Automobil 28.10.2011, 12:05 Uhr

Trotz Elektromobilität: Benzin- und Dieselmotoren setzen Maßstäbe

Der Fahrzeugantrieb wird elektrifiziert. In der öffentlichen Diskussion ist die Meinung entstanden, dass schon bald der Elektromotor die Kraftquelle des Pkw sein wird. Doch der Verbrennungsmotor wird im Antriebsstrang weit über das nächste Jahrzehnt hinaus maßgebend sein, wie Experten meinen. Benzin- und Dieselmotor haben ein nach wie vor hohes Potenzial, das es weiter auszuschöpfen gilt, trotz fortschreitender Elektrifizierung des Antriebs.

Glaubt man den euphorischen Behauptungen politisch motivierter Kreise, fahren wir schon in wenigen Jahren nur noch elektrisch. Fachleute holen allzu optimistische Zeitgenossen in die Realität zurück, wenn sie über die Aspekte des Automobilantriebs sprechen. Solange noch Heizöl verbrannt wird, habe das Elektroauto nichts auf der Straße zu suchen, kritisierte Jens Hadler, Leiter der VW-Aggregateentwicklung, den wenig sachlichen Meinungstrend in der Öffentlichkeit. 2010 seien in Deutschland mit 21,4 Mio. t leichtes Heizöl 3,8 % mehr verfeuert worden als 2009, während die Automotoren immer weniger verbrauchen – und weiter sparsamer werden sollen, um schließlich dem Elektromotor zu weichen.

Der Dieselmotor ist unverzichtbar

Der Dieselmotor ist nicht nur das Rückgrat des gesamten Transportsektors, sondern für zahllose Non-Road-Anwendungen auch künftig unverzichtbar. Den Dieselkraftstoff dafür wird es auch in der Zukunft in ausreichenden Mengen geben, erklärte kürzlich anlässlich einer Tagung Karl-Heinz Schult-Bornemann, Lehrbeauftragter der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg. Gegenwärtig reichten die durch Bohrungen nachgewiesenen, mit heutigen Verfahren und zu heutigen Preisen gewinnbaren Reserven 50 Jahre.

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Schult-Bornemann ist sicher, dass innerhalb dieser Zeitspanne neue Reserven hinzukommen werden, sodass ein „Peak-Oil“ in die ferne Zukunft gehöre und nicht in die gegenwärtige Diskussion. Zugleich erwähnte er, dass 1,6 Mrd. Menschen weltweit noch keinen Strom hätten und 2,5 Mrd. Menschen mit Holz und Tierdung kochen und heizen. Das sollte vor allem die Politik nachdenklich stimmen.

Experten sind sicher, dass der Verbrennungsmotor auch den künftigen Anforderungen gerecht und der Diesel eine Hauptrolle spielen wird. Auch wenn er, wie ab 2014 mit den strengeren Schadstoffgrenzwerten der EU6, eine weitere schwierige Hürde nehmen muss. Die Fachleute verweisen darauf, dass mit den inzwischen entwickelten Komponenten ein Baukasten vorhanden ist, um nicht nur den Ausstoß von Stickoxiden (NOx) zu senken, sondern auch weiter den Verbrauch.

Ein Schwerpunkt ist bei dieser Entwicklung die Reduzierung der Reibung. Nicht allein von den Motorenherstellern wird das vorangetrieben, sondern ganz erheblich auch von den Zulieferern.

Beim Downsizing stößt der Dieselmotor an seine Grenzen

Das Downsizing, also die Verwendung hubraumkleinerer leistungsstarker Motoren anstelle großer, hat schon in der jüngeren Vergangenheit den Verbrauch gesenkt. Hier stößt der Diesel jetzt an Grenzen, weil die Kolbenfläche nicht beliebig verkleinert werden kann. Das gilt auch für die Verwendung des Diesels als Range Extender (Reichweitenverlängerer) im Elektroauto.

Der von VW vorgestellte aerodynamisch optimierte Prototyp XL1 etwa arbeitet mit einem 0,8-l-Zweizylinder-Dieselmotor, einem halbierten 1,6-l-Aggregat aus der laufenden Serie. Mahle hat ebenfalls einen Zweizylinder entwickelt, allerdings als Ottomotor.

Umweltfreundliches Fahren geht sogar mit einem Stromlieferanten aus 1-Zylinder-Ottomotor-Generator, wie Swissauto Wenko aus Burgdorf in der Schweiz unlängst zeigte. Die Schweizer haben einen VW Polo umgebaut, der jetzt von einem 85-kW-Elektromotor (220 Nm) in jedem Betriebsmodus angetrieben wird. Seine Lithium-Ionen-Polymer-Akkus (14 kWh 135 kg) reichen laut Firmenangaben für rund 100 km elektrisches Fahren – mit seinem Rex (steht für Range Extender) bringe er es insgesamt auf 800 km.

Gewährleistet wird das laut Swissauto durch die direkte Kombination ihres speziellen 0,325-l-Einzylinders (26 kW bei 7500 min-1) mit dem 30-kW-Generator von Brusa Elektronik, Sennwald/Schweiz. Dieser „Rex“ wiegt 38 kg, wird mit Benzin versorgt von einem 27-l-Tank, und lädt im Bedarfsfall die Li-Ionen-Akkus, die auch durch Bremsenergierückgewinnung „betankt“ werden. Der Benzinverbrauch der Einzylinder-Generatoreinheit im Akkuladebetrieb wird mit rd. 3,0 l je 100 km angegeben.

Elektroautos: Es hakt nach wie vor an der Batterie

Nach wie vor hakt es beim reinen Elektroauto an der Batterie. Ihr Energiegehalt ist zu gering, sie ist zu schwer und zu teuer. Für den Preis eines Elektroautos gibt es zwei „richtige“ Autos mit Verbrennungsmotor, deren flüssiger Kraftstoff keine Frage nach der Reichweite aufkommen lässt.

Um auch deren Kraftstoffverbrauch zu senken, wird an Hybridversionen gearbeitet, die jedoch auch keine Wunder bewirken können. Bei konstanter Fahrt auf der Autobahn ist der Hybrid so nutzlos wie die Start-Stopp-Einrichtung, die den ersten Schritt zur Hybridisierung darstellt. Gegenwärtig setzt sie sich quer durch alle Fahrzeugklassen durch und ist heute auch mit allen Varianten automatischer Getriebe kombinierbar.

Hybridvarianten bieten sich vor allem für schwere, teure Autos an, bei denen sowohl der elektrische Teil wie die zusätzliche Batterie das Fahrzeuggewicht nicht zu stark in die Höhe treiben. Auch hier wird die zu geringe Kapazität der Batterie beklagt, die keine langen elektrisch fahrbaren Strecken zulässt. Bei den heute üblichen Testverfahren reicht sie jedoch aus, den Kraftstoffverbrauch merklich zu senken.

 

Ein Beitrag von:

  • Christian Bartsch

  • Wolfgang Pester

    Ressortleiter Infrastruktur bei VDI nachrichten. Fachthemen: Automobile, Eisenbahn, Luft- und Raumfahrt.

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