Forscher frisieren
Hohe Literleistungen steigern die Wirtschaftlichkeit. Das soll ein zum Ottomotor umgebauter Diesel aus dem smart zeigen. Aus 0,8 Litern Hubraum holen Forscher bis zu 131 PS. Dabei sinkt der Verbrauch bis zu 15 Prozent gegenüber den effizientesten Serienmotoren
Frankfurt am Main, 11. Februar 2014 – Hohe Literleistungen steigern die Wirtschaftlichkeit. Um die Grenzen des hierbei Machbaren auszuloten, hat die RWTH Aachen im Auftrag der Forschungsvereinigung Verbrennungskraftmaschinen (FVV) ein ziemlich extremes Experiment am Laufen. Ein zum Ottomotor umgebauter Diesel aus dem Smart mit 0,8 Litern Hubraum leistet auf dem Prüfstand bis zu 96 kW (131 PS). Bei 20-prozentiger Ethanolbeimischung verbraucht er bis zu 15 Prozent weniger Kraftstoff als die effizientesten Serienmotoren mit Direkteinspritzung und Turboaufladung.
Tuning im Dienst der Wissenschaft
Die Wissenschaftler des Lehrstuhls für Verbrennungskraftmaschinen an der RWTH Aachen betreiben im Prinzip klassische Leistungssteigerung. Die Forscher konnten bereits im Vorfeld ausrechnen, dass bei den angepeilten Leistungen Verbrennungsdrücke von bis zu 160 bar auftreten. In einem braven Serienmotor mit Aufladung ist es etwa die Hälfte weniger, in einem Dieselmotor nur geringfügig mehr. Bei solchen Drücken wäre ihnen der Ottomotor also recht bald um die Ohren geflogen. Daher wählten sie als Basis für ihren leistungsgesteigerten Ottomotor das Fundament eines bereits vorhandenen Diesels. Da das so genannte Triebwerk (also Kurbelwelle, Pleuel und Kolben) eines Selbstzünders von Hause aus auf derart hohe Druckspitzen hin konstruiert ist, griffen sie zum vorhandenen des smart Diesel, der bei Daimler intern OM660 genannt wird. Sein für moderne Ottomotoren ungewöhnliche überquadratische Verhältnis von 65,5 Millimeter Bohrung zu 79,0 Millimeter Hub nehmen die Wissenschaftler in Kauf, obwohl es den Platz für die Ventilteller verkleinert und im Experiment die Einspritzung aufwendiger macht.
Forscher frisieren (7 Bilder)
(Bild: Forschungsvereinigung Verbrennungskraftmaschinen e.V.)
Runter mit dem Kopf
Der Zylinderkopf musste weichen. In der Neukonstruktion betätigen statt einer kettengetriebenen nun zwei zahnriemengetriebene, phasenverstellbare, obenliegende Nockenwellen je zwei Einlass- und ein Auslassventil pro Zylinder. Dadurch gelingt zwar kein zentraler Sitz des Einspritzventils, aber doch immerhin eine zündfreudige vis-a-vis-Anordnung des Einspritzventils mit der Zündkerze. Es ist eben verdammt eng in so einem kleinen Motörchen. Daher bestand auch die Gefahr, wegen der kleinen Zylinderbohrung mit dem eingespritzten Kraftstoff die Zylinderwand zu erreichen. Damit hätte man eine unvollständige Verbrennung mit hohen Kohlenwasserstoffwerten durch unverbrannten Kraftstoff im Rohabgas und zudem eine unbotmäßige Verdünnung des Schmierfilms riskiert. Erst eine eigens entwickelte Sechslochdüse mit reduzierter Reichweite ihrer Einspritzstrahlen konnte Abhilfe schaffen.