Potenzial unter der Haube
Ihr Ruf ist nicht der beste – dabei sind Verbrennungsmotoren in den vergangenen Jahren immer sparsamer und sauberer geworden. Weil Benziner und Diesel bis zur Serienreife des emissionsfreien und verbrauchseffizienteren Brennstoffzellenmotors die wichtigsten automobilen Antriebe bleiben werden, muss ihr Kraftstoffverbrauch weiter sinken. Im Konzern wird viel dafür getan.
49°N/9°E Der dunkelgrüne Mercedes CLS rauscht durch die Steilkurve. Peter Lückert aber doziert am Steuer so ruhig über Motorentechnik und Benzinverbrauch, als würde er den Wagen über eine Landstraße im Schwäbischen lenken. Tatsächlich geht die Fahrt über die Teststrecke im Mercedes-Benz Werk Untertürkheim, auf der sonst Prototypen mit längst nicht spruch- und marktreifen Technologien an Bord ihre Runden drehen. Dazu gehört das Modell, das Peter Lückert jetzt am Ende einer langen Geraden zum Halten gebracht hat, allerdings nicht. Der CLS 350 CGI ist bereits seit Sommer 2006 im Handel, darf aber heute noch einmal zu Demonstrationszwecken zurück auf die Teststrecke. Denn unter seiner Haube sitzt ein Motor, der für den Konzern als Meilenstein in Sachen Kraftstoffersparnis gilt – und den Peter Lückert als Leiter Entwicklung Pkw Ottomotoren maßgeblich mit aus der Taufe gehoben hat. | ||||||
Kraftstoff spart.“ Peter Lückert, Leiter Entwicklung Pkw Ottomotoren
Das Kürzel CGI steht für eine Technik, die man im Konzern als „nachhaltiges Motorenmanagement“ bezeichnet. Die „Stratified Charged Gasoline Injection“, so der vollständige Name, ist eine strahlgeführte Direkteinspritzung von Kraftstoff in den Kolben, in dem das Benzin in einem hochsensiblen Prozess zur Entzündung gebracht wird. Ein neu entwickelter Piezo-Injektor platziert den Kraftstoff in präzisen Dosierungen und auf den Bruchteil einer Sekunde genau in die unmittelbare Nähe der Zündkerze, wo er dann ohne nennenswerten Energieverlust verbrennt. Der 3,5 Liter große Sechszylinder verbraucht so zehn Prozent weniger Treibstoff als sein Vorgänger, bei dem das Einspritzventil außerhalb des
Brennraums im Saugrohr gelagert ist. Dennoch bringt der Motor jetzt sogar 20 PS mehr Leistung bei einem Drehmoment von 365 Nm, was ihn „im Antritt spürbar agiler“ macht, wie Testpilot Lückert bemerkt. Doch das Plus an Power sei eher ein schöner Nebeneffekt. „Entscheidend ist heute vor allem, was ein neuer Motor an Kraftstoff spart“, so Lückert. Die Direkteinspritzung als ein effizienteres Verbrennungsverfahren gilt deshalb für große Autohersteller wie Mercedes-Benz als Technik der unmittelbaren Zukunft. Obwohl in vielen Richtungen nach alternativen Antrieben gesucht wird und viel Geld in die Forschung rund um umweltschonende Gas-, Wasserstoff- und Elektromotoren oder neue Biokraftstoffe investiert wird, sind die meisten Techniken heute noch weit von einer Serienreife entfernt. Der Konzern zum Beispiel hat bislang rund 1,5 Milliarden Euro in die Brennstoffzellentechnologie investiert und mit mehr als 100 Brennstoffzellenfahrzeugen die weltweit größte Testflotte im Einsatz. Prototypen wie die Mercedes-Benz A-Klasse F-Cell und der F 600 gelten als Technologievorreiter. Wasserstoff gilt für die meisten Autohersteller als ultimativer Kraftstoff der Zukunft.
Doch der Brennstoffzellenantrieb ist heute auch wegen seiner hohen Produktionskosten und einer fehlenden Wasserstoff-Infrastruktur noch keine serientaugliche Lösung – außerdem kann Wasserstoff noch nicht in genügender Menge regenerativ gewonnen werden. Die Hybridtechnik ist eine weitere Möglichkeit, Verbrennungsmotoren effizienter zu nutzen. Bislang allerdings kommt die Zwitterlösung aus Elektro- und Verbrennungsmotor nur im Stadtverkehr als wirkliche Alternative infrage, auf längeren Fahrten zeigt sie noch keine entscheidenden Verbrauchsvorteile. Die technologische Herausforderung ist daher, auch im Überlandverkehr zusätzliches Verbrauchspotenzial zu erschließen. Der Konzern setzt die Hybridtechnik bislang dort ein, wo sie am effektivsten ist: bei Bussen im Stadtverkehr. Im Pkw-Bereich arbeitet man an einem Baukasten mit flexibel einsetzbaren Hybridmodulen. Für die Zukunft gilt: Es sollen keine neuen Fahrzeuge entwickelt werden, die nicht auch eine Hybridoption erlauben. | ||||||||
Konventionelle Antriebe müssen sparsamer werden
Bis auf Weiteres also sind Verbrennungsmotoren nicht aus dem automobilen Alltag wegzudenken. Eine McKinsey-Studie mit dem Titel „Drive“ besagt, dass auch im Jahr 2020 Benzin- und Dieselaggregate die bestimmenden Antriebe sein werden. Bis zu 30 Prozent Einsparpotenzial sollen bei künftigen Ottomotoren möglich sein, bei Dieselmotoren sind es 20 Prozent. Und das ist auch dringend nötig. Laut Greenpeace stoßen derzeit weltweit 900 Millionen Fahrzeuge jedes Jahr rund vier Milliarden Tonnen CO2 aus, pro Liter Benzin werden 2,3 Kilogramm CO2 freigesetzt, eine enorme Belastung für die Umwelt. Da künftig immer mehr Autos unterwegs sind, im Jahr 2030 werden es mehr als zwei Milliarden sein, müssen die Antriebe deutlich sparsamer werden. Um eine Marke zu setzen, hatten sich die europäischen Automobilhersteller verpflichtet, die CO2-Emissionen ihrer Fahrzeuge von 1995 bis 2008 um rund 25 Prozent auf einen Durchschnittswert von 140 Gramm CO2 pro Kilometer zu senken. Um diesen Wert zu erreichen, hatten die Automobilhersteller aufgrund ihrer unterschiedlichen Produktportfolios auch verschiedene Zielwerte. Der Konzern konnte die CO2-Emissionen seiner europäischen Mercedes-Fahrzeugflotte seit 1995 immerhin um 20 Prozent senken, den Verbrauch in Deutschland seit 1990 um 30 Prozent.
Der Durchschnittsverbrauch von Mercedes-Benz liegt heute rund drei Liter unter dem von 1990. Verbrannten im Motor einer S-Klasse damals 14,5 Liter Kraftstoff auf 100 Kilometer, liegt der Verbrauch eines leistungsmäßig vergleichbaren S 320 CDI heute bei 8,5 l/100 km. Das ist einerseits eine Reduktion um fast 45 Prozent, andererseits natürlich auch deutlich mehr als ein Kleinwagen wie der smart, der mit drei Liter Sprit über die Runden kommt. Verbrauchsreduktion ist daher für Premiumfahrzeuge und insbesondere für die geländegängigen Sport Utility Vehicles eine besondere Herausforderung, der sich ein Automobilunternehmen wie Daimler stellen muss. | ||||||||
Zukunftsmusik: Der Diesel wird zum Vorbild für Ottomotoren Jetzt wird der Diesel zum Vorbild für den Ottomotor – denn Diesel konsumieren rund ein Viertel weniger Treibstoff. Bei Daimler entwickelt man deshalb ein Antriebskonzept mit dem Arbeitstitel „DiesOtto“- Motor: ein Benzinaggregat, das gute Leistung bei geringen Emissionen und einem deutlich niedrigeren Verbrauch bringen soll. Die Zukunft des Ottomotors liegt im Werk Untertürkheim im Gebäude 143. | ||||||||
ETAPPEN DER EMISSIONS- UND VERBRAUCHSREDUKTION
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2007 |
Die vierte Generation der C-Klasse ist das weltweit einzige Auto seines Marktsegments mit Umweltzertifikat des TÜV |
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Kooperation mit GM und BMW für die Serienentwicklung eines neuen Hybridmoduls für Premiumfahrzeuge | |
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2006 |
Einführung des E 320 BLUETEC in den USA Einführung der zweiten Generation der strahlgeführten Direkteinspritzung im 3,5 l V6 CGI |
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2005 |
Im Hybrid-Entwicklungszentrum Troy beginnen Projektteams des Konzerns, General Motors und BMW mit ihrer Arbeit an unterschiedlichen Hybridsystemen wie dem Two-Mode-Hybrid |
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Vorstellung des Brennstoffzellen-Pkw „F-600“ auf der Tokio Motor Show | |
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Die neu eingeführte Mercedes-Benz S-Klasse ist das weltweit erste Auto mit Umweltzertifikat | |
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Dieseloffensive mit neuer Generation des Drei-Liter-Sechszylinders | |
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Weltweit erster Anbieter von Dieselfahrzeugen mit Euro 4 und geregeltem Partikelfilter | |
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Präsentation von SunDiesel, des weltweit ersten aus Biomasse synthetisch hergestellten Dieselkraftstoffs | |
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2003 |
Vorstellung der Hybridstudie „F 500 Mind“, die einen Elektromotor mit einem Achtzylinderdiesel vereint |
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1997 |
Erstes Serienfahrzeug mit Common-Rail-Technik (CDI), die Sprit spart und mehr Leistung bringt |
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1995 |
Markteinführung der ersten Generation der Direkteinspritzung im E 290 Turbodiesel |
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1994 |
Präsentation von NECAR 1, dem ersten Auto mit Brennstoffzellenantrieb |
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1993 |
Erfolgreiche Tests mit einem Parallel-Hybridantrieb in einer C-Klasse |
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1986 |
Geregelter Katalysator serienmäßig für alle Pkw von Mercedes-Benz |
Start-Stopp-Technik soll Kraftstoffverbrauch weiter senken
Nicht nur mit dem Motor lässt sich Sprit sparen. Auch in der Aerodynamik und beim Energiemanagement, etwa bei der Klimatisierung, „liegen weitere Potenziale“, sagt Thomas Hellmuth, Leiter Gesamtfahrzeug-Vorentwicklung und Technologiestrategie der Mercedes Car Group. Laut ADAC verbraucht zum Beispiel allein die Klimaanlage bis zu 0,7 Liter Sprit auf 100 Kilometer. Und so lassen sich nach Einschätzung von Thomas Hellmuth auch mit Verbesserungen in der Steuerung von Energieflüssen im Antriebsstrang und im Bordnetz, bei der Aerodynamik und bei Nebenaggregaten, zum Beispiel der Motorölpumpe, zusammen bis zu einem halben Liter Kraftstoff pro 100 Kilometer einsparen. Beginnend mit dem smart sollen ab Ende 2007 verschiedene Fahrzeuge der Mercedes Car Group mit der Start-Stopp-Technik ausgerüstet werden, die den Motor beim Warten an einer Ampel ausschaltet und beim Loslassen der Bremse automatisch wieder startet. Das soll den Kraftstoffverbrauch weiter senken. „Es gibt viele Details, die sich optimieren lassen und die zusammen gerechnet einen beachtlichen Beitrag zu einem geringeren Treibstoffverbrauch leisten können“, so Hellmuth. Am meisten aber ist über neue Motorentechnologien zu gewinnen. So spart die neue Generation von Sechszylindermotoren von Mercedes-Benz bis zu einem Liter Benzin auf 100 Kilometer, wobei das aber nicht unbedingt bei jedem Tempo in der Steilkurve gilt. Deshalb hat Ottomotoren-Entwickler Peter Lückert den dunkelgrünen Mercedes CLS mit dem CGI-Motor nach einer Demonstrationsrunde auf der Teststrecke auch wieder in die Tiefgarage bei seinem Büro gesteuert. Er schaltet den Motor aus, das neueste Modell eines mehr als 100 Jahre alten Antriebkonzepts, dem erst einmal die unmittelbare Zukunft gehören wird. Das Herzstück der weltweiten Mobilität muss in den Forschungsabteilungen der Automobilhersteller immer weiter auf Effizienz getrimmt werden, bis irgendwann eine alternative Technik im automobilen Alltag Einzug hält, die den Verbrennungsmotor dann letztlich zu einem Anachronismus machen wird.
Nicht nur mit dem Motor lässt sich Sprit sparen. Auch in der Aerodynamik und beim Energiemanagement, etwa bei der Klimatisierung, „liegen weitere Potenziale“, sagt Thomas Hellmuth, Leiter Gesamtfahrzeug-Vorentwicklung und Technologiestrategie der Mercedes Car Group. Laut ADAC verbraucht zum Beispiel allein die Klimaanlage bis zu 0,7 Liter Sprit auf 100 Kilometer. Und so lassen sich nach Einschätzung von Thomas Hellmuth auch mit Verbesserungen in der Steuerung von Energieflüssen im Antriebsstrang und im Bordnetz, bei der Aerodynamik und bei Nebenaggregaten, zum Beispiel der Motorölpumpe, zusammen bis zu einem halben Liter Kraftstoff pro 100 Kilometer einsparen. Beginnend mit dem smart sollen ab Ende 2007 verschiedene Fahrzeuge der Mercedes Car Group mit der Start-Stopp-Technik ausgerüstet werden, die den Motor beim Warten an einer Ampel ausschaltet und beim Loslassen der Bremse automatisch wieder startet. Das soll den Kraftstoffverbrauch weiter senken. „Es gibt viele Details, die sich optimieren lassen und die zusammen gerechnet einen beachtlichen Beitrag zu einem geringeren Treibstoffverbrauch leisten können“, so Hellmuth. Am meisten aber ist über neue Motorentechnologien zu gewinnen. So spart die neue Generation von Sechszylindermotoren von Mercedes-Benz bis zu einem Liter Benzin auf 100 Kilometer, wobei das aber nicht unbedingt bei jedem Tempo in der Steilkurve gilt. Deshalb hat Ottomotoren-Entwickler Peter Lückert den dunkelgrünen Mercedes CLS mit dem CGI-Motor nach einer Demonstrationsrunde auf der Teststrecke auch wieder in die Tiefgarage bei seinem Büro gesteuert. Er schaltet den Motor aus, das neueste Modell eines mehr als 100 Jahre alten Antriebkonzepts, dem erst einmal die unmittelbare Zukunft gehören wird. Das Herzstück der weltweiten Mobilität muss in den Forschungsabteilungen der Automobilhersteller immer weiter auf Effizienz getrimmt werden, bis irgendwann eine alternative Technik im automobilen Alltag Einzug hält, die den Verbrennungsmotor dann letztlich zu einem Anachronismus machen wird.
Hinweis
Die Informationen in der Rubrik "Nachhaltigkeit" beziehen sich überwiegend auf das Berichtsjahr 2006. Sie bilden daher nicht in jedem Fall die aktuelle Situa- tion im Unternehmen ab.
