Mazda kündigt Raumzündmotor „Skyactiv-3“ an

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Mazda scheint auf einem erfolgversprechenden Weg zu sein: Lange bevor der japanische Autohersteller den weltweit ersten Ottomotor mit hocheffizientem homogenem Brennverfahren in Serie bringt, kündigt er bereits dessen Nachfolger an. Er soll einen noch deutlich höheren Wirkungsgrad bieten.

Der Leiter der Antriebsstrangentwicklung bei Mazda, Mitsuo Hitomi enthüllte den Plan im US-Branchenblatt Automotive News. Sogar einen Namen hat die künftige Motorentechnologie bereits – Hitomi nannte sie „Skyactiv-3“. Unter Berücksichtigung des gegenwärtigen Energiemix‘ bei der Stromerzeugung soll sie so effizient sein wie ein Elektrofahrzeug.

Vorläufer der Homogen-Motoren ist die aktuelle, 2011 eingeführte Ottomotoren-Generation, die Mazda als „Skyactiv-G“ vermarktet. „G“ steht für Gasoline, also Benzin. Sie arbeitet noch mit einem weiterentwickelten, konventionellen Brennverfahren und einer Verdichtung von bis zu 14:1. Als Skyactiv-X bezeichnet Mazda den ersten Motor, der in weiten Lastbereichen ohne Fremdzündung mit homogenem Raumzündverfahren arbeitet. Folgerichtig bezeichnet das „X“ die Möglichkeit, auch andere Treibstoffe zu nutzen. Er wird ab 31. März 2019 auf den Markt kommen. Ein Demonstrationsfahrzeug mit diesem Motor bewies bereits letztes Jahr erstaunliche Reife.

Zylinder mit Wärmedämmung

Mit der Generation „3“ wird es Mazda verstärkt darum gehen, den thermischen Wirkungsgrad weiter zu erhöhen, der durch das Raumzündverfahren ohnehin schon einen großen Schritt nach vorn macht. Der hohe thermische Wirkungsgrad dieser Verbrennung resultiert daraus, dass im angesaugten Gemisch jedes Kraftstoffmolekül einzeln mit denen der Luft reagieren kann. Das kommt dem Ideal der adiabatischen Verbrennung nah, in der die Energie Druck erzeugt, aber keine Hitze, die nur wertvolle Energie verschwendet und darüber hinaus auch noch Stickoxide produziert. Mazda kann also irgendwann zu einer Wärmedämmung der Zylinder übergehen, statt wie heute noch üblich, schädliche Abwärme mithilfe des Kühlmittels abtransportieren zu müssen. Der Wirkungsgrad steigt.

Das selbstbewusst formulierte Fernziel ist eine thermische Effizienz von 56 Prozent – die derzeit effizientesten Ottomotoren liegen etwa 27 Prozent darunter. Hitomi sieht seinen Motor dann auf Augenhöhe mit einem Elektrofahrzeug, wenn man seine gegenwärtige Well-to-Wheel-Emission von Kohlendioxid als Vergleichsmaßstab heranzieht und für Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor die Emissionen aus der Ölgewinnung und Benzinraffination mitberechnet. Selbstbewusst klingt das Ziel vor allem angesichts der Theorie. Sie besagt, dass prinzipbedingt kein noch so effizienter Verbrennungsmotor besser als 60 Prozent in der thermischen Effizienz sein kann. Das gilt nur für „ideale“ Maschinen ohne Reibung und andere Verluste. Der effizienteste Motor am Markt kommt gegenwärtig von Toyota. Der 2,5-Liter-Vierzylinder-Ottomotor wird mit einem thermischen Wirkungsgrad von 40 Prozent beworben, in Hybridantrieben kommt er im Zyklus auf 41 Prozent.

Fast schadstoffreie Verbrennung

Ein anderer Vorteil der homogenen Verbrennung ist die Vermeidung giftiger Abgasbestandteile. Das Rohabgas bestünde ganz überwiegend aus den ungiftigen Bestandteilen Wasser und Kohlendioxid, beides Bestandteile der natürlichen Atmosphäre. Eine Abgasreinigung müsste überwiegend nur noch unverbrannte Kohlenwasserstoffe durch die Kolben- und Ventilschmierung sowie unvollständige Verbrennungsprodukte aus Übergangszuständen wie etwa einem Kaltstart bewältigen. Sie könnte damit um Dimensionen kleiner, leichter und günstiger gebaut werden als die aktuellen Anlagen und damit die Gewinnmarge deutlich verbessern helfen.

Hitomi nannte aus verständlichen Gründen noch keinen Zeitplan für die noch zu entwickelnde Skyactiv-3-Technologie. Sollte sie sich aber wie gewünscht umsetzen lassen, könnte sie dem Verbrennungsmotor eine deutlich längere Lebensdauer verschaffen. Wie lange, entscheidet wohl vor allem der Effizienzzuwachs bei der E-Mobilität. Mazda wird sich beeilen müssen.