Das Internet liest mit. Immer. Wie sonst ist es denkbar, dass nach unserem Artikel über den neuen Avadi-Motor, in dem wir 2-Takter mit Ventilen erwähnt haben, im Netz die Idee aufkommt, ein Patent von Kawasaki für einen 2-Takter mit Ventilen könnte uns ebenfalls interessieren. Und dann gleich noch mit Turbo plus Direkteinspritzung. Sei's drum, danke Google, dass du an uns denkst.
Wie funktioniert ein Zweitakt-Motor nochmal?
Wir stellen klar: Ein 2-Takter definiert sich nicht über die Anzahl oder das Vorhandensein von Ventilen. Und nicht über die Art der Schmierung oder sonst ein mechanisches Merkmal wie etwa Vorverdichtung im Kurbelgehäuse. Ausschließlich die Zahl der für einen vollständigen Zyklus notwendigen Umdrehungen der Kurbelwelle unterscheidet einen 2-Takter und einen 4-Takter. Und daher beim Hubkolbenmotor, wie oft der Kolben seine Totpunkte erreicht, bevor eine Zündung mit Verbrennung eintritt. Beim 2-Takter ist das eben eine Umdrehung der Kurbelwelle und je ein oberer (OT) und ein unterer Totpunkt (UT) des Kolbens.
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Multitasking im Zweitakter
Trotzdem muss während dieser einen Umdrehung frisches Gemisch angesaugt, verdichtet, gezündet und das Abgas ausgestoßen werden. Und so laufen je 2 dieser Schritte mehr oder weniger parallel ab, als Beispiel sind Abgas und Frischgas gleichzeitig im Zylinder. So zeigte der 2-Takter schon immer die Schwäche der hohen Spülverluste. Also, wenn frisches Gemisch ungenutzt durch den Auslass verschwindet – und hier setzt Kawasaki an. Übrigens: Das Arbeitsprinzip sagt nichts über den Kraftstoff aus. Benzin, Diesel, Gas oder Wasserstoff können einen 2-Takter antreiben.
Kawasaki-Patent für neuen 2-Takter mit Turbo und Ventilen
Kawasaki möchte mit seiner Erfindung die Vorteile des 2-Takters nutzen, ohne die Spülverluste in Kauf nehmen zu müssen. Dazu nutzen sie von einer Nockenwelle betätigte Einlassventile, das Aufladen der Ansaugluft und eine Direkteinspritzung. Und gerade Letzteres beugt den hohen Spülverlusten vor, denn durch die Einlassventile pumpt der Turbo oder Kompressor nur Luft. Deren Überdruck stellt zum einen die Vorverdichtung dar und hilft zum anderen, das Abgas am UT des Kolbens nach unten aus dem Zylinder zu blasen.
Mager-Mix-Motor mit Direkteinspritzung und wenig Verbrauch
Im Kompressionstakt verdichtet der Kolben auf seinem Weg nach oben die vorverdichtete Luft weiter, erst kurz vor dem OT spritzt Kawasaki das Benzin direkt in den Brennraum und zündet dann konventionell per Zündkerze. Auf dem Weg in Richtung UT dehnt das Abgas sich aus, entweicht wie oben beschrieben – und dann wiederholt sich alles. Also: Pro Umdrehung der Kurbelwelle erfolgt eine Zündung. Wobei: Nach der Direkteinspritzung kann auch eine geplante Selbstentzündung eintreten. Sprich, der Otto-Motor zündet ab einer gewissen Drehzahl mit entsprechend hohem Füllgrad wie ein Diesel selbst. Egal, wie: Dieser Motor ist auf einen Betrieb mit hohem Luftüberschuss ausgelegt, er läuft also vergleichsweise mager und verbraucht somit relativ wenig Kraftstoff.
Die Vorteile beim Zweitakt-Motor
Die Vorteile des 2-Takters sind klar: Pro Umdrehung erfolgt eine Zündung, was einen ruhigen Motorlauf ergibt und ein kontinuierliches Drehmoment. Und je nachdem, wie Kawasaki den Gaswechsel bei der neuartigen Konstruktion handhabt, könnte der Ventiltrieb auf ein Einlassventil reduziert werden. Ähnliche Konstruktionen für 2-Takt-Schiffsdiesel hatten bereits ein Auslassventil. Diese Minimallösung spart dem Motor Kraft (Reibung) und erhöht so die Effizienz. Klassische 2-Takter, die komplett über Schlitze oder Kanäle das Gas wechseln, brauchen theoretisch nur 3 bewegte Bauteile im Motor.
Was kann Kawasaki mit diesem neuen Motor machen?
Was Kawasaki mit diesem neuen Motor anstellen möchte, ist bislang nicht klar. Er passt natürlich zu Einsätzen, die kontinuierliches Drehmoment verlangen. Sprich als Stationärmotor, Range-Extender oder vielleicht in Flugzeugen. Beim Einsatz als Motorradantrieb mit sehr dynamischen Lastverhältnissen könnte das Zweitakt-Prinzip erneut an seine Grenzen kommen, da bei ständig anderen Druckverhältnissen die Spülverluste wieder zunehmen könnten. Allerdings würde dann nur Luft in den Abgastrakt gelangen, was wiederum der Abgasreinigung zu schaffen machen könnte.
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So etwas Sperriges gehört unter Auto-Motorhauben, nicht an Motorräder.
Fazit
Kawasaki hat ein Patent für einen 2-Takt-Motor mit Turbo, Direkteinspritzung und Ventilen eingereicht. Diese Technologie zielt darauf ab, die Vorteile des 2-Takters zu nutzen und gleichzeitig die Spülverluste zu minimieren. Dieser neuartige Motor könnte in stationären Anwendungen, als Range-Extender oder in Flugzeugen eingesetzt werden. Als Motorradantrieb wohl eher nicht.
Redakteur MOTORRAD online
Wenn eines der ersten Kinderbilder einen auf der Münch 4 des Onkels zeigt, ist alle Hoffnung verloren. Motorrad und später MOTORRAD war im Blut, vor allem als besagter Onkel gut 40 Jahrgänge „Europas größter“ schenkt. Interessant ist daher jede Form des Kraftrads, egal welcher Antrieb. Gern elektrisch, doch das scheint eine aussterbende Art.
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