Umkehrspülung

Zweitaktprinzip mit Umkehrspülung

Die Umkehrspülung ist eine Methode für den Ladungswechsel im Zylinder eines Zweitaktmotors. Dabei steuert der Kolben die Ein- und Auslassöffnungen für den Ladungswechselvorgang, die Öffnungen befinden sich in der Zylinderwand. Bei der Schnürle-Spülung sind daran 3 Kanäle beteiligt, 2 Frischgaskanäle und ein Abgaskanal. Das Patent wurde 1925 von Klöckner-Humboldt-Deutz für ihre Zweitaktdieselmotoren eingereicht.

Die Patente wurden 1932 für Benzinmotoren von DKW gekauft, und ab 1934 wurden alle DKW-Typen mit der Umkehrspülung ausgerüstet. Unter Leitung von Herbert J. Venediger wurden entsprechende Motoren entwickelt und in Serie gefertigt.

Die Frischgase werden zunächst im Kurbelgehäuse vorkomprimiert. Der Abgaskanal öffnet, kurz bevor sich die Frischgaskanäle öffnen. Die entweichenden Restgase bilden einen Unterdruck im Verbrennungsraum, der die Spülung fördert. Die Frischgase gelangen dann durch die beiden Frischgaskanäle, die sich rechts und links des Abgaskanals etwa in Zylindermitte befinden, in den Verbrennungsraum. Dort werden sie auf die dem Abgaskanal entgegenliegende Zylinderwand geleitet und werden dort nach oben und schließlich in Richtung des Auslasskanals umgelenkt (deswegen Umkehrspülung). Auf diesem Weg drücken sie dann das verbrannte Restgas aus dem Zylinder. Frischgas und Abgas vermischen sich bei diesem Verfahren nur geringfügig. Dabei werden Spülverluste, die den bisherigen Verfahren wie der Querstromspülung mit einem Nasenkolben anhafteten, weitestgehend verhindert. Die reine Umkehrspülung hat aber im Gegensatz zu neueren Verfahren immer noch immens hohe Spülverluste, weswegen viele Hersteller von Zweitaktmotoren die Technik mit einer Spülluftvorlage kombinieren. Der spezifische Verbrauch wird verringert und die Leistungsfähigkeit des Motors vergrößert. Neuere Motoren arbeiten mit vier Überströmkanälen, wobei ein Kanal aus der Kurbelgehäusepumpe führt, der sich erst in zwei und dann jeweils in weitere zwei aufteilt. Mit dieser Technik lassen sich zwei verschiedene Schusswinkel des Frischgases in den Arbeitsraum realisieren.

Dieses Verfahren wurde weiter verfeinert. Es gab verschiedene Ansätze, die Patente von DKW zu umgehen, was zum Teil auch gelang. So wurden Stützüberströmkanäle integriert, die den Ablauf des Spülens verbessern und auch die Bildung von Abgaskernen im Verbrennungsraum vermeiden; bei einigen Konstruktionen werden hierbei mittels Kolbenfenstern die Strömungen gezielt durch das Kolbeninnere hindurch geführt. Im Fahrzeugbereich ist die Umkehrspülung heute das verbreitetste Verfahren für die Spülung von 2-Takt-Motoren, sie kommt in handgeführten Motorgeräten (z. B. Motorsägen) fast ausschließlich und bei Glühzündermotoren im Modellbau häufig zum Einsatz.

Literatur

• Helmut Werner Bönsch: Der schnelllaufende Zweitaktmotor. Stuttgart: Motorbuch Verlag, 1982, ISBN 3879438005
• Herbert J. Venediger: Zweitaktspülung insbesondere Umkehrspülung. (= Bücher der MTZ, Band 1) Stuttgart, Franckh, 1947