Angriff auf den Viertakter
Ein neuer Hybrid-Motor soll Bremsenergie über Druckluft statt mit Batterien speichern – und so viel effizienter sein.
Als Nikolaus August Otto 1876 seinen „neuen Motor“ in Betrieb nahm, regierten noch Pferdefuhrwerke den Verkehr. Seitdem hat sich einiges geändert. Nur eines nicht: Auch heute noch arbeiten Automotoren nach dem von Otto entwickelten Viertaktverfahren. Signifikante Verbesserungen lassen sich, so scheint es, nur noch durch den Wechsel auf völlig andere Antriebssysteme wie den Elektromotor (TR 10/06) erreichen.
Carmelo Scuderi ließ sich von solchen Gedanken nicht abschrecken. Als der Thermodynamik-Experte 2002 starb, hinterließ er Patente und Aufzeichnungen für einen Kolbenmotor, der 30 Prozent effizienter sein soll als ein herkömmlicher Viertakter. Sechs der acht Kinder Scuderis arbeiten mit weiteren acht Vollzeit-Mitarbeitern und Forschern des Southwest Research Institute in San Antonio, Texas, daran, das Vermächtnis ihres Vaters zu realisieren. Die Vermarktung läuft bereits auf vollen Touren. Schon jetzt können Optionen auf Lizenzen erworben werden. Das US-Verteidigungsministerium ist mit 1,5 Millionen Dollar dabei.
Das Konzept: Beim Scuderi-Motor sind Verdichtung und Verbrennung auf zwei Zylinder verteilt. Hat der Kompressorzylinder einen größeren Hubraum als der Arbeitszylinder, kann er hochverdichtete Luft zuführen, was die Verbrennung deutlich effizienter machen soll. Bis dato scheiterten solche „Split Cycle Engines“ daran, dass die Kolben sich gleichzeitig aufwärts bewegen, und somit gegeneinander arbeiten. Deshalb lässt Scuderi das Gemisch erst nach dem oberen Totpunkt des Kolbens zünden. Nach gängiger Lehrmeinung läuft der Explosionsdruck dann dem Kolben hinterher und verpufft weitgehend wirkungslos.
Doch laut Vertriebsvorstand Nick Scuderi ist die Verbrennung dank starker Luftverwirbelung so schnell, dass das keine Rolle mehr spielt. Wegen später Zündung sinkt zudem die Arbeitstemperatur, was den Stickoxid-Ausstoß um bis zu 80 Prozent senken soll. Doch der eigentliche Joker ist der Hybrid-Betrieb. Dabei wird der Schwung beim Bremsen dazu genutzt, mit dem Kompressionszylinder eine Druckluftflasche aufzuladen, die beim Anfahren dann den Arbeitszylinder speist. Dadurch lässt sich die Bremsenergie ohne schwere und teure Akkus und Elektromotoren wiedergewinnen.
So zumindest die Theorie. Alle Erkenntnisse beruhen bisher lediglich auf Simulationen. Nick Scuderi kündigt für Anfang 2007 einen ausführlichen Forschungsbericht und für Ende 2007 je einen Diesel- und Benzin-Prototypen an. Bis dahin fordern die Scuderis einiges an Vertrauen ab, dass sich der Motor auch außerhalb des Computers bewährt. Herbert Windisch, Professor für Maschinenbau an der Hochschule Heilbronn, ist da skeptisch: „Eine Simulation wird verifiziert, indem man ihre Ergebnisse mit einer realen Maschine abgleicht. Das geht bei einem völlig neu konstruierten Motor schlecht.“ Die Logik der Scuderi- Maschine sei zwar „im Prinzip richtig“. Allerdings sei die niedrige Verbrennungstemperatur „gut für die Stickoxide, aber schlecht für den Wirkungsgrad“.
Entnommen aus Technology Review 11/2006. Das Heft kann man seit dem 26. Oktober im gutsortierten Zeitschriftenhandel kaufen oder hier portokostenfrei online nachbestellen. (wst)
