Warum brauchen 4 -Takter länger um auf Drehzahl zu kommen?

Grundsätzlich lassen sich Zwei- und Viertaktmotoren nur schwer vergleichen, es sind einfach völlig andere Konzepte. Ein Zweitaktmotor ist eine Strömungsmaschine, ein Viertaktmotor eine Verdrängerpumpe (zwei Begriffe zum weiterlesen, das Thema ist extrem komplex wenn man sich richtig reinfressen will).

Um deine Frage zu beantworten (ausgehend von den jeweils einfachsten Bauformen):
Grundsätzlich haben Zweitaktmotoren den Vorteil einer höheren spezifischen Leistung, bedingt dadurch, dass jeder Hub ein Arbeitshub ist. Zudem kommen sie mit extrem wenigen Bauteilen aus (drei bewegte Teile) und haben in der Regel nur eine sehr geringe Schwungmasse. Daraus resultiert dann, dass sie schneller hochdrehen und eine höhere Spitzenleistung erreichen. Viertaktmotoren hingegen sind auf einen wesentlich komplexeren Innenaufbau angewiesen (allein der Ventiltrieb ist komplexer als beim Zweitakter der gesamte Motoraufbau), zudem ist nur jeder zweite Hub ein Arbeitshub. Daraus resultiert eben ein eher "kaltblütiger" Charakter, nicht zuletzt weil ein wesentlich größerer mechanischer Eigenwiderstand überwunden werden muss. Gerade bei kleinen Hubräumen kommt der theoretische Vorteil bei der Drehmomententwicklung eines Viertaktmotors nicht zum tragen und die gesamte Maschinerie ist träger und weniger agil.

Indirekt kommt dazu, dass Zweitaktmotoren (zumindest theoretisch) leichter gebaut sind als Viertakter, also auch weniger Eigenmaße bewegen müssen. Das ist in der Praxis aber meistens zu vernachlässigen. Es gibt aber auch innerhalb der Motorkonzepte große Unterschiede. Wenn ich mir meine Vespas anschaue, dann ist deren Zweitamotor vom Charakter her den einfachen Viertaktmotoren nicht ganz unähnlich, da eben nicht auf Drehzahl und Agilität, sondern eher auf Drehmoment und Durchhaltequalitäten getrimmt. Umgekehrt gibt es auch durchaus Viertakter, die den Hochdrehzahlkonzepten, die man ja eher mit Zweitaktern verbindet, nahe kommen. Viele mehrzylindrige Motorradmotoren gehen in diese Richtung, das ist aber auch durch die Konstruktionsweise bedingt. Wie gesagt, das Thema lässt sich kaum knapp behandeln, sich einzulesen ist aber sehr spannend, auch weil es in beiden "Lagern" div. Lösungsansätze gibt. So auch Zweitaktmotoren die ohne Ölbeimischung auskommen

Ergänzend lässt sich sagen, dass die Spitzenleistungs- und Beschleunigungsvorteile des 2-Takters ausschließlich bei kleineren Hubräumen bis vielleicht 500 cc anfallen. Bei größeren Hubräumen bekommen 2-Takter Spülungsprobleme, denn diese benötigen einen Auspuff-Gegendruck, da durch die Schlitzsteuerung stets auch verbranntes Gas mit verdichtet wird. Wenn der Gegendruck fehlt, sinken Füllungsgrad und Gemischqualität mit der Folge von Leistungsverlust und weniger Schmierung von Kolben und Zylinder.

Zudem können Viertakter erheblich höher drehen, da durch die Ventile auch bei hohen Drehzahlen noch ein sauberer Gaswechsel verbunden mit Leistungsanstieg möglich ist. Hier mag man sich die Entwicklung in der Moto-GP einmal ansehen. Gegen die aktuellen Boliden würde kein Zweitakter auch nur ansatzweise ankommen oder weniger martialisch im 750er-Bike-Bereich, z.B. GSXR 750 gegen alten Wasserbüffel.

Wie schon geschrieben, ein sehr weites Feld...

Roller haben logischerweise kleine Motoren, also Performancevorteil 2-Takter, kein Zweifel.

Kommt auf die Konstruktiuonsweise an. Die Drehzahlrekorde von Zweitaktern liegen jedenfalls weit über dem was Viertakter bisher erreicht haben, einfach weil jede Ventilsteuerung irgendwann an ihre Grenzen kommt. Das sind aber alles Sonderlösungen, teils für den Rennsport, teils rein zu Forschungszwecken. Wenn man sich für solches Zeug interessiert, dann sollte man sich die mehrzylindrigen 50er-Prototypen anschauen, mit denen einige der japanischen Werke in den 80er Jahren experimentiert haben.

Zudem darf man auch nicht vergessen, dass "Zweitaktmotor" nicht zwangsläufig "Otto-Zyklus" und "Day-System" bedeutet. Es gibt genug Beispiele für zwangsgespülte selbstzündende Zweitaktmotoren (Clark-Zyklus) sowie ventilgesteuerte Zweitaktmotoren. Die Kombination aus Ventilsteuerung per Walzenventil und Zwangsspülung mit einem Rootsgebläse wurde auch schon probiert, ist aber extrem schwer in den Griff zu bekommen.

Was die Moto-GP angeht (also Prototypen-Rennsport): Das Reglement verbietet hier Zweitaktmotoren, wäre es anders, dann würden diese auch teilnehmen. Leistungsmäßig kratzen die aktuellen Mopeds da an den 300PS bei einem guten Liter Hubraum, es sind also grob 300PS Literleistung. Eine Aprilia RS125 in der offenen 30PS Version, also ein käuflicher Zweitakter mit Straßenzulassung, ist davon nicht so arg weit weg (30PS aus 125ccm ergeben ~240PS Literleistung), so arg krass sind die Moto-GP Renner also nicht motorisiert
Sicher, das Leistungsgewicht ist nochmal was anderes, aber hier soll es ja nur um den Motor gehen, nicht um Fahrzeugkonstruktion im Gesamten. Es gilt halt beim Viertakter, dass man Hubraum durch Aufladung ersetzen kann oder durch Halbierung der Taktzahl

Bleibt natürlich noch das Problem der Eigenspülung bei großen Hubräumen. Das lässt sich eben durch Aufteilung auf Einzelhubräume umgehen (was zum Beispiel DKW in der Vergangenheit sehr erfolgreich getan hat) oder durch Zwangsspülung, was dann aber wieder den Vorteil der konstruktiven Einfachheit auffrisst. Letztlich ist ein Viertaktmotor leichter in den Griff zu bekommen weil er wesentlich mehr direkte Steuerungsmöglichkeiten bietet, beim Zweitakter steht und fällt alles mit den Strömungsgesetzen, die aber konstruktiv schwierig zu beherrschen sind.

Alles richtig. Wichtig bleibt aber, kleine von großen Hubräumen abzugrenzen.

Es kommt ja auch niemand auf die Idee, die spezifische Kraft einer Ameise zu multiplizieren und diese mit der eines durchgehenden Bullen zu vergleichen.

Zitat von Mc Stender

Hallo,
Leute, bitte auf dem Teppich bleiben.
"Große" Zweitakter haben Ventile und eine Nockenwelle.

Wir sind beim Thema "motorisierte Zweiräder" geblieben. Da hat ein Schiffsdiesel wenig mit zu tun, in der Hinsicht hast Du recht. Was soll uns das denn sagen?

Es ist eben wie geschon gesagt ein weites Feld, ein sehr spannendes noch dazu. Allerdings, besagte RS125 hat eine Ventilsteuerung, andere Zweiradmotoren ebenso und auch die Membran moderner Roller-Zweitaktmotoren ist im Grunde ein (Schnüffel)Ventil. Es ist eben auch nicht Rollermotor = Rollermotor, was ja nicht zuletzt der technischen Entwicklung geschuldet ist. Aber auch das würde hier zu weit führen. Ansprechen sollte man diese Dinge aber dennoch, schon um dem (noch) unwissenden aber eben interessierten Leser einen Ansatzpunkt zum weiteren Einlesen zu bieten.