Parallel-Twin

klassischer Parallel-Twin (auch „true straight twin“) einer Yamaha XS 650

Parallel-Twin einer Kawasaki W800

Parallel-Twin bezeichnet einen Zweizylinder-Reihenmotor.

Definitionen

Zweizylinder-Reihenmotoren existieren bei unterschiedlichen Wärmekraftmaschinen der Gruppe der Kolbenkraftmaschinen. Vorwiegend sind Zweitaktmotoren sowie Viertaktmotoren, seltener Dieselmotoren der Parallel-Twin-Bauweise anzutreffen. Sie werden in unterschiedlichen Bauarten hergestellt:

1. als Gleichläufer: beide Kolben befinden sich gleichzeitig im oberen (OT) bzw. im unteren (UT) Totpunkt.
2. als Gegenläufer: die Kolben bewegen sich folgendermaßen: befindet sich der eine im OT, dann der andere im UT - und umgekehrt.
3. weder gleich- noch gegenläufig (Hubversatz zwischen 0 und 180°, z. B. 90°).

Der Begriff "Parallel-Twin" wird mit zwei Bedeutungen verwendet, eine bindende oder genormte Definition besteht nicht. Die eine Bedeutung bezeichnet ausschließlich der Gleichläufer so.^{[1] [2][3]} Für den Gegenläufer finden sich Begriffe wie „180-Grad-Twin“ (hergeleitet aus dem Hubversatz), oder „Reihen-Twin“.

Die andere Bedeutung grenzt die Bezeichnung jedoch nicht derart ein und bezeichnet alle Reihen-Zweizylinder als Parallel-Twin.^[4][5] Im angelsächsischen Raum, insbesondere Großbritannien, wird der Begriff ebenfalls unabhängig vom Hubversatz verwendet^[6], auch als Abgrenzung zum Zweizylinder-Boxer („Flat twin“) bzw. V-Zweizylinder („V-twin“). Reihen-Zweizylinder werden dort aber auch als „Straight-two“, „Straight twin“ oder „Inline twin“ bezeichnet. Für den Gleichläufer findet man dort den Begriff „True straight twin“, was in der deutschen Übersetzung wohl am ehesten „echter Parallel-Twin“ bedeutet.^[7] Die Tatsache, dass die bekanntesten englischen Zweizylinder-Reihenmotoren als Gleichläufer für Motorräder konstruiert waren, begünstigt die exklusivere Bedeutung des Begriffs „Parallel-Twin“ als Synonym für den Gleichläufer, insbesondere in der Motorradfahrer-Szene.

Gleichläufer-Zweizylinder-Reihenmotor

Der Gleichläufer kann im einfachsten Fall mit zwei Kurbelwellenlagern und einer einzigen breiten Kröpfung gebaut werden. Beispiele dafür waren viele englische Motorräder der 1930er bis 1950er Jahre und der Fiat Nuova 500. Dabei wird die Kurbelwelle sehr hoch beansprucht, ihre Festigkeit und Schwingneigung begrenzen Leistung und Höchstdrehzahl solcher Motoren. Deshalb haben moderne Konstruktionen stets zwei einzelne Kröpfungen und eine dritte Lagerstelle in der Mitte. Als Beispiel sei hier die Kawasaki W650 genannt. BMW und Rotax entwickelten für die F 800 einen Gleichläufer, der zwischen den Zylindern ein Ausgleichspleuel auf einem eigenen, zu den anderen um 180° versetzten Hubzapfen hat. Die Kurbelwelle des F 800-Motors ist vierfach gelagert. Bereits in den 70er Jahren realisierte die Firma Norton ein solches Konzept für das Nachfolgemodell der Norton Commando. Der Prototyp dieses Motorrades befindet sich im Besitz einer der Nachfolgefirmen von Norton und ist 2008 restauriert worden.

Der Nachteil des Gleichläufers sind starke Schwingungen wegen des bei dieser Bauart fehlenden Massenausgleiches der hin- und hergehenden (oszillierenden) Kolbenmassen. Sie können nur mit zusätzlichem konstruktiven Aufwand (Ausgleichswellen oder Ausgleichspleuel) kompensiert werden. In Kleinwagen wurden sie stattdessen in besonders weichen Gummilagern aufgehängt. Gelegentlich wurden auch die rotierenden Massen überkompensiert, um auf Kosten einer seitlichen Bewegung das Stampfen des Motors zu verringern. Außerdem muss die Luft im Kurbelgehäuse zusammengepresst werden, was Energie kostet, das gleiche Problem haben auch Motoren mit einem Zylinder. Vorteil beim Viertaktmotor ist die gleichmäßige Kraftentfaltung, denn der Zündabstand der beiden Zylinder ist mit 360 Grad symmetrisch. Im einfachsten Fall können mit einer Doppelzündspule zwei Zündkerzen angesteuert werden.

Gegenläufer-Zweizylinder-Reihenmotor

Der Gegenläufer hat immer zwei Hubzapfen; die Kolben laufen wechselseitig auf und ab. Der Gegenlauf der Kolben bewirkt einen Schwingungsausgleich, jedoch bleibt wegen des Zylinderabstandes ein Kippmoment. Typische Beispiele für Gegenläufer-Motoren sind alle Zweitakt-Paralleltwins und nahezu sämtliche Zweizylinder-Viertaktmotoren der Hersteller Honda und Yamaha der 1960er bis 1980er Jahre. In Verbindung mit einer vibrationsmindernden Ausgleichswelle gelangte diese Bauart u.a. auch in der zwischen 2004 und 2007 produzierten Honda CBF 500 zum Einsatz. Heute verwendet u. a. MZ diese Bauart in den Modellen 1000 S/SF/ST. Der Versatz der Kurbelwelle um 180 Grad ermöglicht ein Mittellager, jedoch wurden früher auch Gegenläufer-Motoren ohne Mittellager gebaut.

Der Zündabstand von viertaktenden Gegenläufer-Motoren ist asymmetrisch; bereits 180 Grad nach dem einen Zylinder zündet der nächste, dann vergehen anderthalb Umdrehungen der Kurbelwelle (360 + 180 = 540 Grad), bevor der erste Zylinder wieder zündet. Da die Kolben sich genau gegenläufig bewegen, bleibt das Volumen des Kurbelgehäuses immer gleich, die Luft darin wird nur aus dem Raum im Zylinder unterhalb des sich nach unten bewegenden Kolbens in den Raum unterhalb des jeweils anderen Kolbens bewegt, was weniger Energie vergeudet als das Komprimieren der Luft. Der Gegenläufer spart also im Vergleich zum Gleichläufer etwas Energie. Da beim Zweitaktprinzip bei jeder Kurbelwellenumdrehung gezündet wird, ist der Zündabstand beim Zweitakt-Gegenläufer symmetrisch. Bekanntestes Beispiel für einen solchen Motor ist der Trabant. Beispiele von Viertakt-Gegenläufern sind zum Beispiel Zweizylinder-Dieselmotoren von Deutz in Traktoren der 1950er- und 60er Jahre.

Zweizylinder-Reihenmotor mit speziellem Hubversatz

Es gibt auch Reihen-Zweizylinder, deren Kurbelzapfen um 90° versetzt sind. Dadurch erreicht man den Zündabstand (Viertakter: 270°/450°) eines Zweizylinder-V-Motors mit 90°-Zylinderwinkel und folglich dessen unverkennbaren Klang. Allerdings bekommt man damit auch die Rundlaufprobleme bei niedrigen Drehzahlen. Als Beispiel seien die Yamaha TDM, die Yamaha TRX, die Norton Commando 961 und der Triumph Scrambler genannt.

Siehe auch

• Hubkolbenmotor
• Verbrennungsmotor
• Themenliste Fahrzeugtechnik

Einzelnachweise

1. ↑ Helmut Heusler, MO 3/2007: Technikartikel "Idealer 1000 cm³ Motorradmotor" Teil 2, Seiten 62 bis 67
2. ↑ Helmut Heusler, MO 4/2007: Technikartikel "Idealer 1000 cm³ Motorradmotor" Teil 3, Seiten 85 bis 91
3. ↑ ATZ- und MTZ-Berichte im web zur BMW F800
4. ↑ Beispiel: Yamaha T-Max mit 180° Hubversatz
5. ↑ Egli Racing bezeichnet den Motor der MZ 1000 als Parallel-Twin
6. ↑ Motorcycle-Glossary (englisch)
7. ↑ http://wapedia.mobi/en/Straight-two Wapedia]