Gas-Diesel-Antrieb 13.09.2013, 13:46 Uhr

Neuartiger Hybridmotor verbraucht nur 2,4 Liter auf 100 km

Ein neuartiger Hybridmotor für Pkw, der mit Diesel und Erdgas läuft, ist so effizient, dass er nur halb so viel Sprit verbraucht wie herkömmliche Motoren. Die Entwickler der Technischen Hochschule in Zürich suchen jetzt einen Industriepartner.

Einen gewöhnlichen Benzin-Motor haben Professor Lino Guzzella (l.) und Doktorand Tobias Ott von der ETH Zürich so umgebaut, dass er Gas verbrennt und die Zündung über einen geringen Zusatz von Diesel erfolgt. Die Effizienz ist so hoch, dass der Kraftstoffverbrauch bei gleicher Leistung halbiert wurde.

Einen gewöhnlichen Benzin-Motor haben Professor Lino Guzzella (l.) und Doktorand Tobias Ott von der ETH Zürich so umgebaut, dass er Gas verbrennt und die Zündung über einen geringen Zusatz von Diesel erfolgt. Die Effizienz ist so hoch, dass der Kraftstoffverbrauch bei gleicher Leistung halbiert wurde.

Foto: ETH/Screenshot ingenieur.de

Mit einem ungewöhnlichen Problem müssen Forscher in Zürich fertig werden. Sie haben einen Motor entwickelt, der einen so hohen Wirkungsgrad hat, dass der Katalysator nach dem Start lange Zeit nicht heiß genug wird, um effizient zu arbeiten. Tobias Ott, Doktorand an der Eidgenössischen Technischen Hochschule, der zum Projektteam gehört, ist allerdings sicher, dass sich das lösen lässt. Der Motor wird einfach so geregelt, dass er anfangs verschwenderisch viel Treibstoff verbraucht.

Im Normalfall schluckt der Motor in einem Fahrzeug der Golf-Klasse umgerechnet 2,4 Liter Benzin pro 100 Kilometer. Umgerechnet deshalb, weil es sich um einen Erdgas-Diesel-Hybridantrieb handelt. Den Motor haben die Forscher modifiziert und für den Betrieb Erdgas optimiert. Hauptbrennstoff ist Erdgas deshalb, weil es von allen fossilen Brennstoffen die geringste Menge Kohlendioxid (CO2) emittiert. Damit das Gas ohne Zündkerzen zündet, wird bei jedem Arbeitsgang eine kleine Menge Diesel in den Zylinder gespritzt, der allein auf Grund des hohen Drucks verbrennt und das Erdgas gewissermaßen mitreißt. Ein kleiner Elektromotor komplettiert den Antrieb.

Die Forscher hoffen, dass der hoch effiziente Antrieb in fünf Jahren in Serie produziert wird.

Die Forscher hoffen, dass der hoch effiziente Antrieb in fünf Jahren in Serie produziert wird.

Foto: ETH/Screenshot ingenieur.de

Ganze 56 Gramm Kohlendioxid pro 100 Kilometer, so Messungen auf dem Prüfstand, emittiert der ungewöhnliche Motor pro 100 Kilometer. Das ist etwa halb so viel wie ein gleich starker konventioneller Benzinmotor. Damit unterbietet er schon jetzt die Emissionsobergrenze, die die Schweiz Schritt für Schritt bis zum Jahr 2025 erreichen will: 70 Gramm pro Kilometer. Derzeit liegt der Durchschnittswert für Neuwagen, die die Eidgenossen kaufen, bei stolzen 151 Gramm.

In fünf Jahren ist der Antrieb serienreif

Das Forscherteam des Instituts für Dynamische Systeme und Regelungstechnik um Professor Lino Guzzella und Tobias Ott entschieden sich für eine Modifikation von Erdgas-Diesel-Motoren, de bereits in größeren Stückzahlen hergestellt werden. Sie laufen allerdings stets mit konstanter Drehzahl. Durch eine raffinierte Steuerung der Verbrennung gelang es den Wissenschaftlern, den geringen Treibstoffverbrauch auch bei ständig wechselnden Drehzahlen sicherzustellen. Die Menge an Diesel, die jeweils eingespritzt wird, ändert sich drehzahlabhängig, ebenso der Zeitpunkt.

Christopher Onder, der zum Entwicklungsteam gehört, ist überzeugt, dass der Erdgas-Diesel-Motor in fünf Jahren serienmäßig produziert werden kann. „Voraussetzung ist, dass wir einen Industriepartner finden, der die Entwicklung eines Prototypen in die Hand nimmt“, sagt er. Weil das Konzept auf bereits vorhandenen Technologien beruhe, sei es schnell und kostengünstig umsetzbar und als Brückentechnologie für die nächsten 10 bis 20 Jahre ideal.

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