Ausgeknockt?
„Die Gefahr der vorzeitigen Zündung wird um so größer, je höher die Verdichtung. Obschon dies einen Vorteil bedeutet für die Beherrschung der Druck- und Temperaturverhältnisse, so sind andererseits wesentliche Nachteile gegeben in der geringeren Wärmeausnutzung und in der geringen Völligkeit des Diagramms. Der Brennstoffverbrauch ist also relativ ungünstiger …“. Polytechnische Rundschau, 1912, ROMBERG, Seefischerei-Motoren, Band 327 (S. 17–20). „Es gibt eine Grenze, bei der eine Vergrößerung der Verdichtung den Wirkungsgrad der Maschine nicht mehr erhöht, aber schon vorher wird die für die Flächeneinheit abgeleitete Wärmemenge so groß, daß die Kühlung sehr schwierig wird. Frühzündungen, die hierbei auftreten, rühren dann wohl von der Ueberhitzung der inneren Wandfläche oder der darauf sitzenden Verunreinigungen her. Wenn die Wände rein und kühl bleiben, werden auch bei vergrößerter Verdichtungsspannung die Frühzündungen vermieden“. Polytechnische Rundschau, 1913, Band 328 (S. 374–382, Kein Autor angegeben).
Ausweg Kühlschrankprinzip
Hier werden bereits zwei Auslöser genannt: Zu große Hitze und Glutnester aus Ölablagerungen. Zu heiß können aber nicht nur das Gas oder die genannten Verunreinigungen werden: Auch eine Zündkerze mit zu geringem Wärmewert, die zu wenig Hitze ableiten kann, glühende Auslassventilteller oder so genannte Altgasnester, also Bereiche im Zylinder mit heißem Restgas aus der vorangegangenen Verbrennung können Selbstentzündungen auslösen. Und das sind nur die häufigsten Ursachen.
Als Abhilfe wirken nur recht aufwändige, konstruktive Maßnahmen, die alle im Motorsport erprobt sind: Möglichst kompakte Brennräume ohne Ventiltaschen und sonstige Winkel. Doppelzündung, um mit gewissermaßen halbierter Flammfront ein schnelleres Durchbrennen des Gemischs zu erreichen, was einen späteren, „kühleren“ Zündzeitpunkt ohne Leistungsverlust ermöglicht. Zentraler Kerzensitz, was die Doppelzündung meist erübrigt. Mehrventiltechnik, um die Ventilsitzfläche zu vergrößern und die Kühlung über die Ventilschäfte zu verbessern und damit die Ableitung der Wärme zu begünstigen. Direkteinspritzung des Kraftstoffs in die verdichtete Luft mit erheblicher Verdunstungskälte nach dem Kühlschrankprinzip.
Neue Grenze
Die Ergebnisse dieser kombinierten Maßnahmen sind verblüffend: Heute haben brave Kleinwagen Literleistungen jenseits 100 PS, was bis vor Kurzem reinen Sportmotoren vorbehalten war – wie etwa der Fiat Panda Twinair mit 77 kW/105 PS aus 875 ccm – und die Drehmomentelastizität aufgeladener Downsizing-Aggregate übersteigt mittlerweile die ihrer Diesel-Pendants.