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Kreativ gegen den Motorenstrom

OBERURSEL. Mazda beschreitet wieder einmal eigene Wege und entwickelt sparsame Benzinmotoren nach dem «DiesOtto»-Prinzip, das bei Mercedes seit 2007 in der Forschungsschublade geblieben ist.

Mazda ist das neue Saab. Ganz wie die untergegangene Marke beweisen die Japaner Eigenständigkeit und Innovationskraft, etwa im Motorenbereich. Kenichiro Saruwatari von Mazdas europäischem Forschungs- und Entwicklungszentrum in Oberursel bei Frankfurt sieht mit den neuen Benzintriebwerken die Chance, die künftigen CO2-Vorgaben auch ohne Elektrifizierung einzuhalten. Und zwar über die gesamte Modellpalette. «Andere Hersteller senken ihren Flottenverbrauch durch die Einführung einzelner sehr sparsamer Fahrzeuge. Wir machen alle unsere Modelle sparsam.»

Auch der Kunde spart. Fahrzeuge mit komplexer Batterietechnologie kosten deutlich mehr als konventionell angetriebene Autos. Um diese immer genügsamer zu machen, ohne auf Fahrspass zu verzichten, hat Mazda stufenweise neue Technologien eingeführt. 2009 kam das noch heute zu den schnellsten gehörende Stopp-Start-System «i-Stop». 2012 brachten die Japaner mit dem Mazda 6 ihr Rekuperationssystem «i-eLoop», das die zurückgewonnene Energie in kleinen Mengen zwischenspeichert.

Die dritte Stufe zündet Mazda zurzeit bei der Antriebstechnologie. Der vollelektrische Mazda 2 EV oder der Mazda 3 Hybrid sind eher dazu da, um im Markt der Alternativantriebe Präsenz zu markieren. Viel Potenzial sieht man laut Entwickler Tobias Albert vor allem im Bereich der Benzinmotoren. Der Trick: Der neue Skyactiv-G-Zweiliter-Benziner arbeitet mit dem besonders hohen Verdichtungsverhältnis 14:1. «Selbst Supersportwagen wie der Ferrari 458 schaffen bloss 12,5:1», erläutert Albert. «Wir erzielen 15 Prozent mehr Leistung als mit dem vorherigen Zweiliterbenziner, verbrauchen aber bis zu zwölf Prozent weniger Sprit – damit sind wir auf dem Level der letzten Dieselgeneration.»

Geschickt rückt Mazda den Nachteilen der hohen Verdichtung zu Leibe. Zur Vermeidung unkontrollierter Verbrennung ist der Auspuffkollektor verlängert. Die dadurch längere Kaltstartphase wird mit Zündverzögerung, kleinerer Zylinderbohrung und neu geformter Kolben bekämpft. Aber warum baut Mazda nicht einfach ein «Down­sizing»-Motor mit drei Zylindern? «Zugegeben, einzelne dieser Motoren sind im untersten Leistungsbereich minim besser, aber bei mittlerer und hoher Last ist der Skyactiv-G deutlich im Vorteil», erkärt Albert. «Deshalb glauben wir an das Rightsizing – ohne zu sagen, dass Downsizing Wrongsizing ist.»

Hinzu kommt, dass es mit der Einführung eines veränderten Fahrzyklus zur Bestimmung der Normverbrauchswerte insbesondere für Autos mit Zwei- und Dreizylindermotoren schwierig wird, da sie insbesondere im oberen Lastbereich durstig sind. Im Herbst 2017 soll der Neue Europäische Fahrzyklus (NEFZ) durch den «Worldwide Harmonized Light Duty Driving Test Cycle (WLTC)» abgelöst werden. «Dann ist unser Motor deutlich näher an der Wahrheit als die Downsizing-Motoren der Konkurrenz», vermutet Albert.

Doch damit nicht genug. Mazda bereitet bereits eine noch sparsamere Benzinmotorengeneration vor. «Unser Ziel ist es, jeglichen Effizienzverlust zu eliminieren und den Wirkungsgrad deutlich zu erhöhen», erklärt Entwicklungsingenieur Joachim Kunz. Das Ei des Kolumbus scheint Mazda mit einem Verbrennungsprozess gefunden zu haben, den Mercedes bereits 2007 als «DiesOtto» vorstellte, jedoch bisher nicht zur Produktreife gebracht hat. So soll der kommende Skyactiv-G-Benziner im unteren und mittleren Lastbereich ohne Fremdzündung mittels Kerzen auskommen, also als Selbstzünder wie ein Dieselmotor. «Dazu brauchen wir eine noch weiter erhöhte Verdichtung», so Kunz. «Optimal wäre 18:1, und daran arbeiten wir.» Der Effekt ist eine Verringerung des Verbrauchs um dreissig Prozent.

Muss der Motor sehr viel Leistung erbringen, geht es aber doch nicht ganz ohne Zündkerzen. «Wir haben es geschafft, die verschiedenen Zündungsmodi übergangslos darzustellen, was die Laufkultur erhöht», erklärt Kunz. Ein weiterer Vorteil der kommenden DiesOtto-Motoren: «Aus der hohen Effizienz im mittleren Bereich ergibt sich eine ganz andere Hybridstrategie. E-Motoren werden nur noch im untersten Lastbereich benötigt. Dann braucht es kleinere E-Maschinen und weniger Batterien bei geringeren Herstellungskosten.» Schöne neue Antriebszukunft made in Japan.

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