Mehr Leistung, weniger Verbrauch 29.01.2014, 13:00 Uhr

RWTH-Forscher testen neues Motorenkonzept

Bis zu 15 Prozent weniger Kraftstoff als ein heutiger Spitzenmotor mit Direkteinspritzung und Turbolader soll der Motor verbrauchen, der in Aachen entwickelt wird.

Ingenieure der Aachener RWTH haben einen Motor entwickelt, der bei typischem Nutzungsverhalten eines Autos mindestens elf Prozent weniger Sprit verbraucht. 

Ingenieure der Aachener RWTH haben einen Motor entwickelt, der bei typischem Nutzungsverhalten eines Autos mindestens elf Prozent weniger Sprit verbraucht. 

Foto: dpa/Arno Burgi

Die Tricks klingen erstmal recht einfach: 20 Prozent Ethanol beimischen und den Zylinderkopf neu konstruieren. Und schon hat man einen Ottomotor, der bei gleicher Leistung deutlich weniger Sprit verbraucht? Die Geheimnisse liegen im Detail.

Forscher der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule in Aachen haben jetzt einen Dreizylindermotor entwickelt, der nur 0,8 Liter Hubraum hat und damit bis zu 131 PS Leistung entwickelt. Dass das funktionieren kann, zeigte sich schon früh in dem Projekt am Institut für Verbrennungskraftmaschinen. Aber auch das größte Problem: Der kleine Motor muss dafür Spitzendrücke von bis zu 160 bar aushalten. 

Hohe mechanische Belastung

Um den entsprechenden mechanischen Belastungen standzuhalten, wählten die Aachener als Basis für den Benziner einen existierenden Dieselmotor und konstruierten einen komplett neuen Zylinderkopf. Der hat nur drei Ventile pro Zylinder, zwei für den Einlass und eines für den Auslass. Institutsleiter Professor Stefan Pischinger erklärt das so: „Wir wollten sowohl Einspritzventil als auch Zündkerze zentral anordnen. Auf der verbleibenden Fläche nutzen drei Ventile den Raum optimal aus.“

Bis zu 163 PS Leistung soll der an der RWTH Aachen entwickelte Motor bei nur einem Liter Hubraum entwickeln.

Bis zu 163 PS Leistung soll der an der RWTH Aachen entwickelte Motor bei nur einem Liter Hubraum entwickeln.

Foto: Forschungsvereinigung Verbrennungskraftmaschinen

Bei dem extrem kleinen Zylinderhubvolumen von nur 266 Kubikzentimetern bestand zudem die Gefahr, dass das Motoröl durch unverbrannten Kraftstoff verunreinigt werden könnte. Für dieses Problem fanden die Forscher die Lösung in elektromagnetisch gesteuerten Einspritzventilen, die den Strahlverlauf höchst präzise halten. Ein Kompressor und ein Abgasturbolader sorgen zudem dafür, dass der Antrieb mit ausreichend Luft versorgt wird.

Noch Jahre bis zur Serienreife

Die spezielle Spritmischung schont den neu entwickelten Antrieb, weil Ethanol sich bei hohen Temperaturen und Drücken nicht so leicht selbst entzündet – ein Effekt, der sich durch das bekannte „Klopfen“ zeigt.

Bei typischem Nutzungsverhalten eines Pkw gehen die Wissenschaftler von einem mindestens um elf Prozent reduzierten Verbrauch aus. Das technische Potenzial liege aber sogar bei 15 Prozent. „Damit zeigen wir, dass spezifische Leistungen von 120 kW oder 163 PS pro Liter Hubraum  grundsätzlich machbar sind“, sagt Pischinger. Bis zur Serienproduktion des Motors dürfte es nach seiner Einschätzung allerdings noch einige Jahre dauern.

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