Mehr Effizienz für den Verbrenner

"Zukunft eingebaut" könnte der Slogan einer Dauerwerbekampagne lauten, die die Vorzüge des Verbrennungsmotors preist. Immer kleinere Motoren ziehen in Leistung und Drehmoment mit Aggregaten größerer Hubraumklassen gleich und unterbieten sie in Energieaufnahme und Emissionen. Variable Ventiltriebe werden demokratisiert und optimieren die Ladungswechsel selbst in kleinsten Motoren. Dort sparen sie je nach Betriebszustand bis zu 10 % Kraftstoff.

Downsizing im weitesten Sinn gibt es schon sehr lange. Streng genommen schon seit es Motoren gibt, geben sich Konstrukteure alle Mühe, Motoren nicht nur kleiner, sondern gleichzeitig auch effizienter zu machen. So ist die Nennleistung des von Dmitrievic Svecov 1947 entwickelten Neunzylinder-Sternmotors mit rund 735 kW an sich beachtlich. Unter spezifischen Gesichtspunkten bliebe dem Antrieb für die Antonov AN-2 der Eintritt in die Hall of Fame der Motoren aber verwehrt, denn der größte einmotorige Doppeldecker der Welt muss bei seinen Einsätzen bis heute einen Trumm von 30 l Hubraum mit sich herumschleppen. Dabei gab es schon früh Ansätze, Leistung mit wenig Hubraum zu erzeugen. Der Motor des ebenfalls 1947 lancierten Ferrari 125 C schöpfte aus 1,5 l Hubraum bis zu 87 kW. Bei der Wahl der Zylinderzahl endete indes die Bescheidenheit von Konstrukteur Gioacchino Colombo: Sein Prachtstück hatte wie die heutigen Spitzenmodelle des Hauses zwölf Brennräume.

Welche Leistung man im Extremfall aus 1,5 l Hubraum erzeugen kann, zeigte BMW Mitte der 1980er Jahre mit einer Variante des M10-Vierzylindermotors, die aus 1,5 l Hubraum bis zu 1000 kW mobilisierte.

Was sich verändert hat, sind die Beweggründe für das Downsizing. Auch wenn Motorkonstrukteur Ferdinand Piëch davon träumt, die spezifische Leistung von Rennmotoren auf die Straße zu übertragen ("Wenn Ducati aus 1 l Hubraum 200 PS holt, warum soll es uns nicht gelingen 400 PS aus 2 l zu holen?"), liegt der Akzent heute auf Kraftstoffeffizienz, zur Zeit meist verkleidet als CO2-Reduktion.

Die Wege dorthin sind nicht neu; es gilt, häufig durchfahrene Betriebspunkte in den Bereich geringen spezifischen Verbrauchs zu legen. Zur Anwendung kommen Hubraumverkleinerung, auch oft weniger Zylinder - was gleichzeitig weniger Masse und Reibung ergibt -, Erhöhung des Mitteldrucks zur Leistungskompensation und Ausgleich der Drehmomentschwäche mit Aufladung.

Mahle zeigt in dieser MTZ ein Beispiel, wie ein 1,2-l-Motor Kennwerte eines doppelt so großen Motors erreicht und dabei 30 % sparsamer ist. Untrennbar verbunden mit zukünftigen Antrieben sind Variabilitäten im Ventiltrieb. Schaeffler beschreibt hierfür das UniAir-System, das seine Wirksamkeit im Alfa MiTo schon bewiesen hat: 10 % weniger Verbrauch bei 15 % mehr Drehmoment als der Basismotor im unteren Drehzahlbereich.

Im Interview schildert dazu Burkhard Göschel seine Sicht, welche Rolle der Verbrennungsmotor künftig haben wird.

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