INTERVIEW

"Im von der Physik vorgegebenen Rahmen weitere Potenziale finden"

Der Verbrennungsmotor wird als Wegbereiter der Elektromobilität mittelfristig seinen dominierenden Stellenwert als Fahrzeugantrieb behalten. Die MTZ fragte Bernhard Heil, seit 2010 Leiter der Entwicklung Pkw-Motoren und Triebstrang bei Mercedes-Benz, welche Potenziale zur CO2-Reduzierung der Antriebsstrang bis zum Jahr 2020 bietet.

Lohnt es vor dem Hintergrund der Elektrifizierungsdiskussion überhaupt noch, in den klassischen Antriebsstrang mit Otto- oder Dieselmotor zu investieren?
Definitiv ja. Allein in den vergangenen fünf Jahren haben wir bei der Entwicklung von Antriebssträngen richtige Quantensprünge gemacht. Bei unserem Automatgetriebe 7G-Tronic konnten wir aufgrund größerer Spreizung und Reibungsoptimierungen bis zu sieben Prozent Verbrauchseinsparung erreichen. Dabei bleiben wir nicht stehen. Die nächste Generation ist schon in Arbeit, bei der wir diese Stellhebel noch konsequenter nutzen. Bei den Motoren haben wir die dritte Generation von DI-Motoren mit Piezoeinspritzung und Magerbrennverfahren eingeführt. Wir konnten hier den Kennfeldbereich des Magerbrennverfahrens in einem Ausmaß ausdehnen, das wir am Anfang nicht für möglich gehalten haben. Wir waren damit in der Lage, erstmals einen Ottomotor auf demselben CO2-Niveau wie einen Dieselmotor zu zertifizieren.

Welche Weiterentwicklungen können wir bis zum Jahr 2020 von Mercedes-Benz erwarten?
Wir werden beim Ottomotor das Brennverfahren weiter optimieren, um die Magerlauffähigkeit des Motors zu verbessern. Dafür sind intensive Weiterentwicklungen am Einspritzsystem erforderlich. Mercedes-Benz hat heute als einziger Hersteller Ottomotoren mit strahlgeführtem Brennverfahren und mittig angeordneten Piezoinjektoren in Serie. Aus unserer Sicht ist das der richtige Weg. Wir sind in der Verbrennungseffizienz führend, unser Anspruch ist, das zu bleiben. Darüber hinaus gewinnt die Aufladung an Bedeutung. Wir engagieren uns deutlicher als der Wettbewerb, beispielsweise durch unser Joint-Venture mit IHI, in dem wir mit unseren Partnern aktiv Weiterentwicklungen forcieren. Als drittes Element treiben wir das Thema Abgasnachbehandlung weiter, sowohl auf der Diesel- als auch auf der Ottomotorenseite.

Bei der Ottomotor-Direkteinspritzung liegen die Systemdrücke derzeit bei 200 bar. Was ist künftig möglich und sinnvoll?
Wir schauen uns Weiterentwicklungen bei Einspritzsystemen permanent sehr genau an und prüfen, ob wir mit Drucksteigerungen die Schichtfähigkeit der Motoren weiter erhöhen können. Stand heute sind wir mit unseren 200-bar-Systemen gut aufgestellt. Wir planen kurzfristig keine Druckerhöhung über 200 bar. Derzeit konzentrieren wir uns darauf, die Möglichkeiten noch besser zu nutzen, die das Piezosystem hinsichtlich Mehrfacheinspritzungen bietet, um die Schichtfähigkeit der Motoren weiter auszubauen.

Wo sind die Grenzen des Downsizings beim Ottomotor?
Mit den Komfortansprüchen, die wir für uns formulieren, in der Größenordnung 100 kW/l, eventuell ein wenig darüber.

In den 1990er-Jahren haben Sie die Kompressoraufladung bei Ottomotoren eingesetzt. Arbeiten Sie neben der Turboaufladung noch an der mechanischen Aufladung?
Seinerzeit war die Kompressoraufladung die beste Technologie, auch weil unsere Getriebe noch nicht eine so breite Spreizung hatten wie heute. Das Anfahren und das instationäre Verhalten mit einem Turbomotor entsprachen nicht ganz unseren Komfortansprüchen. Heute erlauben die Getriebe mehr Spreizung, die Turbolader wurden erheblich weiterentwickelt, zudem können wir durch Nockenwellenverstellung und Direkteinspritzung das Brennverfahren für die Aufladung optimieren. Daher ist unser Schwerpunkt die Abgasturboaufladung.

Doppelkupplungsgetriebe oder Wandlerautomatik - was wird sich künftig durchsetzen?
Für unsere klassischen Modellreihen werden wir am Wandlerautomatgetriebe festhalten. Einerseits ist der mit einer Wandlerautomatik darstellbare Anfahrkomfort unerreicht. Andererseits ist die Drehmomentüberhöhung beim Anfahren ein weiterer Komfortaspekt, da wir nicht mit allerkürzesten Anfahrübersetzungen arbeiten müssen. Zudem sind Wandlerautomatgetriebe sehr gut in unser Standardantriebspackage integrierbar. Aus Verbrauchssicht zeigen alle Messungen, dass die Wandlerautomatik in unseren klassischen Baureihen die effizienteste Lösung ist. Bei Baureihen mit Frontantrieb bestimmt der verfügbare Bauraum die technischen Möglichkeiten. Eine Wandlerautomatik baut zirka 30 bis 40 Millimeter länger als ein Doppelkupplungsgetriebe, was in die Vorbaustrukturen nicht sinnvoll integrierbar ist. Bei Fahrzeugen mit Frontantrieb setzen wir daher künftig auf das Doppelkupplungsgetriebe.

Um den vor einiger Zeit stark propagierten Diesotto-Motor ist es still geworden. Arbeiten Sie noch daran?
Unser Ziel ist, den Ottomotor so effizient wie den Diesel und den Diesel so sauber wie den Otto zu machen. Auf der Dieselseite sind wir dank Partikelfilter und unserer BlueTec-Technologie bei den Emissionen nahezu auf dem Niveau der Ottomotoren. Jetzt arbeiten wir daran, den Ottomotor so sparsam wie den Diesel zu machen. Dies haben wir unter dem Arbeitstitel "Diesotto" zusammengefasst. Hier bekommt der Ottomotor viele Technologiebausteine, die bisher vom Dieselmotor bekannt sind. Dazu gehören zum Beispiel die Turboaufladung oder die Direkteinspritzung. In unseren neuen BlueDirect-Motoren steckt also schon sehr viel Diesotto.

Wie hoch ist das Potenzial zur CO2-Reduzierung durch die Systemoptimierung aller Antriebskomponenten bis 2020?
An den Grenzen des Kreisprozesses nach Carnot werden wir nichts ändern können, insofern geht es darum, in dem von der Physik vorgegebenen Rahmen weitere Potenziale zu finden. Ich gehe fest davon aus, dass wir an den Stellschrauben Schichtverfahren und Downsizing weiterdrehen werden, um beispielsweise Leistungen von heutigen Sechszylindermotoren künftig mit Vierzylindermotoren darstellen zu können. Bei den Getrieben denken wir über Spreizungen und Gangzahlen nach. Weitere Potenziale erschließen wir bei den größeren Fahrzeugen mit der Hybridisierung und bei den kleineren Fahrzeugen mit Elektrofahrzeugen.

Was wird sich künftig durchsetzen, der Diesel- oder der Ottomotor?
Tendenziell sehen wir ein weiterhin wachsendes Übergewicht bei den Ottomotorisierungen. Insbesondere die Wachstumsmärkte Indien, China oder Russland sind klassische Ottomotormärkte. Der Dieseltreibstoff wird sehr stark in den Güterverkehr durch Lkw, Bahn und Schiff fließen. Dafür ist jede Lösung abseits vom Dieselmotor sehr unwahrscheinlich. In Europa ist das Bild ein gänzlich anderes. Der hohe Dieselanteil hat uns maßgeblich den Fortschritt beim CO2-Flottenverbrauch gebracht. Außerdem ist der Diesel ungeschlagen beim Drehmoment. Dies wird dazu beitragen, dass sich moderne und saubere Diesel auch weiterhin hoher Beliebtheit erfreuen werden.

Wird es überhaupt noch Antriebe ohne Elektrifizierung geben?
Über die Marktdurchdringung der Hybridisierung kann man sich streiten. Ich bin mir sicher, dass wir im Jahr 2020 einen erheblichen Anteil von Hybridfahrzeugen sehen werden. Wir als Mercedes-Benz sehen auch künftig einen Markt für große Premiumfahrzeuge, sofern diese umweltverträglich sind. Deshalb ist es unser Ansatz, durch zunehmende Elektrifizierung die Effizienz unserer Fahrzeuge weiter zu steigern und unseren Kunden auch zukünftig komfortable, sichere und dynamische Premiumautomobile anzubieten.

Sehen Sie die reine Elektromobilität mehr von unten kommend?
Elektromobilität wird zunächst im Segment der kleineren Fahrzeuge eine Relevanz haben, weil dort die erforderlichen Reichweiten nicht so groß sind, dass wir einen zusätzlichen Verbrennungsmotor als Range-Extender benötigen. Damit können wir das Thema Elektromobilität für eine relativ große Kundengruppe öffnen. Für den reinen Zweitwagenbetrieb scheint mir ein Elektrofahrzeug mit einer Reichweite von 100 Kilometer durchaus vorstellbar. Für die klassischen Mercedes-Modellreihen sehe ich einen anderen Weg: zunächst die Verbrennungsmotoren weiter optimieren, dann eine Hybridisierung, dann den Plug-in-Hybrid, um frei in Zonen mit Null-Emissions-Vorgabe fahren zu können.

Herr Heil, herzlichen Dank für das Gespräch.

(Bild: Daimler)

Autor(en): Richard Backhaus und Wolfgang Siebenpfeiffer