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Der Viertaktmotor


Grafik: Gleisbau-Welt.de

Trotz eines Leistungsdefizites von knapp 50% hat er sich gegen seinen zweitaktenden Konkurrenten durchgesetzt: Deutliche bessere Abgaswerte, die fortgeschrittenere Entwicklung und die bessere Fahrbarkeit machen den "Viertakter" zum unangefochtenen Marktführer im Segment der Verbrennungsmotoren.

 

 Über 220 PS leisten heute die nur 1000ccm großen Hochleistungssaugmotoren der Moto GP Maschinen, Techniken wie kombinierte Kompressor- und Turboaufladung, variabler Ventilhub und Zylinderabschaltung zeigen den heutigen Stand der Technik.

 

Dennoch sind die meisten Motorradmotoren wesentlich einfacher aufgebaut: Vergaser oder Saugrohreinspritzung und einfache Drosselklappen. Daher werden wir das Prinzip eines 4-Taktaggregates an einem einfachen OHV ("Overhead Camshaft" - obenliegende Nockenwelle) Motor mit Saugrohreinspritzung zeigen.

 

 

Wie bereits beim Zweitakter werden wir nun auch hier dem Weg des Benzin-Luft-Gemischs durch den Motor folgen:

 

1. Ansaugen:

Durch die Drosselklappe gesteuert wird Luft durch das Saugrohr gezogen, unmittelbar vor dem Einlassventil wird über eine Düse Benzin eingespritzt. Wärend sich der Kolben vom OT zum UT bewegt, öffnet sich, über die Nockenwelle gesteuert, das Einlassventil. Der im Brennraum, durch die Abwärtsbewegung des Kolbens entstehende, Unterdruck saugt das Gemisch in den Brennraum.

 

2. Verdichten:

Sobald der Kolben den UT erreicht, wird das Einlassventil geschlossen. Die genauen Schließzeiten variieren hier je nach Motor. Der Kolben bewegt sich nun zum OT und verdichtet dabei das Frischgas.

 

3. Verbrennen:

Am OT angekommen wird das Gemisch durch den Funken der Zündkerze gezündet und drückt den Kolben erneut in Richtung UT. Da das Frischgas eine gewisse Zeit zum Verbrennen benötigt wird in der Realität bereits vor dem OT gezündet, so, dass unmittelbar nach dem Erreichen des OTs der maximale Verbrennungsdruck zur Verfügung steht.

 

4. Auslassen

Sobald der Kolben den UT erreicht öffnet das Auslassventil, ebenfalls über die Nockenwelle gesteuert. Auch hier variiert die Öffnungszeit und -dauer je nach Motor. Sobald sich der Kolben in Richtung OT bewegt, dürckt er die Abgase in die Abgasanlage. Am OT angekommen schließt das Auslassventil und der gesamte Umlauf beginnt von neuem.

Grafik: Wikipedia.de

 

 

 

 

 

Im Gegensatz zum "Zweitakter" fertigt der Viertaktmotor jeweils nur eine "Ladung" Gemisch ab. Dadurch führt er nur vier Arbeitsschritte durch, die gleichzeitig die vier Takte darstellen.

 

Da durch den "toten" Kolbenhub des Auslassvorgangs sehr viel Leistung verloren geht spricht man gerne von einem "Falschtakter". Würde man einen perfekten 2-Takter neben einen perfekten 4-Takter des gleichen Hubraums und Drehzahlniveaus stellen, so würde das Leistungsdefizit jeweils 50% betragen. Dies zeigt sich bei den meisten 125er Maschinen: Während die zweitaktenden Vertreter bis zu 30 PS leisten, müssen sich die viertaktenden Kollegen mit maximal 15 PS begnügen.

 

Ein gravierender Unterschied macht jedoch den Umgang mit Viertaktern wesentlich einfacher als mit seinen zweitaktenden Konkurrenten: Da der Einlass direkt im Brennraum und nicht im Kurbelwellengehäuse erfolgt, kann letzteres zur Schmierung des Aggregates genutzt werden.

Sobald sich der Kolben aufwärts bewegt, erzeugt er im Gehäuse einen Unterdruck. Dieser sorgt dafür, dass Öl aus der untenliegenden Ölwanne angesaugt wird und alle beweglichen Teile schmiert. Sobald sich der Kolben wieder nach unten bewegt wird das Öl zurück in die Wanne gedrückt. So ist eine gleichmäßige, an die Drehzahl angepasste Schmierung gewährleistet und es wird kein Öl verbraucht.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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