Zündende Idee

Spartanischer könnte die Umhüllung eines Triebwerks nicht sein, das womöglich eine Revolution bedeutet. Nichts weniger als den Umsturz für den Motorenbau, wie man ihn kennt. Glaubt man Mazda, ist das Ende nahe. Das Ende der Grenze zwischen Benziner und Diesel.

Streng genommen funktioniert, was unserer Autos treibt, noch immer nach dem Prinzip der 1778 von James Watt erdachten Dampfmaschine. Heißes Gas dehnt sich aus, bewegt einen Kolben und versetzt über eine Pleuelstange eine gekröpfte Welle in Drehung. Wieder und wieder. Heute sehr viel schneller als damals, mit deutlich besserem Wirkungsgrad und weitgehend ohne störende Vibrationen – aber ansonsten genauso wie vor 240 Jahren. Aus einer linearen Bewegung wird eine rotierende.

Später kam das Viertakt-Prinzip mit Ansaugen, Verdichten, Verbrennen und Ausstoßen. Auch die Frage, wann was in den Brennraum gelangt und wie es dort explodiert, treibt Ingenieure bis heute um. Weil an der Flammenfront nicht nur der Kampf der Elemente tobt, sondern obendrein der von Wirkungsgrad gegen Schadstoffausstoß, von niedrigem Verbrauch gegen Ansprechverhalten.

Immer aber blieb der Unterschied, dass der eine Motor ein Kraftstoff-Luft-Gemisch per Funke zündet, während der andere Luft komprimiert, bis sie so heiß wird, dass eingespritzter Sprit in Flammen aufgeht. Und nicht wirklich klappte es, die Vorteile des Benziners beim Schadstoff-Ausstoß mit der Sparsamkeit des Diesels zu kombinieren.

Bis jetzt. Denn nun kommt Mazda mit einer revolutionären Idee: Spark Controlled Compression Ignition (SPCCI). Der erste Serien-Motor, bei dem Zündung durch Kerze und Druck nahtlos ineinander übergehen. Sein Name: Skyactiv-X.

Der erste Trick: Mazda erhöht die Verdichtung auf gewaltige 16:1. Da ist an der Grenze dessen, wo sich eingespritztes Benzin selbst entzündet. Druck-Sensoren in jedem Brennraum sorgen dafür, dass genau das nicht passiert. Nichts wäre fataler, als wenn der nach oben gehende Kolben einen Schlag in Gegenrichtung abbekäme.

Der zweite Trick: Anstelle des eigentlich idealen Brenn-Verhältnisses von Luft zu Benzin von 14,7:1 arbeitet der Motor magerer. Ein Kompressor sorgt dafür, dass mehr Luft im Brennraum ist als eigentlich nötig. Die notwendige – aber eben auch störende Drosselklappe – kann deshalb fast immer offen bleiben, und zudem findet später jedes Sprit-Molekül sofort freie Luft-Moleküle. Nachteil: Das Gemisch ist nicht so zündwillig.

Der dritte Trick: Benzin für das magere Gemisch wird bereits beim Ansaug-Takt eingespritzt, während der Verdichtung folgt über Hochdruck-Düsen eine zweite Sprit-Portion, die für fettere Verhältnisse im Bereich der Zündkerze sorgt. Der nun folgende Funke sorgt für einen spontanen Anstieg von Druck und Temperatur, so dass sich das magere Gemisch im restlichen Brennraum schlagartig entzündet.

Mazda veranschaulicht das mit dem Bild vom prallen Luftballon. Man kann die Luft langsam aus der Öffnung lassen – oder per Nadel mit einem Knall. Vorteil von Version zwei: Die Explosion kann gezielt in dem Moment erfolgen, zu dem sie über die Kurbelwelle den besten Effekt erzielt. Bis zu 30 Prozent mehr Drehmoment haben sie für den neuartigen Motor errechnet, vor allem aber einen um 20 bis 30 Prozent geringeren Verbrauch.

Was am meisten verblüfft: Das Ding fährt. Und zwar ohne Probleme. Womöglich einen Hauch weniger spritzig als der aktuelle Motor, aber dennoch beeindruckend dynamisch. Eine Anzeige im Cockpit verrät, wann man mit Mazdas Kompressionszündung unterwegs ist. Die Überraschung: im Grunde fast immer. Nur bei harter Beschleunigung geht’s nicht ohne dauerhaften Kerzen-Betrieb.

Noch ist der Motor im Versuchsstadium. Nur sechs Prototypen weltweit fahren ihn. Zusammen kommen sie auf rund 60 000 Test-Kilometer. Nicht mal mehr ein Jahr, dann sollen aus den zwei Litern Hubraum serienreife 190 PS kommen. Wie 150 fühlt es sich jetzt schon an.

Womöglich steckt im guten alten Verbrenner doch mehr, als Verfechter des Elektro-Antriebs glauben.