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Motorentechnik: Der Achtzylinder-Schreck von MCE-5

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Motorentechnik: Der Achtzylinder-Schreck

15.03.2011, 15:04 Uhr | Von Tom Grünweg, Spiegel Online

Motorentechnik: Der Achtzylinder-Schreck von MCE-5. Revolutionärer Sparbenziner von MCE-5 (Foto: MCE-5 Development)

Revolutionärer Sparbenziner von MCE-5 (Foto: MCE-5 Development)

Mit variabler Verdichtung will das französische Unternehmen MCE-5 die nächste Stufe beim Downsizing einläuten. Der 1,5-Liter-Motor hat Kraft wie ein V8-Benziner und verbraucht weniger als ein Diesel. Im Prototypen fährt er bereits, nur kaufen will den Vierzylinder keiner.

Franzosen wollen Benzinmotor neu erfinden

Auf den ersten Blick würde Vianney Rabhi auch als Diamantenkurier oder Geldbote durchgehen. Denn seinen silbernen Alu-Koffer lässt der elegant gekleidete Ingenieur nicht aus den Augen. Allerdings sind darin weder Verträge, noch Edelsteine oder Geldbündel. Sondern sorgsam gebettet im Schaumstoff liegen in dem Koffer ein paar Ritzel, Kolben, Zahnräder und Schubstangen, in die der Franzose die letzten 15 Jahre seines Lebens investiert hat: Rabhi ist der technische Kopf hinter dem französischen Unternehmen MCE-5, das nichts weniger will, als den Benzinmotor neu zu erfinden - oder ihm zumindest die Zukunft zu retten.

Technische Grenzen für Kompression

Dabei setzen die Franzosen auf eine variable Verdichtung des Benzin-Luftgemischs im Zylinder. Je größer der Druck vor dem Zünden ist, desto besser ist die Leistungsausbeute im Verhältnis zum Verbrauch. Allerdings lässt sich die so genannte Kompression nicht grenzenlos erhöhen, weil sich sonst vor allem unter Volllast das Benzin-Luft-Gemisch vorzeitig entzünden kann. Man spricht dann von Klopfen. Die Experten haben die Obergrenze für das Verdichtungsverhältnis bei 11:1 ausgemacht. Nur einzelne Motoren, wie die Sky-Linie von Mazda gehen mit 14:1 darüber hinaus.

Variabler Kolbenhub reguliert Verdichtung

Eine hohe Verdichtung ist für Höchstleistungen gut - im Teillastbereich dient sie in erster Linie der Sparsamkeit. Deshalb suchen die Ingenieure schon lange nach Lösungen, wie sie ohne Klopfrisiko angehoben werden kann. In der Theorie ist das längst durchgespielt und nachgewiesen. Nicht umsonst gibt es zahlreiche entsprechende Projekte bei vielen Fahrzeugherstellern. Doch der Durchbruch ist noch keinem gelungen. "Bislang zumindest", sagt Rabhi und zeigt mit einem gewinnenden Lächeln auf die Zahnräder in seinem Koffer: Mit ihnen kann er den Hub des Kolben und damit die Verdichtung regulieren.

Eindrucksvoller Schub des Vierzylinders

Dafür entkoppelt Rabhi Kolben und Kurbelwelle und zieht eine weitere mechanische Ebene ein: Auf dem Pleuel, der üblicherweise starren Verbindung zwischen Kolben und Kurbelwelle, sitzt jetzt ein neues Antriebsrad, das links und rechts einen Zahnkranz hat. Auf der einen Seite greift es in die Kolbenstange und bringt damit den Zylinder von einem Arbeitstakt in den nächsten. Doch auf der anderen Seite greifen die Zähne in die Steuerstange eines so genannten Nachlaufzylinders, den MCE-5 neu in den Motor einbaut.

Verdichtung im MCE-5: 6:1 bis 15:1 möglich

Er läuft nicht mit, sondern bildet nur eine Art Anker für das Antriebsrad. Wird dieser von Gasdruck und Schwungmasse betätigte Zylinder ein paar Millimeter nach oben oder unten verschoben, ändert sich der Ankerpunkt des Antriebsrades und mit ihm der Hebel auf das Pleuel: So fährt der Kolben im Zylinder weiter hinauf und erhöht damit die Verdichtung, oder umgekehrt - von 6:1 bis 15:1 sei alles möglich, erläutert der Erfinder.

Downsizing-Benziner mit Drehmoment eines V8

Obwohl der mit einem Turbo beatmete Testmotor der Franzosen nur 1,5 Liter Hubraum hat, kommt er auf 217 PS und erreicht mit maximal 420 Newtonmeter das Drehmoment eines V8-Motor. Trotzdem soll der Verbrauch in einer Mittelklasselimousine unter sechs Litern liegen, verspricht Rabhi: "Das sind gut 30 Prozent weniger als bislang üblich."

Niedrige Drehzahlen wie beim Diesel möglich

Die erste Testfahrt in einem umgerüsteten Peugeot 407 ist denn auch mehr als eindrucksvoll. Klar, es rumpelt und ruckelt noch ein wenig unter der Haube, weil vor allem der Elektronik noch der letzte Schliff fehlt. Doch als wäre der Benziner ein Diesel, rollt man mit ungewöhnlich niedrigen Drehzahlen über die Autobahn und spürt bei jedem kleinen Gasstoß einen vehementen Tritt ins Kreuz. So kräftig wirkte so ein kleiner Vierzylinder bislang selten.

Nachteil: Gewicht und Verschleiß erhöht

Natürlich hat das Konzept auch ein paar Nachteile: Man bringt mehr bewegte Teile in den Motor und erhöht das Risiko von Verschließ und Schäden. Der Motor baut etwas höher und wiegt gut zehn Prozent mehr, und vor allem kostet die zusätzliche Technik auch mehr Geld. Um rund 300 Euro werde der Preis des Motors steigen, räumt Rabhi ein. Doch das alles ficht den Erfinder nicht an. "Den Gewichtsnachteil kompensieren wir mit dem Verzicht auf zwei bis vier Zylinder", und auch der Aufpreis sei gering, wenn man die Kosten für eine Direkteinspritzung oder gar einen Hybridantrieb dagegen rechne.

Bislang hat kein Käufer unterschrieben

Zwar müssen Rabhi und seine Kollegen noch an ein paar Finessen feilen und das Produktionsverfahren optimieren. "Aber das sind alles nur noch Kleinigkeiten", sagt der Erfinder: "Unseretwegen könnten wir mit dem Motor 2015 in Serie gehen." Wenn bis dahin ein Autohersteller bei MCE-5 unterschrieben hat.

Seit 1997 wird am Motor von MCE-5 geforscht

Dass auch die lange Entwicklungszeit Schuld daran schuld sein könnte, dass man in den Entwicklungsabteilungen der potentiellen Kunden bislang eher skeptisch reagiert, will er nicht gelten lassen: Immerhin forscht MCE-5 bereits seit 1997 an der Technologie und musste die Serienreife immer wieder verschieben. "Damit gehören wir immer noch zur schnellen Truppe ", sagt Rabhi, der nicht nur technische Probleme lösen, sondern nebenbei auch noch ein Entwicklungsbudget von bislang 62 Millionen Euro einsammeln musste. Als Beleg für sein hohes Tempo verweist er auf die Einführung der Benzindirekteinspritzung: "Die ersten Autos hatten das schon in den Fünfziger Jahren, die erste moderne Anwendung kam von Mitsubishi Anfang der Neunziger und erst jetzt, nach 20 Jahren erobert die Technologie den Massenmarkt," sagt Rabhi: "In der Welt der Motorentechnik gehen die Uhren einfach langsamer. "

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