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Motoren-Entwicklung

Die Zukunft von Diesel- und Benzinantrieb

Motoren-Entwicklung Foto: Hersteller 11 Bilder

Auch wenn das E-Auto boomt, bleibt der Verbrennungsmotor auf absehbare Zeit der wichtigste Antrieb. Viele neue Entwicklungen steigern seine Effizienz. Wir blicken hinter die Kulissen der Motorentwicklung von BMW, Mercedes und VW.

24.01.2010 Christian Bangemann

Die Motoren-Entwickler von Mercedes haben ein klares Ziel vor Augen: Diesotto. Aus heutiger Sicht handelt es sich dabei um eine exotische Verbrennungsmaschine mit variabler Verdichtung, Selbstzündung, variablen Ventilöffnungszeiten und Schichtladung. Die Kombination von Benziner- und Diesel-Merkmalen soll beste Effizienz garantieren, doch der Weg zum serienreifen Aggregat ist weit und steinig. So wird die nächste Motoren-Generation des Hauses zwar schon über einige dieser Merkmale verfügen, sich aber noch klar in Diesel und Benziner trennen lassen.

Ende 2010 kommt die Mercedes S-Klasse mit Vierzylinder-Diesel

Bei den Selbstzündern durchdringt momentan der neue OM 651 die verschiedenen Baureihen. Obwohl der Vierzylinder aktuell wegen Problemen mit seinen Einspritzdüsen in der Diskussion ist, überzeugt er unter normalen Bedingungen mit günstigem Verbrauch, guter Laufkultur und kräftiger Leistung. Mit dieser Charakteristik würde er sogar zu einer S-Klasse passen, und tatsächlich soll der OM 651 in einer weiteren Ausbaustufe ab Ende 2010 das Mercedes-Flaggschiff antreiben. Ohne derartige Brüche geht es hingegen bei den Benzinern weiter, denn im Oberhaus bleibt es ab Spätsommer bei V6- und V8-Motoren.

Anders als BMW verzichtet Mercedes beim V6 der neuen, intern Move genannten Triebwerksfamilie zunächst auf eine Zwangsbeatmung. Obwohl er im Prinzip schon aus den 350 CGI-Modellen bekannt ist, spricht Mercedes von einem komplett neuen Motor mit Schichtladung der zweiten Generation, doppelter Nockenwellen-Verstellung, kennfeldgesteuerter Ölpumpe und Start-Stopp-Funktion.

Die neuen Sechs- und Achtzylinder-Benziner werden ein Leistungsspektrum zwischen 252 und 544 PS abdecken – nur unwesentlich mehr als die Vorgänger. So bringt es der 3,5-Liter-V6 wie bisher auf maximal 306 PS, während der 4,6-Liter-V8 dank Biturbo deutlich stärker wird: Mit 435 PS und 700 Nm Drehmoment distanziert er nicht nur den gleich großen Sauger im S 450 (340 PS, 460 Nm), sondern auch den aktuellen S 500 (388 PS, 530 Nm). Dessen 5,5-Liter-V8 wird folglich ebenfalls doppelt aufgeladen und ringt dem Kurbeltrieb 900 Nm Drehmoment ab.

Verbrauchs- und CO2-Reduzierung im Fokus

Viel wichtiger war Mercedes jedoch eine nachhaltige Verbrauchs- und CO2-Reduktion. Mit der obligatorischen Benzin-Direkteinspritzung sowie der dadurch möglichen Schichtladung sollen die V6- und V8-Motoren zehn bis 30 Prozent weniger konsumieren. Ein S 350 mit 306 PS und einem ECE-Verbrauch unter 7,5 L/100 km wäre dann sparsamer als ein aktueller Mercedes S 400 Hybrid (ECE-Verbrauch: 7,9 L/100 km). Dass sich Euro 5-Standards erfüllen lassen, steht außer Frage, aber auch Euro 6 werden diese Motoren problemlos schaffen. Schließlich soll die neue Triebwerks-Generation zukunftssicher für die nächsten zehn bis 15 Jahre in der Oberklasse sein.

Neue Sechszylinder bei BMW

In diesem Segment ist eine Kooperation mit BMW deshalb auf absehbare Zeit vom Tisch. Schließlich haben die Bayern jüngst begonnen, ihre Sechszylinder durch eine neue Baureihe zu ersetzen. Der N55 genannte Dreiliter-Reihenmotor mit 306 PS ist seit kurzem beispielsweise im BMW 535i GT zu haben. Bei ihm wanderte der Kettentrieb für die Nockenwellen nach hinten, was ihn etwas kompakter macht – mit Vorteilen für den Fußgängerschutz beim Crash. Neu ist auch der Verzicht auf die Doppelaufladung. Stattdessen spendieren Einzelturbo mit Twinscroll-Gasführung und variabler Ventilsteuerung das Leistungsplus.

Schon bald kommt dieser Motor in weiteren Baureihen auf den Markt, BMW 5er und 7er sind bereits in wenigen Monaten dran, der 3er muss sich hingegen noch bis zum Modellwechsel im Frühjahr 2012 gedulden. Dann soll der Sechszylinder die Euro 6-Grenzwerte erfüllen und wohl auch im nächsten 1er zum Einsatz kommen. Davon abgeleitet wird ein neuer Zweiliter-Vierzylinder mit Aufladung, der ab 2011 serienreif ist. Selbst über einen Dreizylinder denkt BMW intensiv nach. Der Benziner mit 1,2 Liter Hubraum und Aufladung dürfte schon 2013 parat stehen und dann ein Leistungsspektrum zwischen 75 und 184 PS abdecken. Ein kleinerer Vierzylinder mit etwa 1,6 Liter Volumen würde bei dieser Bandbreite obsolet.

BMW bringt den Dreizylinder-Diesel

Selbst Diesel mit drei Zylindern wird man künftig finden. 1,5 Liter Hubraum sind hier – wie in der IAA-Studie Vision Efficient Dynamics gezeigt – zu erwarten, weniger Volumen wäre nach Ansicht der BMW-Techniker auch weniger effizient. Angedacht sind Versionen mit 95 bis 177 PS, Ende 2011 könnte die Produktion starten. Ob dabei erneut PSA als Entwicklungs-Partner in Betracht kommt, steht noch nicht fest. Denn bei den kleinen Motoren scheint Mercedes ebenfalls an einer Kooperation interessiert. Immerhin wurde Daimler-Entwicklungschef Thomas Weber gemeinsam mit seinem BMW-Kollegen Klaus Draeger in einem Dreizylinder-Prototyp der Bayern gesichtet.

Dreizylinder-Motoren für den VW Golf VII

VW ist schon einige Schritte weiter, denn Dreizylinder gehören längst zur Motoren-Palette - momentan zwar nur für die Kleinwagen VW Polo und Fox, aber schon 2013 dürften Golf VII-Kunden ihr Auto damit ordern können. Zu verlockend sind die Vorteile dieser Konstruktion: Die innermotorische Reibung ist niedriger, die weiten Zündabstände von 240 Grad erleichtern die Turboaufladung, bei größeren Einzelhubräumen – 400 bis 500 Kubikzentimeter gelten als ideal – steigt der thermische Wirkungsgrad, und zu guter Letzt baut ein Dreizylinder kompakter. Den etwas holprigen Leerlauf kann man per Ausgleichswelle beseitigen. Ist gar eine Start-Stopp-Automatik an Bord, verschwindet das Leerlaufschütteln praktisch ganz. Die Entwicklung des Verbrennungsmotors ist also keineswegs am Ende. Im Gegenteil: Das Rennen mit dem Elektroantrieb hat viele Potenziale und Mut zu neuen Lösungen freigesetzt.

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