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Technik  Technik: Scuderi Split-Cycle-Motor

Der Name ist Programm



Seit dem Elektroantriebe in aller Köpfe sind, scheinen auch traditionelle Motorenbauer neu angespornt. So tüftelt die Scuderi Group an einem Motor, der mehr kann als andere Verbrenner.

 
 Split-Cycle-Motor
  
 Split-Cycle-Motor  - Foto: Hersteller  Split-Cycle-Motor - Foto: Hersteller  Split-Cycle-Motor - Foto: Hersteller  Split-Cycle-Motor - Foto: Hersteller  Split-Cycle-Motor - Foto: Hersteller  Split-Cycle-Motor - Foto: Hersteller

Wenn sich ein Motorenbauer einen Namen aussuchen könnte, dürfte "Scuderi" angesichts wohl nicht die letzte Wahl sein. Die Scuderi Group mit Hauptsitz in West Springfield rund 60 Meilen von Boston entfernt, hat jedoch mehr zu bieten als den wohlklingenden Namen. Sie tüftelt seit Jahren an einem Verbrennungsmotor herum, der sparsamer und leistungsstärker ist, als jeder andere auf dem Markt.

Zahlreiche Autohersteller haben großes Interesse an dem ungewöhnlichen Konzept. Die Mitarbeiter des amerikanischen Mikro-Konzerns mit seinen nicht einmal 25 Beschäftigten gehen bei Autokonzernen mittlerweile ein und aus. Ziel: Das Scuderi-Motorkonzept an mehrere Großserienhersteller zu lizensieren. Gespräche mit Firmen wie Volkswagen, BMW, Ford, Daimler, Toyota oder Peugeot sind in der entscheidenden Phase.

Firmengründer Carmello Scuderi trug seit frühester Jugend eine Menge Erfindergeist in sich. Den Großteil seines Lebens tüftelte der Amerikaner mit italienischer Abstammung an Aggregaten jedweder Art herum. Seine Liebe galt insbesondere der Luftfahrt. Im Jahre 1985 erfand er zusammen mit dem Großkonzern GE den weltweit ersten FCKW-freien Kühlschrank.

Nach dem Tod des Firmengründers Carmello Scuderi ging die Firma auf die acht Söhne über. Derzeit entwickelt die Scuderi Group an einem Verbrennungsmotor, der die Triebwerke von morgen revolutionieren könnte. Der so genannte Split-Cycle-Motor soll auf kürzeren Strecken sogar ohne Treibstoff funktionieren und den Wagen mit reiner Druckluft vorantreiben können.

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Mehr Wirkung
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Etablierte Zulieferer wie Bosch bringen sich in den Entwicklungsprozess ein und haben für den Scuderi-Motor Komponenten wie Zündung, Einspritzanlage und Motorelektronik entwickelt. "Bislang haben die Ergebnisse unsere Erwartungen übertroffen. Was uns während der gesamten Konzeptphase bereits klar war, wurde letztlich bestätigt," sagt Salvatore Scuderi, Präsident der Scuderi Group. "Der Bericht zeigt deutlich, dass der Scuderi Split-Cycle Motor die Automobilindustrie in eine umweltfreundlichere und kraftstoffeffizientere Zukunft führen kann." Ein normales Otto-Triebwerk hat einen Wirkungsgrad knapp über 30 Prozent. Die Scuderi-Group spricht bei dem eigenen Aggregat von mehr als 40 Prozent.

Kern der Entwicklungen ist ein Verbrennungsmotor, bei dem im Gegensatz zum gewöhnlichen Viertakt-Motor (Taktfolge: ansaugen, verdichten, arbeiten, ausstoßen) in einem Verdichtungszylinder die Kompression erzeugt wird und sich im zweiten die Verbrennung (Arbeitszylinder) vollzieht. Dabei wird die Zündung deutlich später als gewöhnlich eingeleitet, erst hinter dem so genannten "Totpunkt". Das so stark verdichtete Gemisch verbrennt nach Aussagen von Scuderi deutlich sauberer und effizienter als gewöhnlich. Seit Mai 2009 läuft in dem Southwest Research Institute in den USA der erste Entwicklungsmotor. Er ist ein Zweizylinder mit rund einem Liter Hubraum.

Besonders innovativ wird das Triebwerk jedoch durch einen angeschlossenen Zusatztank. Ist dieser mit Druckluft aus den Zylindern gefüllt, kann er sie jederzeit auch wieder dorthin abgeben und so die Kolben antreiben. "Bei einem gewöhnlichen Triebwerk hätte der Lufttank einen Druck von 40 bis 50 bar", erklärt Lutz Deyerling, Leiter der deutschen Scuderi-Niederlassung in Frankfurt. "Bei einem Turbotriebwerk wären es sogar bis zu 150 bar Luftdruck." Scuderi nennt dieses Motorprinzip Air-Hybrid, denn der Motor kann eben nicht nur mit Benzin betrieben werden, das herkömmlich via Direkteinspritzung verbrannt wird, sondern auch mit Luftdruck.

"Wird unser Split-Cycle-Motor mit dem kompletten Air-Hybrid-Modus betrieben, haben wir eine Effizienzsteigerung bis zu 50 Prozent gegenüber einem normalen Triebwerk. Selbst ohne Air-Hybrid sind es immer noch 20 bis 25 Prozent", sagt Deyerling. "Wir stellen die Leistungsdaten eines 1.4 TFSI-Triebwerks nach aktuellem Stand mit gerade einmal 1,1 Litern Hubraum dar." Heißt: Ein aufgeladener Motor mit 1,0 bis 1,1 Litern Hubraum verfügt auf dem aktuellen Leistungsprüfstand über rund 140 PS.

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Mit dem eigenen Motorblock
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Der Verbrauch könnte je nach Fahrzeugklasse bei ungefähr drei Litern auf 100 Kilometern liegen. Ein Großteil des Fahrzyklus würde demnach zwischen 1.200 und 1.400 U/min stattfinden. Bereits im Leerlauf soll der Motor, der mit einer geraden Zylinderanzahl laufen dürfte, rund 90 Prozent seiner Leistung abrufen können.

Besonders wichtig, um zukünftige Kooperationspartner ins Boot zu holen: Die Autohersteller soll für das Scuderi-Verbrennungsprinzip auch die eigenen Motorblöcke nutzen können. Das spart Kosten. Nur der Kopf des Motors mit Einspritzanlage, Motorelektronik und Zylinderdeckel müsste entsprechend aufwendig angepasst werden.

Die Entwicklungen gehen stetig voran. Der Testmotor läuft nach Aussagen von Lutz Deyerling mittlerweile bis zu 3.700 U/min ohne jeglichen Probleme. Die Drehmomententwicklung soll ähnlich der eines Dieselmotors sein - dafür gibt es die Laufruhe eines Benziners. Hört sich fast an wie die Quadratur des Kreises. "Die Verbrennungsabweichung ist mit dem Faktor 1,1 besonders gering. Das ist wichtig für die Autohersteller, um die Qualität des Triebwerks messen zu können."

Derzeit laufen die Vorbereitungen, das Triebwerk für die offiziellen Fahrzyklen in Nordamerika und Europa abzustimmen. Bleibt die Frage, wo sich der Druckluftspeicher befinden soll. Denn freier Raum ist im Auto besonders schwer zu finden. Nach Aussagen von Scuderi wäre das Triebwerk in zwei bis drei Jahren fertig für den Serieneinsatz.

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Fotos: Hersteller
Ort: West Springfield

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