Sprit sparen mit variabler Verdichtung
Eine variable Verdichtung erlaubt höchst effizienten Betrieb bei allen Drehzahlen und Lasten – gilt aber als kompliziert und zu teuer. Die französische Firma MCE-5 Development lässt sich davon nicht entmutigen
- ggo
Hannover, 24. Juni 2011 – Der ideale Ottomotor kann stets kurz vor der Klopfgrenze betrieben werden. Diese Feststellung ist zwar etwas zugespitzt, weist aber auf ein noch immer aktuelles Thema der Motorentechnik hin: Es gibt zwar mittels Aufladung und variabler Ventiltriebe heute gute Möglichkeiten, die Zylinderfüllung zu beeinflussen, doch eigentlich würde man auch gerne die Verdichtung verändern, um immer den bestmöglichen Wirkungsgrad zu erreichen.
Druck in allen Lagen
Versuche, eine variable Verdichtung zu realisieren, gab es schon mehrfach, mit unterschiedlichen mechanischen Ansätzen. Ein Prinzip besteht darin, die Kolbenposition innerhalb des Zylinders zu verschieben, ein anderes geht das Problem von außen an: Relativ bekannt geworden ist zum Beispiel die Idee, den Zylinder gegenüber dem Kurbelgehäuse leicht zu kippen, um das Volumen des Brennraums zu variieren – in die Serie hat es nichts davon geschafft, Systeme zur variablen Verdichtung gelten als aufwendig und zu teuer. Doch eine kleine Entwicklergemeinde aus dem französischen Lyon lässt sich nicht unterkriegen: Die Firma MCE-5 Development bemüht sich darum, der variablen Verdichtung endlich zu einer Serienanwendung zu verhelfen. Das Hauptargument der Franzosen ist beeindruckend: Der MCE-5 VCRi (so heißt der Demonstrationsmotor) bietet mit 1,5 Liter Hubraum die Leistung eines V6-Saugers mit 3,2 Liter Hubraum – aber gut 40 Prozent mehr Drehmoment und deutlich weniger Verbrauch.
MCE-5 hat eine Reihe von Vergleichszenarien durchgerechnet, vom 5,4-Liter-Motor in einem Ford-Truck bis zum weit schwierigeren Duell mit dem 1,4 TSI von Volkswagen. Letzterer ist ja ein besonders interessanter Kandidat, weil bei ihm dank der Kombination aus Kompressor und Turbolader die geometrische Verdichtung über ein breites Drehzahlband sehr gut ausgenutzt wird. Das rückt ihn schon ziemlich in die Nähe eines Motors mit variabler Verdichtung, obwohl es einzig der hohe Druck richten muss. Dennoch: Im Vergleich zum 1.4 TSI haben die Entwickler des MCE-5 VCRi einen Verbrauchsvorteil von 14 Prozent im NEFZ ermittelt, verglichen mit dem dicken Ford-V8 kommen sogar 36 Prozent heraus.
Solche Berechnungen sind zunächst einmal Theorie, doch den Motor gibt es tatsächlich. Er ist in einem Peugeot 407 verbaut, den wir vor einigen Wochen auf der Challenge Bibendum in Berlin ausprobieren konnten. MCE-5 zaubert aus bescheidenen 1484 cm3 ein Drehmoment von 420 Nm und 160 kW (217 PS) Leistung bei einer Nenndrehzahl von 5000 U/min. Der Motor hat eine variable Verdichtung in Verbindung mit einer Turboaufladung, allerdings noch keine Direkteinspritzung. Eine solche Version folgt bald, die Werte sollen dann sogar auf 480 Nm und 245 kW bei 5300 U/min steigen. Ein Teil dieser erstaunlichen Steigerung ist dem Kühleffekt der Direkteinspritzung zu verdanken, die bei modernen Turbomotoren deswegen eigentlich Standard ist.