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van Basshuysen: Verbrauchsreduktion von 50% beim Ottomotor bis 2010 möglich

Der Herausgeber der ATZ/MTZ, Richard van Basshuysen, hat auf der VW/VDI-Gemeinschaftstagung "Fahrzeugkonzepte" in Wolfsburg eine Verbrauchsreduktion von 50 Prozent beim Ottomotor mittelfristig für möglich gehalten. Ein erster Schritt sei die Einführung der Direkteinspritzung auch beim Ottomotor gewesen, durch die Kraftstoff-Verbrauchsverbesserungen von zehn bis 17 Prozent je nach Motorgröße möglich geworden seien. Allerdings handele es sich bei den bisher in Serie befindlichen Verbrennungsverfahren für Ottomotoren mit Direkteinspritzung um wandgeführte Verfahren. Mit Hilfe von strahlgeführten Verfahren, die sich derzeit in der Entwicklung befänden, könne jedoch durch den Einsatz von Mehrlochdüsen und erhöhte Einspritzdrücke über 200 bar eine bessere Ladungsschichtung erreicht und mithin Verbrauchsverbesserungen von weit über 20 Prozent – bezogen auf Motoren mit äußerer Gemischbildung – realisiert werden.

"Die ersten Fahrzeuge mit strahlgeführten Verfahren werden zwischen den Jahren 2004 und 2006 in Serie gehen. Durch die Einführung dieses Verfahrens verringert sich der Verbrauchsabstand zum Dieselmotor mit Direkteinspritzung auf nur noch zehn bis 15 Prozent zugunsten des Dieselmotors", erläutert van Basshuysen, der als Vater des TDI-Motors gilt. Und van Basshuysen berichtet über eine ganze Reihe weiterer Entwicklungen, die den Kraftstoffverbrauch positiv beeinflussen und zum Teil schon in Serie sind:

Vollvariable Ventiltriebe mit einem Verbrauchspotenzial von etwa zehn Prozent. Die Mehrkosten betragen allerdings bei mechanischen Systemen (BMW) etwa 15 Prozent. In Entwicklung befinden sich auch elektrohydraulische und elektromechanische Systeme. Bei elektromechanischen Systemen können die Nockenwellen entfallen.Impulsaufladung mittels Lufttaktventil. Damit lassen sich mit geringerem Aufwand ähnliche Effekte erzielen wie mit der vollvariablen Ventilsteuerung, und es kann wegen hoher Füllung über den gesamten Drehzahlbereich auf Schaltsaugrohre verzichtet werden. Weitere Funktionen wie Wärme- und Kälteladung, Zylinderabschaltung und drosselfreie Laststeuerung lassen Kraftstoffverbrauch und Schadstoffausstoß drastisch senken. Die damit zu erzielende geschätzte Kraftstoffeinsparung beträgt 20 bis 30 Prozent.Variables Hubvolumen etwa durch Zylinderabschaltung bringt eine Verbrauchsreduktion von acht bis 20 Prozent in der Teillast. Auch motorinterne mechanische Systeme sind in der Entwicklung. Mit einem Zweikammermotor und sequentieller Doppelzündung ist eine Verbrauchsverbesserung von circa fünf Prozent zu erzielen. Kurbelwellen-Starter-Generator mit 14/42V-Bordnetz. In Verbindung mit Downsizing sind Verbrauchseinsparungen von 15 bis 22 Prozent möglich. Variables geometrisches Verdichtungsverhältnis in Verbindung mit Aufladung bringen bis zu 30 Prozent Verbrauchsreduktion. Downsizing durch Hochaufladung über 25 bar Mitteldruck und Reduzierung des Hubvolumens durch Verringerung der Zylinderanzahl von sechs auf vier oder von vier auf drei Zylinder. Solche Konzepte verringern das Motorgewicht und den Bauraumbedarf (Packaging). Das Verbrauchspotenzial beträgt 20 bis 25 Prozent. Turboaufladung als Verbrauchskonzept, also mit relativ kleinen Ladern bietet eine Verbrauchseinsparung von etwa 15 Prozent. Reibleistungsminderung. In den vergangenen zehn bis 15 Jahren wurde die Reibleistung um beachtliche 20 Prozent verringert. Trotzdem ist noch ein erhebliches Potenzial vorhanden, denn der theoretische Fall eines reibungslosen Ottomotors würde um die 20 Prozent besser im Wirkungsgrad sein. Gelänge es, davon die Hälfte zu erschließen, wäre hier eine Verbrauchsverringerung um die zehn Prozent möglich. Thermomanagement mit Heißkühlung bei Teillast. Hier sind Einsparungen von fünf bis zehn Prozent denkbar. Kraftstoff- und Schmieröloptimierung besitzen ein Einsparpotenzial von fünf bis zehn Prozent. Drastische Verkürzung der Warmlaufzeit. Verbrauchsverbesserungen von bis zu fünf Prozent sind denkbar.

van Basshuysen resümiert augenzwinkernd: "Zählt man alle genannten Verbrauchsverbesserungen zusammen, müsste der Ottomotor demnächst Kraftstoff produzieren können." Ernsthaft betrachtet werde aber deutlich, dass bei konsequenter und sinnvoller Kombination sich ergänzender Maßnahmen eine Verbrauchsreduktion von 50 Prozent bis zum Jahr 2010 möglich sein könne. van Basshuysen ergänzt: "Dabei sind Getriebefortschritte in Bezug auf Verbrauchseinsparungen noch nicht berücksichtigt. Hier sind, je nach Vergleichsbasis, bis zu weitere 15 Prozent Potenzial in Bezug auf eine Verbrauchsminderung zu finden, was natürlich auch für den Dieselmotor gilt."


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