Bei Zweitaktmotoren denken die meisten wohl an den Trabi, einige DKW-Modelle, Motorräder – vorrangig Enduros und Motorroller – oder Rasenmäher. Doch schon vor vielen Jahrzehnten zeigten sich – speziell im Pkw-Bereich – große Nachteile bei dem Motorenkonzept, weshalb es gegen die Viertakter ins Hintertreffen geriet. Insbesondere der durch das bauartbedingte Verbrennen von Öl hohe Schadstoffausstoß, der zudem unverbrannten Kraftstoff beinhaltet, und schlechtere Verbrauchswerte veranlassten die Autohersteller früh dazu, den Viertakter zu bevorzugen.
"Fast jeder brennbare Kraftstoff" möglich
Heute ist das Motorkonzept im Automobilbau weitgehend ausgestorben, doch vielleicht steht ein glorreiches Comeback kurz bevor. Die erst 2022 gegründete US-Firma Alpha-Otto Technologies aus der US-Motor-City Detroit arbeitet nämlich an einem neuartigen Zweitakter, der die Zukunft des Verbrennungsmotors sichern soll. Die große Besonderheit der Neuentwicklung: Der von den Amerikanern "REV Force" genannte Motor soll sich "mit fast jedem brennbaren Kraftstoff" betreiben lassen (O-Ton Alpha-Otto). Neben Benzin, Diesel oder Kerosin soll das kohlenstofffreie Alternativen wie reines Ethanol, Ammoniak und Wasserstoff einschließen.
Erste Prüfstandsversuche unternahmen die Firmengründer und Konstrukteure John L. Krzeminiski und David D. Dusseau mit einer Version des Motors mit zwei parallel angeordneten Zylindern, die von einem Kompressor aufgeladen wird. Der nur knapp 48 Kilogramm schwere sowie 38 Zentimeter lange, 35 Zentimeter breite und 30 Zentimeter hohe wassergekühlte Motor soll dabei 175 PS entwickelt haben. Laut Alpha-Otto sollen sogar 223 PS und maximal 176 Newtonmeter möglich sein.
Schmierung wie bei einem Viertakter
Der thermische Wirkungsgrad des Alpha-Otto REV Force soll bei 50 Prozent liegen, was unter Verbrennungsmotoren ein wahrer Spitzenwert wäre – erst recht im Pkw-Bereich. "Unsere Technologie bietet eine hocheffiziente, brennstoffflexible Lösung, die zuverlässige sowie abschaltbare Energie liefert und die heutige Infrastruktur nutzt, während sie sich nahtlos an die Infrastruktur von morgen anpasst", sagt Krzeminiski. Das Verdichtungsverhältnis beträgt in der Grundkonfiguration 10:1, die maximal mögliche Drehzahl soll bei 8.000/min liegen.
Geschmiert wird dieser Zwei- wie ein Viertakter mit Trockensumpfschmierung, weshalb kein Öl verbrannt wird. Im Gegensatz zu klassischen Zweitaktern gibt es einen elektrischen Drehschieber im Auslasskanal des Motors, quasi ein rotierendes Auslassventil. Der REV-Force-Motor bezieht sein Luft-Kraftstoff-Gemisch zudem nicht aus dem Kurbelgehäuse, sodass dieses mit Öl geschmiert werden kann (wie bei einem Viertakter). Stattdessen steuert der Kompressor die Luftzufuhr. Obendrein hat Alpha-Otto eine Kraftstoffeinspritzung hinzugefügt. Der Sprit wird erst nach Schließen des rotierenden Auslassventils eingespritzt, sodass kein unverbrannter Kraftstoff in die Abgase gelangen kann.
Ausgeklügelte Software-Steuerung
Um den neuartigen Zweitaktmotor überhaupt in die Lage zu versetzen, die versprochene Vielfalt an Treibstoffen verbrennen zu können, verfügt der REV-Force-Zweitakter über eine ausgeklügelte Software-Steuerung. Je nachdem, was ihm zur Verköstigung angeboten wird, soll er die Verdichtung, den Hubraum, den Zündzeitpunkt und die Zündeinstellungen in Windeseile anpassen können.
Den Entwicklern zufolge soll der REV-Force-Motor extrem mager laufen, was den Spritverbrauch senken würde. Verbrauch und Emissionen sollen auf ein "noch nie dagewesenes Niveau reduziert werden", so das Versprechen; konkrete Werte nennt Alpha-Otto allerdings nicht. Die Amerikaner wollen Abgasnachbehandlungs-Technologien einsetzen, um die strengsten aktuellen und zukünftigen Emissionsnormen zu erfüllen.
Größen- und Kostenvorteile
Auch auf der Kostenseite soll das Konzept Vorteile bieten. Ein Zweitakter benötigt weniger bewegliche Teile als ein Viertakter, er spart sich Nockenwellen oder Ventilbaugruppen. Er ist dadurch nicht nur leichter und kompakter als ein Viertaktmotor, sondern auch einfacher zu warten und kostengünstiger zu produzieren.
Unklar ist noch, wie weit Alpha-Otto von einer Serienfertigung seines REV-Force-Motors entfernt ist. Laut ihrer Crowdfunding-Kampagne stehen die Amerikaner "kurz vor der Kommerzialisierung" des patentgeschützten Motor-Designs. Das Triebwerk muss übrigens nicht zwangsläufig in einem Fahrzeug zum Einsatz kommen. Eine Nutzung als Stromgenerator ist Alpha-Otto zufolge ebenso möglich wie eine Integration in Hybrid-Antriebsstränge.
