Spritverbrauch: Die Suche nach der Zauberformel

Die scharfen CO2-Limits drücken auf das Entwicklungstempo der Automobilhersteller und Zulieferer. Da stellt sich die Frage, welches Potenzial an Verbrauchsminderung noch in einem Verbrennungsmotor steckt? Heutige Benzin-Motoren halten noch 20 Prozent bereit, schätzt der Automobil-Zulieferer Schaeffler, beim Diesel sind es noch zehn Prozent. Aber darüber hinaus können noch zusätzliche Potenziale durch eine Weiterentwicklung erschlossen werden.

Doch reichen die geschätzten Verbrauchsminderungen, um den EU-Normzykluswert von 2020 zu erreichen? Ein Diesel-Pkw dürfte demnach nicht mehr als etwa 3,6 Liter Diesel und ein Benziner 4,1 Liter Super je 100 Kilometer verbrauchen, entsprechend dem CO2-Ausstoß von 95 g/km. Der durchschnittliche Verbrauch in Deutschland von neu zugelassenen Diesel-Pkw betrug 2013 rund 5,2 Liter Diesel pro 100 Kilometer (138,7 g CO2/km), der von Benzinern 5,8 Liter Super (135,7 g CO2/km). Mit dem angenommenen Effizienz-Potenzial kommen beide Motoren auf rund 4,7 Liter je 100 Kilometer und verfehlten aber das CO2-Ziel immer noch. Für die Fahrzeugflotte bedeutet dies: Ohne weitere Effizienz-Potenziale, etwa durch elektrische Antriebsunterstützung, ist das CO2-Ziel nicht erreichbar.

Diese Antriebsunterstützungen sind also dringend nötig. Denn bei den gestuften Strafzahlungen bis 95 Euro für jedes CO2-Überschreitungs-Gramm und für jedes verkaufte Auto einer Flotte kommen Summen zusammen, die besser für fortschrittlichste Pkw-Technik ausgegeben werden sollten als für den Fiskus. So präsentiert jetzt der Automobil-Zulieferer Schaeffler anlässlich des zehnten internationalen Kolloquiums in Baden-Baden Lösungen zur weiteren CO2-Reduzierung von Kraftfahrzeugen. Dabei bekommen weniger Reibung im Verbrennungsmotor, Getriebe und Fahrwerk einen besonderen Stellenwert.

So lässt sich durch den Einbau eines Wälzlagers die Reibung im Triebwerk um 18 Prozent reduzieren, haben Wissenschaftler der Uni Kassel ermittelt. Das bringt eine Verbrauchssenkung um 5,5 Prozent oder 0,43 Liter je 100 Kilometer. Bei kleinen leistungsstarken Benzin- und Dieselmotoren kommen immer häufiger Ausgleichswellen zum Einsatz, die mit den Wälzlagern die Reibungsverluste um zwei Prozent verringern und den Autofahrer nicht spüren lassen, dass ein Kraftzwerg im Antriebsstrang das Sagen hat. Auch in Planeten-Automatikgetrieben ersetzen zunehmend Wälzlager die herkömmlichen Gleitlager. Dort werden meist Nadellager eingesetzt, die sehr hohen Kräften bis zum 7 200-fachen der Erdbeschleunigung widerstehen.

Die fortschrittliche Spar-Hilfe im Pkw schlechthin ist das Start-Stopp-System, welches im EU-Testzyklus den Verbrauch um bis zu 4,5 Prozent senkt. Es wird erwartet, dass 2016 über 60 Prozent aller Neuwagen in der EU mit Start-Stopp-Systemen ausgerüstet sein werden und diese ab 2019 in den meisten Segmenten zur Grundausstattung gehören.

Im Stadtverkehr mit Teillast und niedrigen Drehzahlen fahren, senkt den Verbrauch. Motoren mit dem elektrohydraulischen Ventiltriebsystem UniAir können das. Schaeffler hat seit 2009 über 500 000 solcher Motoren in Europa, Süd- und Nordamerika damit ausgerüstet, deren Hubräume zwischen 0,9 Liter und 2,4 Liter betragen. Mit UniAir lässt sich der spezifische Spritverbrauch laut Schaeffler bis zu 15 Prozent senken.

Dabei verfügen künftige UniAir-Generationen über neue Funktionen wie die Einzelsteuerung von zwei Einlassventilen zur gezielten Ladungsbewegung im Zylinder bei niedrigen Lasten. Damit wird der Wirkungsgrad der Verbrennung deutlich erhöht und der Fahrer kann sich über mehr Drehmoment bei gleichzeitig sinkendem Verbrauch freuen.

Für Schaeffler passt UniAir voll in die Zeit. So werden ab 2015/16 weitere Pkw-Anwendungen hinzukommen, darunter Motoren mit abweichenden Zylinderzahlen zu den heutigen Serien-Anwendungen. Doch auch der Dieselmotor steht im Fokus.