Zweitakt-Dieselmotor

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Gaswechsel in einem auslassgesteuerten Zweitakt-Dieselmotor
Einer der größten Lastkraftwagen mit Diesel-Zweitaktmotor war der Krupp Titan
Diesel-Zweitaktmotor eines Krupp „Elch“

Ein Zweitakt-Dieselmotor ist ein nach dem Zweitaktprinzip arbeitender Dieselmotor.

Bei großen Dieselmotoren wird die Frischluft durch Einlassschlitze (ports) im unteren Bereich der Laufbuchse eingeblasen und die Abgase über die Auslassventile im Zylinderkopf ausgestoßen. Dadurch entsteht ein Gasfluss von 'kalt' nach 'heiß' und damit ein besserer thermischer Wirkungsgrad. Den Überdruck der Frischluft erzeugt in der Regel ein Turbolader - seltener ein Rootsgebläse.

Schiffsdiesel

In großen Frachtschiffen eingesetzte Schiffsdiesel sind meist langsamlaufende Zweitaktdieselmotoren. Sie erreichen thermomechanische Wirkungsgrade von bis zu 55 % (z. B. MAN G90ME-C10[1]). Weitere Einsatzgebiete sind Antriebe für LKW, Lokomotiven, landwirtschaftliche Maschinen und Flugzeuge. Bekannte Beispiele sind die Zweitaktdieselmotoren der Baureihen 53, 71, 92, 149 der Detroit Diesel Corporation (DDC), die als „Taiga-Trommel“ bekannte DR-Baureihe V 200, und die Gegenkolbenmotoren von Junkers (Jumo 205) und Napier (Napier Deltic).

Normale Anordnung sind Reihenmotoren vorzugsweise mit ungerader Zylinderzahl bis zu neun Zylindern. Typische Maße solcher Motoren sind Bohrungen von bis zu knapp einem Meter, ein Hub von bis dreieinhalb Metern und eine Nenndrehzahl um 60-80 1/min. Diese Motoren benötigen keine Getriebe und keine motorischen Anlasser. Sie werden für Vorwärts- oder Rückwärtslauf per Druckluft angelassen und treiben den Propeller ohne Kupplung und Getriebe über die Schiffswelle direkt an. Mit derartigen Motoren werden Wirkungsgrade bis ca. 55 % erzielt, was kein anderer Motorentyp unter den Wärmekraftmaschinen erreicht.

Typischer Kraftstoff für diese Motoren ist Schweröl, das als Rückstandsöl bei der atmosphärischen Destillation aus Rohöl gewonnen wird. Dieses Schweröl ist im Normalzustand zähflüssig wie Achsenfett und muss in Beheizungseinrichtungen am Boden der Treibstoffbunker zunächst auf Temperaturen von 130 bis 140 Grad erwärmt werden, bevor es genügend dünnflüssig und damit förderfähig wird, um es zum Verbrennen in die Zylinderköpfe einzuspritzen.

Eine Eigenart dieser Zweitakter ist, dass sie wegen ihrer riesigen Abmessungen und schwerer Bauteile meist auf den Schiffswerften als Lizenzbau gefertigt werden und damit an mehreren Standorten entstehen. Die größten Motoren werden auf koreanischen und chinesischen Werften gebaut.

Ackerschlepper

Nach dem Zweiten Weltkrieg versuchte Hanomag, der damalige Marktführer für Ackerschlepper in Deutschland, den Zweitaktdieselmotor in seinen kleinen Tragschleppern wie Hanomag R12 zu etablieren. Die Motoren der Baureihen Hanomag 611 (Einzylinder) und 621 (Zweizylinder) waren schlitzgesteuert und leisteten mit Rootsgebläse zwischen 12 PS und 24 PS. Allerdings war Hanomag im schrumpfenden Markt für Kleinschlepper kein Erfolg beschieden. Im Gegenteil, waren die bald als "Ackermoped" verschrienen Traktoren wegen zahlreicher Motorprobleme und der bescheidenen Leistung bei den Landwirten nicht gefragt und trugen mit bei zum wirtschaftlichen Niedergang Hanomags. Der C 115 Greif war 1962 der letzte Hanomag-Schlepper mit Zweitaktdieselmotor.

Flugzeugmotoren

In den 30er Jahren des 20. Jahrhunderts gab es einige wenige Zweitakt-Diesel-Flugmotoren wie den Jumo 205 und den 207 (Liste hier), sowie weitere im Versuchsstadium (z. B. 1936, BMW 114 (Flugmotor): Neunzylinder-Sternmotor, Direkteinspritzung mit Luftspeicher).

Zweitakt-Dieselmotoren für Flugzeuge werden derzeit z. B. von der Firma DeltaHawk Engines oder Zoche Aero-Diesel (München) angeboten.[2]

Roots-Gebläse

Zweitakt-Dieselmotoren hatten fast immer Roots-Gebläse (z.B. Commer TS 3, der Motor des Krupp Titan oder die Detroit Diesel in den Euclid Kippern). Bei den effizientesten Wärmekraftmaschinen überhaupt, den Zweitakt-Schiffsdieselantrieben, finden sich Rootsgebläse oft als Hilfs- und Anfahrgebläse. Sobald der Turbolader genügend Druck aufbaut, wird er abgeschaltet (hierzu können sie, statt über den Kurbeltrieb im festen Drehzahlverhältnis angetrieben zu werden, auch einen eigenen, drehzahlentkoppelten Antrieb haben, zum Beispiel einen Elektromotor). Der Roots-Lader eines Motors wird mechanisch oder elektrisch angetrieben und verbraucht daher – im Gegensatz zum Abgas-Turbolader, der seine Antriebsenergie aus dem Abgasstrom bezieht – einen Teil der Leistung.

Vorteile

Zweitakt-Dieselmotoren haben ein gutes Leistungsgewicht. Durch die wenigen bewegten Bauteile sind sie weniger störanfällig und dadurch langlebig. Da auf See nur geringe Umweltauflagen gelten, werden sie bevorzugt verwendet als Schiffsdieselmotoren, mit Schweröl als Treibstoff.

Nachteile

Diese Art Motoren erzielt keine optimalen Werte in Bezug auf Abgasemission. Daher konnte sich der ungesteuerte (ventillose) Zweitakt-Dieselmotor im Kraftfahrzeugbereich (ähnlich wie der Zweitakt-Benzinmotor) trotz der bestechenden Einfachheit der Konstruktion nicht durchsetzen.

(ehemalige) Hersteller

Literatur

  • Richard van Basshuysen, Fred Schäfer: Handbuch Verbrennungsmotor Grundlagen, Komponenten, Systeme, Perspektiven. 3. Auflage, Friedrich Vieweg & Sohn Verlag/GWV Fachverlage GmbH, Wiesbaden 2005, ISBN 3-528-23933-6.
  • Peter Gerigk, Detlev Bruhn, Dietmar Danner, Jürgen Göbert: Kraftfahrzeugtechnik. 3. Auflage, Westermann Schulbuchverlag GmbH, Braunschweig 2000, ISBN 3-14-221500-X.
  • Entwicklungsstand der Zweitakt-Dieselmotoren für Kraftfahrzeuge. In: Kraftfahrzeugtechnik 5/1953, S. 135–141; 6/1953, S. 174–180; 11/1953, S. 335–340 und 12/1953, S. 374–376.
  • Die neuere Entwicklung des Glühkopfmotors. In: Kraftfahrzeugtechnik 9/1954, S. 264–268.
  • Entwicklungsarbeiten an einem kurzhubigen Zweitakt-Dieselmotor KZD 12,4. In: Kraftfahrzeugtechnik 12/1954, S. 356–360 und 5/1960, S.165-168.
  • Entwicklungsarbeiten am Zweitakt-Dieselmotor NZD 12,5. In: Kraftfahrzeugtechnik 10/1955, S. 342–347, 11/1955, S. 381–386, 5/1958, S.164–167 und 6/1958, S. 210–214.
  • Setzt sich der Zweitakt-Dieselmotor für Kraftfahrzeuge durch? In: Kraftfahrzeugtechnik 1/1957, S. 3–6 (u. a. Ford-LKW).
  • Betriebsergebnisse eines modernen Zweitakt-Dieselmotors. In: Kraftfahrzeugtechnik 9/1959, S. 357–361.
  • Der Lanz-Triumph-Zweitakt-Dieselmotor LT 85 D. In: Kraftfahrzeugtechnik 1/1960, S. 4-7 und 2/1960, S. 46-51.
  • Der Zweitakt-Dieselmotor Ford AD6. In: Kraftfahrzeugtechnik 4/1960, S.129-136.

Weblinks

Commons: Zweitakt-Dieselmotoren – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise

  1. ↑ MAN G90ME-C10 IMO Tier II und III 2015
  2. ↑ [1] (englisch)
  3. ↑ Brons 2-Takt-Schiffdiesel (Detail-Zeichnung)
  4. ↑ Hirth Diesel D22 Steckbrief
  5. ↑ Ilo Diesel DL 660 Steckbrief
  6. ↑ Jung Zweitakter aus Feldbahn (Zugriff 14. Januar 2014)
  7. ↑ hier ein 20 Ps 2-T-Diesel von Jung
  8. ↑ Rootes Mehrstoff-Dieselmotor. In: Kraftfahrzeugtechnik 9/1960, S. 365-367.
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