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Technik  Technik: Kleine Ökomotoren

»Das ist nicht wie beim Trabi«



Der Abschied vom Öl ist nicht unbedingt der Beginn des Elektro-Zeitalters. Kleine Motoren werden extrem geizig beim Verbrauch oder laufen mit alternativen Kraftstoffen. Lotus forscht sogar am Öko-Zweitakter.

 
 Kleine Ökomotoren
  
 Kleine Ökomotoren  - Foto: Viehmann  Kleine Ökomotoren - Foto: Hersteller  Kleine Ökomotoren - Foto: Hersteller  Kleine Ökomotoren - Foto: Hersteller  Kleine Ökomotoren - Foto: Hersteller  Kleine Ökomotoren - Foto: Hersteller

Wie lange das Öl reichen wird, weiß keiner so genau. In den nächsten 20 Jahren zumindest, so die einhellige Meinung vieler Experten und Entwickler, werden Verbrennungsmotoren noch die größte Rolle im Automobilbau spielen. Statt der - oder zumindest parallel zur – Entwicklung von Elektrofahrzeugen setzt man daher alles daran, den Spritverbrauch weiter zu drücken.

Volkswagen zum Beispiel hat Hybrid- und Elektroantriebe erst einmal auf die lange Bank geschoben. Stattdessen gibt es den Passat TSI EcoFuel mit Erdgasantrieb und den sparsamsten Polo aller Zeiten: Der Polo BlueMotion, den VW auf dem Genfer Salon als Studie zeigte, soll mit seinem 55 kW/75 PS starken und 1,2 Liter kleinen Dreizylinder-Dieseldirekteinspritzer im Schnitt nur 3,3 Liter pro 100 Kilometer verbrauchen. Eine Start-Stopp-Automatik, intelligente Generatorsteuerung und Bremsenergierückgewinnung helfen beim Sparen.

Das Dreiliter-Auto war im Volkswagen-Konzern schon einmal Realität: Der Audi A2 TDI, ebenfalls mit Dreizylinder-Diesel an Bord und mit Spaceframe-Aluminiumkarosserie ausgerüstet, erzielte zumindest laut Werksangabe einen Durchschnittsverbrauch von 2,99 Litern. Und nicht zu vergessen der damals gefloppte VW Lupo 3L - zu teuer, zu karg und seiner Zeit wohl auch zu weit voraus.

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Fiats Baukasten
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Auch bei Fiat geht der Trend in Sachen Zylinderzahl nach unten. Derzeit arbeitet man in Turin an einem neuen Motorenprogramm mit einem Einheitszylinder. "Das Grundkonzept besteht aus einem Basiszylinder mit 450 Kubikzentimetern Hubraum. Damit ist dann einiges denkbar - vom Zweizylinder bis zu einem Motor mit sechs oder acht dieser Zylinder", sagt Klaus Schühle, technischer Leiter bei Fiat Deutschland. Fiat 500 und Panda sollen künftig durch einen 900 Kubikzentimeter großen Zweizylinder mit 70 bis 100 PS angetrieben werden.

Als effiziente Lösung zur Verbrauchreduzierung gilt auch die Einführung eines variablen Verdichtungsverhältnisses. Die Motorenentwickler des französischen Unternehmens MCE-5 haben einen Vierzylindermotor vorgestellt, der dank eines intelligenten variablen Kompressionsverhältnisses aus 1,5 Litern Hubraum weit über 200 PS herausholen und trotzdem einen Durchschnittsverbrauch zwischen 6 und 7 Litern pro 100 Kilometer erzielen soll.

Auch bei Lotus – nicht nur in der Entwicklung leichter Sportwagen, sondern auch innovativer Antriebskonzepte aktiv – setzen die Ingenieure auf ein variables Verdichtungsverhältnis, in Verbindung mit einem Zweitaktmotor.

Der Zweitakter benötigt für das gesamte Arbeitsspiel im Gegensatz zum Viertakter nur eine Kubelwellenumdrehung und kann damit grundsätzlich ein höheres Drehmoment entwickeln als ein Viertakter mit gleichem Hubraum. Zu den Nachteilen gehören höhere Schadstoffemissionen und ein höherer Verbrauch.

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Zweitakter reloaded
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Durch eine Direkteinspritzung des Kraftstoffs und ein variables Verdichtungsverhältnis wollen die Motorenentwickler von Lotus diese Nachteile ausgleichen. Der Motor soll zwar auch mit normalem Benzin laufen, aber vor allem für die Verbrennung von alkoholbasierten Kraftstoffen optimiert sein, die eine höhere Verdichtung erlauben.

Bei Lotus’ Einzylinder-Versuchsmotor wird die Verdichtung variiert, indem eine bewegliche Scheibe den Brennraum oberhalb des Zylinderkolbens vergrößert oder verkleinert. "In einem Viertaktmotor könnte man diesen Mechanismus nicht ohne weiteres einbauen, weil die Ventile im Zylinderkopf im Weg sind. Um das variable Verdichtungsverhältnis möglichst einfach zu erreichen, haben wir uns daher für das Zweitaktprinzip entschieden", erklärt Lotus-Chefingenieur James Turner.

Der Zweitaktmotor hat statt Ventilen verschiedene Schlitze, die durch den Zylinderkolben geöffnet oder geschlossen werden. Durch die Direkteinspritzung wird der Sprit erst zugeführt, wenn der Auslass-Schlitz geschlossen ist – damit lässt sich die Vermischung von Frischgasen und Abgasen vermeiden, die dem Zweitakter schlechte Emissionswerte beschert. Auch sonst hat der Lotus-Zweitakter wenig vom Trabi: "Unser Motor hat nicht den typischen Zweitakter-Sound. Der durchschnittliche Kunde wird den Unterschied zu einem Viertaktmotor gar nicht bemerken", betont Turner.

Noch feilen die Lotus-Ingenieure an der Optimierung ihres Allesfresser-Motors und wollen auch noch keine Angaben über die erzielbaren Verbrauchs- und Abgaswerte machen. "Wir hoffen natürlich, dass wir für unsere neue Technologie Interessenten finden", sagt James Turner. Einen Kandidaten gäbe es vielleicht schon: Das Retro-Modell des "New Trabi", ursprünglich vom Modellauto-Bauer Herpa angeregt, sollte eigentlich zur IAA als Prototyp in Originalgröße präsentiert werden – allerdings ist es in letzter Zeit um das Projekt sehr still geworden.

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Fotos: Hersteller

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