FAQ | Motor - Funktionsprinzip 4-Takt Motor am Beispiel 50ccm 139QMB (GY6 50ccm)

Bisher war 4-Takt Tuning eher eine Begriff in der Scooterszene mit dem sich eine Randgruppe von 125ccm Piloten beschäftigte. Lange belächelt und nicht immer für ernst genommen sind die 4-Takter nun auf dem Vormarsch.

Es sorgen nicht zuletzt zahlreiche Baumarktketten wie Landi, Jumbo etc dafür, dass der 4-Takter in unseren Städten rollt, jedoch haben auch verschiedene namhafte Hersteller, wie zum BeispielHonda, Kymco, Piaggio und Yamaha sich schon seit längerer Zeit der Herausforderung gestellt und viele Modelle auf 4-Takt umgerüstet. Aufgrund des geringen Hubraumes im 50ccm Bereich und den konstruktionsbedingten kleineren Wirkungsgrad eines solchen Motors, haben jedoch alle Hersteller dieser Fahrzeuge, egal ob aus Fernost oder Europa, mit einer mageren Leistungsausbeute und geringem Drehmoment zu kämpfen. Die Herausforderung in diesen Fahrzeugen Leistung zu entwickeln liegt auch ungleich höher als bei einem standard 2-Takt Motor. Doch gerade das macht für viele den Reiz aus. Als 4-Takt Fahrer ist man ein Underdog, ein Abweichler vom Mainstream, anders denkend und ein Individualist. Wer einmal einen Big Bore Zylinder montiert hat und an der Ampel den etwas müde lächelnden Kollegen aus der 2-Takt Liga mit seinem Sportauspuff abhängt, der weiss, dass die harten und steinigen Wege manchmal das schönere Ziel liefern. Natürlich kann ein 4-Takter niemals eine Leistung erreichen wie ein 2-Takt Motor mit 70er Zylinder und entsprechender Auspuffanlage. Aber auch hier zählt: Weniger ist manchmal mehr. Der 70er Zylinder oder der 2-Takt Sportauspuff ist kaum zu überhören. Ein 47mm oder 52mm 4-Takt Zylinder ist geräuschmässig kaum vom Original zu unterscheiden und dadurch prädestiniert für undercover Einsätze.

Den harten und steinigen Weg zur 4-Takt Leistungsspitze wollen wir euch in verschiedenen Schritten erklären. Mit etwas Grundkenntnis werdet ihr merken, dass es gar nicht so schwierig ist wie es scheint. Wir möchten euch tiefgründige theoretische Erkenntnisse ersparen, jedoch kommen wir an etwas Theorie nicht vorbei. Dazu müssen wir als Erstes die Arbeitsweise des 4-takt Motors erläutern, die gleichzeitig auch den Unterschied in der Leistungsausbeute im Bezug auf einen 2-Takter erkennen lässt. Als Beispiel nutzen wir den sehr verbreiteten 139 QMB Motor, GY6 50ccm, welcher in sogenannten Baumarktroller / Chinaroller, aber auch in Markenrollern wie zB. von Kymco oder Baotian zum Einsatz kommt.

Funktionsprinzip 4-Takter

Im Grunde genommen arbeitet jeder Verbrennungsmotor nach dem gleichen Prinzip egal ob Diesel, 4-Takt oder 2-Takt Motor. Diese Arbeitsweise unterteilt sich in immer die selben Schritte:

Ansaugen, Verdichten, Arbeiten und Ausstossen.

Der 4-Takt Motor verrichtet diese Schritte schön sauber nacheinander mit einem kompletten Kolbenhub („TAKT“) vom oberen zum unteren Totpunkt und umgekehrt. Wer jetzt mitrechnet bemerkt, dass die Kurbelwelle dafür 2 komplette Umdrehungen benötigt, um alle 4 Takte zu vollführen.(Je Takt eine halbe Umdrehung) Wenn man bedenkt, dass der Motor bei diesen 4 Takten nur eine halbe Umdrehung lang Kraft abgibt, kann man sich vorstellen, das die Leistungsausbeute eher gering ausfällt. Ein beträchtlicher Teil der gewonnenen Energie aus dem Arbeitstakt wird benötigt um die anderen 3 Takte (1,5 Umdrehungen der Kurbelwelle) zu vollbringen, damit wieder eine halbe Umdrehung Kraft abgegeben werden kann. Aus diesem Grund benötigt der 4-Takter eine grössere Kurbelwelle mit einer grösseren Schwungmasse, um den Motor bei Laune zu halten, wenn er dreht. Leider sinkt dadurch die höchstmögliche Motordrehzahl deutlich ab, spendet aber Drehmoment.

Erster Takt: „Ansaugen“ (am Beispiel 139 QMB Motor, GY6 50ccm)

Der Kolben bewegt sich vom oberen zum unteren Totpunkt und erzeugt durch die Raumvergrösserung einen Unterdruck. Es öffnet sich das Einlassventilund durch den erzeugten Unterdruck kann Frischgas angesaugt werden. Der Zylinder füllt sich.


Zweiter Takt: „Verdichten“ (am Beispiel 139 QMB Motor, GY6 50ccm)

Der Kolben bewegt sich vom unteren zum oberen Totpunkt. Die Ventile sind alle geschlossen. Der Raum verkleinert sich und das zuvor angesaugte Frischgas wird komprimiert (Verdichtet)


Dritter Takt: „Arbeiten“ (am Beispiel 139 QMB Motor, GY6 50ccm)

Kurz vor dem oberen Totpunkt wird das verdichete Frischgas durch die Zündkerze entzündet. Es folgt eine schlagartige Verbrennung des Frischgases und schleudert den Kolben in Richtung unteren Totpunkt. Bei diesem Takt wird die gesamte Leistung entwickelt. Der Kolben gibt die Kraft über das Pleuel auf die Kurbelwelle, diese über die Variomatik auf den Keilriemen und den hinteren Wandler, dieser an die Kupplung und über das Getriebe auf das Hinterrad. Die Ventile im Zylinderkopf sind geschlossen.

Vierter Takt: „Ausstossen“ (am Beispiel 139 QMB Motor, GY6 50ccm)

Der Kolben bewegt sich vom unteren zum oberen Totpunkt und schiebt die Abgase über das geöffnete Auslassventil in den Auspuff. Gleichzeitig beginnt sich das Einlassventil zu öffnen um mit dem einströmenden Frischgas das Ausspülen der Abgase zu unterstützen. Ventilüberschneidung kurz vor OT, Einlassventil geht auf, Auslassventil geht zu.

Der 2-Takter benötigt die gleichen Arbeitsschritte wie der 4-Takter Nur dass der 2-Takter für die komplette Verrichtung dieser 4 Schritte nur eine einzige Kurbelwellenumdrehung benötigt, da immer 2 Arbeitsschritte gleichzeitig ablaufen. Einer oberhalb des Kolben und einer unterhalb des Kolbens im Kurbelgehäuse. Diese „Einsparung“ von benötigter Energie ermöglicht deutlich bessere Leistungswerte, als bei dem 4-Takt Motor. Dafür spendet der 4-Takter spürbar mehr Drehmoment im unteren Drehzahlbereich und alle die schon über 4-Takterfahrung verfügen wissen, dass es rockt, wenn der Scooter etwas oberhalb der Einkuppeldrehzahl Bodenfreiheit unter dem Vorderrad bekommt. Absolute Wheeliegefahr!

Text & Bilder: H.Gottstein (www.racing-planet.de), Veröffentlichung oder Vervielfältigung (auch Teilweise) nur mit Quellennachweis und Genehmigung des Urhebers.