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IAA 2007: GM bringt neue Verbrennungsmotoren-Technologie

04.09.2007 Pontiac/Michigan (UD) - Der innovative Verbrennungsprozess hört auf den Namen „homogene Kompressions­zündung“, kurz HCCI (Homogeneous Charge Compression Ignition). GM führt das Konzept nun mit zwei fahrbaren Studien vor, einem Opel Vectra und dem davon abgeleiteten Saturn Aura. In Kombination mit anderen modernen Technologien sparen die HCCI-Autos bis zu 15 Prozent Kraftstoff und erfüllen bereits heute zukünftige Abgasnormen.
 
„Schon auf dem College habe ich mit Kommilitonen über diese Technologie diskutiert“, erinnert sich Tom Stephens, Group Vice President GM Powertrain and Quality. „Damals war es nur ein Traum, doch heute können wir ihn wahr werden lassen – dank mathe­matischer Vorhersagemodelle und anderer Werkzeuge. HCCI kann im Verbund mit anderen modernen Verfahren der Ottomotoren-Entwicklung und entsprechenden Kontrollmechanismen unseren Kunden signifikant Benzinkosten sparen.“
 
Als Gesamtkonzept betrachtet, bietet ein HCCI-Motor bis zu 80 Prozent der Kraftstoff­effizienz eines Dieselmotors, jedoch ohne die Notwendigkeit der teuren Stickoxid-Nach­behandlung. In erster Linie rührt diese Effizienzsteigerung daher, dass das Benzin bei niedrigerer Temperatur verbrannt wird und so weniger Energie in Form von Wärme verloren geht. Entsprechend dem Kraftstoffverbrauch sinken die Kohlendioxid-Emissionen.
 
Die beiden HCCI-Prototypen Opel Vectra und Saturn Aura basieren auf Serienmodellen mit modifiziertem 2.2 ECOTEC Vierzylinder-Aluminium-Triebwerk. Sie fahren sich genauso wie ihre konventionellen Schwestermodelle, bieten aber den 15-prozentigen Verbrauchsvorteil gegenüber vergleichbaren Motoren mit Saugrohreinspritzung. Die beiden Autos zählen zu den ersten „erfahrbaren“ HCCI-Technologieträgern außerhalb des Labors..
„Mit den Fortschritten unseres Entwicklerteams bin ich sehr zufrieden“, so Stephens. „Dies ist ein weiterer Baustein der GM-Umweltstrategie, die mit innovativen Antriebs­techniken und einem veränderten Energiemix die Abhängigkeit vom Erdöl reduzieren will. HCCI, Zylinderabschaltung, variable Ventilsteuerung, Direkteinspritzung und Hybridantrieb sind Technologien, die den Verbrennungsmotor immer weiter verbessern und sparsamer machen. In den nächsten fünf bis sechs Jahren werden wir weiter an HCCI forschen und festlegen, welchen Platz es in unserem Portfolio von Spritspar­techniken der Zukunft einnehmen kann.“
 
Wie HCCI funktioniert
 
Der HCCI-Motor zündet ein Luft-Kraftstoff-Gemisch, das im Zylinder verdichtet wird. Im Gegensatz zu herkömmlichen Otto- oder Dieselmotoren bewirkt HCCI eine flammenlose Verbrennung bei relativ niedriger Temperatur; dabei wird der gesamte Kraftstoff in der Kammer exakt gleichzeitig verbrannt. Auf diese Weise wird eine ähnliche Leistung wie bei konventionellen Benzinmotoren erreicht, dafür aber weniger Kraftstoff verbraucht.
 
Für den Ablauf des HCCI-Prozesses ist Hitze notwendig. Um diese nach einem Kaltstart rasch in den Zylindern zu erzeugen und den Katalysator schnell zu erwärmen, wird der Motor zunächst mit traditionellem Zündmechanismus betrieben. Im HCCI-Modus ist das Luft-Kraftstoff-Gemisch vergleichsweise mager, das heißt der Luftanteil ist besonders hoch. Dadurch bietet die HCCI-Technologie annähernd die Effizienz eines Diesels, die bis zu 25 Prozent größer als bei einem herkömmlichen Benziner sein kann; zugleich ist aber nur eine konventionelle Abgasnachbehandlung nötig. Dieselmotoren benötigen eine aufwändigere und teurere Nachbehandlung zur Schadstoff-Reduzierung.
 
Im Verbund mit HCCI können andere moderne Motortechnologien zum Einsatz kommen, von denen einige bereits in Produktion sind, und das neue Verfahren kann in vorhandene Motorarchitekturen integriert werden. Das Verdichtungsverhältnis ähnelt einem normalen Benzin-Direkteinspritzer, so dass der Betrieb mit handelsüblichen Otto­kraftstoffen sowie E85-Ethanol möglich ist.

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