Gegenkolbenmotor

Zwei Kolben, ein Zylinder, kein Zylinderkopf: Der Gegenkolbenmotor ist über hundert Jahre alt und wird trotzdem immer wieder als Zukunftstechnik entdeckt. Streng genommen ist er kein Boxer, aber ein enger Verwandter.

Prinzip AUFBAU

Beim Gegenkolbenmotor laufen zwei Kolben in einem gemeinsamen Zylinder aufeinander zu. Der Brennraum liegt zwischen ihren Böden, ein Zylinderkopf wird nicht gebraucht. Weil sich die Kolben auf einer Linie spiegelbildlich bewegen, ist der Massenausgleich hervorragend und der Lauf ruhig und vibrationsarm.

Der Unterschied zum Boxermotor: Beim Boxer hat jeder Kolben seinen eigenen Zylinder und Brennraum. Beim Gegenkolbenmotor teilen sich zwei Kolben einen Brennraum.

In der klassischen Bauform hat der Motor zwei außen liegende Kurbelwellen (1), die über Zahnräder miteinander verbunden sind. Pro Zylinder gibt es zwei Pleuel (2) und zwei Kolben (3). Die Zylinderlaufbuchse hat auf der einen Seite Einlassschlitze (4), auf der anderen Auslassschlitze (7). Der Kraftstoff wird über den Injektor (6) eingespritzt, bei der hier gezeigten Ottomotor-Variante zündet die Kerze (5).

Konstruktiver Aufbau eines Zweitakt-Gegenkolbenmotors (Quelle: Golle Motor AG)

Es entfallen also Zylinderkopf, Ventile und Nockenwellen. Weil ein Kolben den Einlass und der andere den Auslass steuert, lässt sich der Ladungswechsel beim Zweitakter deutlich besser steuern als bei einem herkömmlichen Zweitakter. Das ermöglicht unter anderem die Aufladung mit Kompressor oder Turbolader.

Arbeitsweise im Zweitakt FUNKTION

Zum Verdichten laufen die beiden Kolben aufeinander zu. Beim Diesel wird die Luft dabei so heiß, dass der eingespritzte Kraftstoff von selbst zündet. Die Verbrennung drückt die Kolben auseinander, das ist der Arbeitstakt. Gegen Ende gibt der eine Kolben die Auslassschlitze frei, kurz danach der andere die Einlassschlitze. Frische Luft strömt unter Druck von einer Seite ein und schiebt das Abgas zur anderen Seite hinaus. Diese Gleichstromspülung ist viel gründlicher als die Umkehrspülung normaler Zweitakter, bei der Frischgas und Abgas im selben Zylinderende die Richtung wechseln müssen.

Stärken und klassische Schwächen BEWERTUNG

Ein Zweitakter zündet bei jeder Kurbelwellenumdrehung. Bei gleichem Hubraum und guter Spülung kann er deshalb deutlich mehr Leistung erreichen als ein Viertakter, bei gleicher Zylinderzahl liegt die doppelte Zündfrequenz vor. Weil der Zylinderkopf fehlt, geht außerdem weniger Wärme über die Brennraumwände verloren, was den Wirkungsgrad verbessert.

Die klassischen Probleme des Zweitakters sind Emissionen, Ölverbrauch und Verschleiß:

• Spülverluste: Bei einfachen Zweitaktern gelangt ein Teil des Frischgases ungenutzt in den Auspuff. Bei Gegenkolbenmotoren mit Gleichstromspülung und Direkteinspritzung ist dieses Problem weitgehend gelöst, weil nur Luft gespült und der Kraftstoff erst danach eingespritzt wird.
• Ölverbrauch: Die Kolbenringe streifen bei jedem Hub über die Schlitze in der Laufbuchse und ziehen dabei Öl mit. Das war die Achillesferse vieler historischer Gegenkolbenmotoren.
• Verschleiß: Kolben und Kurbeltrieb sind thermisch und mechanisch hoch belastet, besonders bei wälzgelagerten Kurbelwellen mit Mischungsschmierung.

Moderne Gegenkolbenmotoren setzen deshalb auf Druckumlaufschmierung mit Gleitlagern wie beim Viertakter, auf Direkteinspritzung und auf eine Abgasnachbehandlung wie bei modernen Dieselmotoren.

Der Ansatz der Golle Motor AG ENTWICKLUNG

Prototyp mit zwei Zylindern und 1,0 l Hubraum (Quelle: Golle Motor AG)

Die Golle Motor AG entwickelte einen Zweitakt-Gegenkolbenmotor mit Gleichstromspülung und unsymmetrischem Steuerdiagramm: Der Einlassschlitz schließt erst nach dem Auslassschlitz, sodass weniger Frischladung in den Auspuff gelangt und eine Aufladung möglich ist. Dem Verschleiß sollten ein gleitgelagerter Kurbeltrieb mit Druckumlaufschmierung und trocken laufende Kolben aus speziellen Werkstoffen begegnen, die ohne Ölschmierung auskommen und so den typischen Blaurauch vermeiden. Eine Serienfertigung dieses Motors ist mir nicht bekannt.

Bauformen VARIANTEN

• Zwei Kurbelwellen: Die klassische Form, je eine Kurbelwelle an jedem Zylinderende, verbunden über ein Zahnradgetriebe (z. B. Junkers Jumo 205).
• Eine Kurbelwelle mit Schwinghebeln: Beide Kolben wirken über Hebel auf eine gemeinsame Kurbelwelle unter dem Zylinder (z. B. Commer TS3).
• Dreieck („Deltic“): Drei Zylinderbänke bilden ein Dreieck mit je einer Kurbelwelle in den Ecken (Napier Deltic).
• OPOC („Opposed Piston, Opposed Cylinder“): Zwei gegenüberliegende Zylinder mit je zwei Kolben auf einer zentralen Kurbelwelle, gewissermaßen ein Boxer aus Gegenkolbenzylindern. Das Konzept der Firma EcoMotors ging nicht in Serie.

Geschichte und Beispiele ANWENDUNGEN

Gegenkolbenmotoren gab es schon um 1900, etwa bei Gobron-Brillié in Frankreich. Bekannt wurden sie vor allem durch Hugo Junkers. Seine Flugdiesel Jumo 205 und 207 trieben in den 1930er- und 1940er-Jahren Flugboote wie die Dornier Do 18 und die Blohm & Voss BV 138 an.

Weitere bekannte Anwendungen:

• Schiffe und Stationärmotoren: Doxford, Sulzer und Fairbanks-Morse bauten große Gegenkolben-Diesel. Die Fairbanks-Morse-Motoren liefen jahrzehntelang in U-Booten, Schiffen und Lokomotiven.
• Napier Deltic: In Schnellbooten, Minensuchbooten und den britischen Deltic-Lokomotiven der Baureihe 55.
• Lkw und Militärfahrzeuge: Der Commer TS3 im Lkw, der Leyland L60 im Kampfpanzer Chieftain und der Rolls-Royce K60 im Schützenpanzer FV432.
• Motorräder: DKW setzte in seinen Rennmotorrädern den verwandten Doppelkolbenmotor mit Ladepumpe ein, bei dem sich zwei Kolben einen Brennraum teilen, aber nebeneinander laufen.

Die englische Firma Diesel Air Limited entwickelte einen Zweitakt-Gegenkolben-Diesel für Flugzeuge und Luftschiffe:

Neuester Stand STAND OKTOBER 2026

Die bekannteste moderne Entwicklung stammt von Achates Power aus San Diego. Das Unternehmen hat den Zweitakt-Gegenkolben-Diesel über viele Jahre mit modernen Mitteln weiterentwickelt. Ein Dreizylinder-Motor mit 10,6 Litern lief im Rahmen eines Projekts der kalifornischen Umweltbehörde CARB in einem Peterbilt-Sattelzug im Flotteneinsatz von Walmart. Zusammen mit Cummins entstand für die US-Armee der rund 1.000 PS starke Advanced Combat Engine. Ein 300-kW-Dreizylinder erreichte einen Spitzenwirkungsgrad von über 49 Prozent, und 2025 wurde mit dem Argonne National Laboratory auch die Verbrennung von Wasserstoff untersucht.

Den Sprung in die Großserie hat Achates trotzdem nicht geschafft. Im August 2025 übernahm General Atomics Aeronautical Systems wichtige Teile des Unternehmens, darunter Patente und geistiges Eigentum. Die Technik soll künftig in Antrieben für unbemannte Flugzeuge eingesetzt werden. Damit kehrt der Gegenkolbenmotor gewissermaßen zu seinen Wurzeln bei Junkers zurück: in die Luftfahrt.

Vielen Dank an die Golle Motor AG, die einige Bilder und Teile des ursprünglichen Textes zur Verfügung stellte.