülverluste um einiges minimieren.

Seit 1982 sind dann auch Fallstromvergaser mit sehr direktem und fast geradem Einlasskanal ein weiteres Kapitel der Leistungssteigerung.

Die erste Evolutionsstufe war der Vierventilmotor mit Fallstromvergaser des VauZwo Motors in der XZ550, die auch Grundlage für den weiteren Entwicklungsverlauf in Richtung FZ Serie und in doppelter Ausführung dann in der V-Max endete, die dann durch Vierfach-Boostervergaser in jeder Zeit des Ansaugtaktes das Maxiale an Füllung für den Motor zur Verfügung stellte. Wobei der Extrem kleine Tank dieses Motorrades den Aktionsradius auf die Fahrt von Tankstelle zu Tankstelle reduzierte ;-)

Die FZ Serie gipfelte dann mit der 5 Ventiltechnik in einem weiteren Gimmick der Motorenkonsrukteure.

Andere Hersteller optimierten ihre Viertakter , wie z.b. die Güllepumpe CX500 oder XL 500 mit Radial angeordneten Ventilen, was die Füllung im Ansaugtakt ebenfalls verbesserte.

Bei den Viertaktern wurde früher mittels Turboaufladung nachgeholfen, und heute wird bei höheren Geschwindigkeiten durch RAM AIR INTAKE Systeme eine besser Füllung erreicht, was zusätzliche Leistung abrufbar macht.

Die Einspritztechnik mit variablen Kennfeldern für die Kraftstoffversorgung und die Zündung sind weitere Optimierungspunkte.

Weitere Entwicklungen wie die Auspuffklappensteuerung für das Steuern des Auspuffquerschnitt´s sind gerne benutzte Elemente bei der Drehmomentsuche, sowohl bei Vier, als auch Zweitakter, wobei bei letzterem dann von Auslaßschieber, oder Walze die Rede ist.

Die Entwicklung bleibt ja Gott sei dank nicht stehen, hat aber leider den Zweitakter durchaus überrannt, was ich persönlich schade finde.

Ab und an fahre ich ganz gerne mit meiner offenen Mito, die in kurvenreichem Terrain den schweren Viertaktern um Längen voraus ist.

Vielleicht kommt die Zeit der Zweitakter später noch mal, da sie zudem auch Kostengünstig zu fertigen sind.

Warten wir es ab :-)

Kommentar von chapp ,

Hallo Klaus,

tatsächlich, der Plattendrehschieber (MZ - Entwicklung) hat bei den Zeritaktern einen enormen Leistungsschub gebracht, weil die Gassteuerung dadurch exakter wurde und ein asymmetrisches Steurdiagramm möglich wurde. Der Nachteil ist, dass man nur zwei Zylinder nebeneinander bauen kann. Deshalb wurden dann diese komplizierten V4 gebaut. Mittlerweile ist auch der Plattendrehschieben überholt. Ausgeklügelte Schlitzgestaltung zusammen mit Membraneinlaß und Einspritzung sind einfacher und mindestens so wirkungsvoll.

Kommentar von user5432 ,

Da gib ich Dir vollkommen Recht, aber Einspritzung beim Zwotakter gab es zb von Gutbrod, und MZ hatte damit in Verbindung mit Metabo auch dran gearbeitet. Wenn ich mir z.b. den 7 Port Zylinder meiner Cagiva Mito im Gegensatz zum DT 125 5Port Zylinder anschaue. (Hab beide auf der Werkbank liegen) dann erklärt sich von selbst, warum der Cagiva Mito Motor locker das doppelte an Leistung hat :-)

Aber man darf natürlich auch nicht verschweigen, das der Aufwand dann zu Ungunsten der Haltbarkeit ausfällt..... :-/

Leider wurde ein Einspritzsystem von Aprilia, Vespa und Co nicht zur Serienreife gebracht :-((

Kommentar von user5432 ,
Kommentar von user5432 ,
Kommentar von Thunderman ,

danke für deine ebenfalls umfangreiche antowrt. Wusste nicht mal das mit dem Drehschieber einlass. Gibt es in You tube videos dieser 2-takt prinzipien n denen Drehschiebereinlass,Membraneinlass o.a Varianten erklärt werden? zweitakter haben es mir irgendwie angetan :D

Kommentar von chapp ,

Keine Ahnung. Aber es gibt Fachbücher und Leute, die das noch im Kopf haben. Drehschiebersysteme gibt es verschiedene. Auch eine Menge technischer Spielarten, wie Ladepumpenmotore, Doppelkolbenmaschinen, Walzendrehschieber usw. Auch Zweitaktdiesel sind super und waren sehr erfolgreich. Es ist ein weites Feld. Ein Blick in Youtube genügt da nicht.

Kommentar von Thunderman ,

jo das thema is nicht übersichtlich. Werde mal nach büchern oder webisten schauen

Antwort
von Bonny2, 1.386

Du hast da einen "Denkfehler". Egal ob 2-Takter oder 4-Takter. Beide haben nur einen Arbeitstakt. Beim 4-Takter = Ansaugen, verdichten, Arbeitstakt, ausstoßen. Beim 2-Takter sind "Ansaugen und verdichten" sowie "Arbeitstakt und Ausstoßen" jeweils zusammengefasst.

Nur der Arbeitstakt, der durch die Explosion den Kolben nach unter "drückt" hat die Kraft, der die Welle zum rotieren und damit die Kraft weiter zum Verbraucher bringt. Die anderen Takte bringen beim 4-Takter Verluste weil sie den Motor abbremsen. Dadurch ist ein 2-Takter einem 4-Taker in der Leistung (bei gleicher PS-Zahl) immer überlegen. Es gibt eigentlich nichts besseres als einen 2-Takter. Wenn nur die "gewinnorientierte Industrie" mit ihren Absprachen nicht wäre. Gruß Bonny

Kommentar von tomtom41 ,

Also... Nee ,-)

Dadurch ist ein 2-Takter einem 4-Taker in der Leistung (bei gleicher PS-Zahl) immer überlegen. 

Das ist ja schon ein Widerspruch in sich - auf den hubraum bezogen stimmt's dann wieder einigermaßen - aber der kost ja nur bei der Steuer Geld - also kein technisches problem.

Problem bei den 2-Taktern in der ' Preisklasse ' ist halt immer die Spülung (Neues Gas rein, Abgas raus)

Antwort
von puch37, 1.070

Vielleicht Hilft dir das ein wenig;

http://www.1000ps.at/forum/tm.asp?m=2614915&mpage=1&key=%C3%B6lfilter%2C...

Gruß puch

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