Viertakt-Motoren für Modellbauflieger

Modellflugzeuge sind eine besondere Klasse im Modellbau, denn das Fliegen der Modelle wird mit der zunehmenden Größe der Modelle nicht nur realistischer, sondern auch anspruchsvoller und schwieriger. Nicht zu vergessen ist die hohe Detailverliebtheit einiger Flieger. Damit gewinnen Viertakt-Motoren ansteigend an Bedeutung in diesem Segment. Hierbei sollte Technik nicht unterschätzt werden. Die vielseitigen Viertaktmotoren für Modellbauflieger setzen Fachwissen und großes technisches Verständnis voraus.

Das Funktionsprinzip des Viertaktmotors

Der deutlichste Unterschied zeigt sich schon in den Bezeichnungen von Zwei- und Viertaktmotoren. Beim Viertaktmotor besteht eine Motorumdrehung aus vier Takten: dem Ansaugen des Luft-/Kraftstoffgemisches, dem Verdichte, dem Verbrennen und dem Ausstoß der Abgase. Um vier einzelne Takte zu bewerkstelligen, muss eine Zwangssteuerung vorgenommen werden, indem Ein- und Auslassventile geöffnet bzw. geschlossen werden.

Arbeitsweise eines Zweitakters

Beim Zweitaktmotor dagegen wird das Verbrennungsgemisch im Bereich des Kurbelgehäuses, also unterhalb des Kolbens, angesaugt, wenn der Kolben nach oben geht. Der Verbrennungsraum oberhalb des Kolbens, der nun mit dem Gemisch aus dem vorangegangenem Ansaugvorgang gefüllt ist und verdichtet wird, zündet, wenn der Kolben sich am oberen Hub- oder Totpunkt befindet. Jetzt wird der Kolben durch die Explosion nach unten gedrückt. Im Kurbelgehäuse befindet sich ein Bypass, aus dem das zuvor angesaugte Gemisch durch die Verdichtung im Kurbelgehäuse nach oben in den Verbrennungsraum gelangt. Gleichzeitig drängt das frische Gemisch so die Abgase aus der vorangegangenen Zündung über den Auslass aus dem Verbrennungsraum.

Vor- und Nachteile beim Zweitakter

Damit kommt der Zweitaktmotor ohne Ventiltechnik aus. Außerdem entfällt der mechanische Ventiltrieb, denn die Kurbelwelle betätigt beim Viertakter über Ventilstangen eine Nockenwelle, die Ein- und Auslassventile öffnet und schließt. Daraus lässt sich schon schlussfolgern, dass der Zweitaktmotor sehr klein und kompakt gebaut werden kann. Jedoch ist das Mischverhältnis von Luft und Kraftstoff nur sehr schlecht zu beeinflussen. Zudem sind der Abgas-Ausstoß und der Gemischeinlass ein “fließender” Prozess. Das Kraftstoff-/Luftgemisch wird also teilweise unverbrannt in den Auslass und damit den Auspuff gedrückt. Um einen möglichst effizienten Lauf des Motors zu erhalten, wird aus diesem Grund eine hohe Drehzahl benötigt. Das alles steht für einen relativ hohen Kraftstoffverbrauch.

Der Viertaktmotor punktet durch Präzision und erreicht Leistung durch Drehmoment

Durch die bereits angesprochene Zwangssteuerung des Viertaktmotors kann hier der Kraftstoff aber effizienter verbrannt werden. Dadurch ergeben sich auch bei niedrigen Drehzahlen gute Leistungen. Allerdings ergibt sich diese Leistung konsequenterweise aus dem Drehmoment. Ein direkter Leistungsvergleich wird damit schwer: Leistung durch Drehzahl beim Zweitakter, Leistung durch Drehmoment beim Viertakter. Daraus wieder folgt, dass sich weder Hubraum noch Gewicht der Modellmotoren direkt miteinander vergleichen lassen. Vielmehr ist ein Viertaktmotor bei gleicher Leistung eines Zweitakters etwas schwerer. Daher eignen sich Viertaktmotoren auch besser für größere Flugmodelle.

Bei großen Flugmodellen ist der Viertakter eindeutig die bessere Wahl

Genau die liegen im Trend, wie auch auf der letzten Ausstellung der Breisgauer Modellflieger in Bahlingen deutlich wurde. Das Schmuckstück der Ausstellung war eine “Corsair Quantico” mit einem Viertaktmotor mit 150 ccm Hubraum. Bei so großen Flugzeugmodellen machen Viertakter auch aus Gründen der Detailliebe Sinn. Das Antriebsverhalten des Motors ist wesentlich realistischer. Außerdem liegt ein weiterer Vorteil, die Leistung durch Drehmoment bereitzustellen, darin, dass große, schwere Propeller eingesetzt werden können. Diese haben eine wesentlich höhere Effizienz und schwere Propeller dienen gleichzeitig als Schwungscheibe, um den etwas unruhigeren Lauf eines Ein-Zylinder-Viertakters auszugleichen.

Für Fluganfänger ohne technisches Grundwissen sind Viertakter eher ungeeignet

Diesem Problem kann aber auch noch anderweitig begegnet werden, indem einfach Mehrzylinder-Motoren eingesetzt werden. Kolm Engines, ein in der Modellbauszene etablierter Hersteller von kleinen Viertaktmotoren bietet neben dem klassischen Ein-Zylinder-Motor ein interessantes Motoren-Portfolio an Reihen-Zwei-Zylindern und sogar von Boxermotoren. Für den Fluganfänger sind die Viertakter aber zunächst ungeeignet. Das Kraftstoff-/Luftgemisch muss exakt eingestellt sein. Ist es zu fett oder zu mager, stirbt der Motor sofort ab. Außerdem muss die Mechanik (Ventiltrieb und Ventile) regelmäßig kontrolliert und gewartet werden. Das Ventilspiel muss exakt stimmen.

Schritt für Schritt zum Großmodell mit Viertaktmotor

Einzig bei der Verwendung des Kraftstoffs gibt es keine Unterschiede. Viertakt- als auch Zweitaktmotoren verwenden ein Gemisch aus Kraftstoff, Luft und Öl zur Motorschmierung. Dieses gibt es bei Tirendo. Eine spezielle Ölpumpe mit Ölkanälen ist bei den kleinen Maßstäben der Motoren heute einfach noch nicht möglich. Als Einsteiger in den Flugmodellsport sollten also zunächst kleinere Flugzeugmodelle mit robusten und sicheren Zweitaktern verwendet werden. Mit steigender Flugerfahrung erfolgt dann mit wachsender Modellgröße auch der Umstieg auf die Viertaktmotoren und damit das schon sehr realistische und damit anspruchsvolle Steuern großer Flugzeugmodelle.