HCCI-Motoren sollen die Zukunft sein

Während die ganze Welt allmählich auf Elektromotoren umsteigt, erscheint am Horizont eine andere Art des Verbrennungsmotors. Ein Motor, der die beste Seite des Dieselmotors und des Ottomotors kombinieren und im Endeffekt weniger schädlich sein und weniger verbrauchen soll, als herkömmliche Verbrennungs-Motoren. HCCI-Motoren heißen diese, sich noch in der Forschung befindlichen, Treibstoff-Schlucker. Aber was steckt hinter der Technik? Und wie realistisch ist es, dass wir in Zukunft auf diese Motoren umsteigen?

Bisherige Motoren

Vorweg vielleicht noch einmal eine schnelle Erklärung, wie herkömmliche Dieselmotoren und Ottomotoren überhaupt funktionieren.

Dieselmotoren sind sich selbst entzündende Motoren. Durch die Ventile im Motor wird Luft in den Zwischenraum zwischen Kolben und Ventil gelassen. Sobald sich der Kolben nach oben bewegt, presst er die Luft stark zusammen. Die Luft erhitzt sich daraufhin, auf bis zu 700 Grad. Dann wird der Dieselkraftstoff in den Zwischenraum gelassen und er entflammt sich, aufgrund der hohen Lufttemperatur, selbst. Die dabei entstandene Energie drückt den Kolben wieder nach unten und treibt somit den Motor an. Es bleiben allerdings bei der Verbrennung einige Rückstände, in Form von Abgasen, übrig. Diese müssen abgesaugt und aus dem Auto gelassen werden, bevor der Prozess von vorne losgehen kann. Diesel verträgt sich nicht gut mit Luft, was auch der Grund ist, warum die Luft vorher in einem gesonderten Schritt bereits erhitzt werden muss, damit der Kraftstoff überhaupt explodiert.

Ottomotoren funktionieren im Kern ähnlich. Allerdings wird hier die Luft nicht separat zusammengepresst. Sondern es gelangt gleich ein Gemisch aus Benzin und Luft in den Zwischenraum. Der Kolben presst dieses Gemisch zusammen und durch den Funken einer Zündkerze, die sich ebenfalls am Zwischenraum befindet, wird das Gemisch kontrolliert zum Explodieren gebracht. Wieder wird der Kolben nach unten gepresst und die daraus resultierende Energie treibt das Auto an. Auch hier entstehen Rückstände, die abgepumpt werden müssen. Allerdings gibt es bei dieser Art der Verbrennung weniger schädliche Abgase, als beim Dieselmotor.

Der neue Ansatz der HCCI-Motoren

Und was sind diese HCCI-Motoren nun konkret? Quasi eine Mischung aus Dieselmotor und Ottomotor. HCCI steht für „Homogenous Charge Compression Ignition“ und bezeichnet eine Technik, bei der, wie beim Dieselmotor, das Gemisch sich selbst entzündet, und trotzdem, wie beim Ottomotor, als Luft-Kraftstoff-Gemisch auftritt. Der Traum aller Forscher, die im Moment an diesem Projekt arbeiten, ist es letztendlich ein Treibstoff-Gemisch aus Luft, Benzin, geringen Mengen Diesel und Ethanol zu erschaffen, das einen ähnlichen Wirkungsgrad hat, wie ein herkömmlicher Motor.

Warum Ethanol? Weil das nicht nur entzündbar, und damit ein Energielieferant ist. Sondern weil es zusätzlich fast überall in der Natur zu finden ist. Ethanol lässt sich aus pflanzlichen Rohstoffen wie Zuckerrohr gewinnen und ist somit zumindest in der Produktion CO2-neutral. Außerdem würde ein Motor, der hauptsächlich mit Ethanol läuft, effizienter sein, als ein Motor der durch Benzin betrieben wird.

Wenn man dieses Gemisch und seinen Wirkungsgrad perfektionieren würde, könnte man zudem die Filteranlagen im Auto, die die Schadstoffe der Verbrennung zurückhalten sollen, gänzlich entfernen. Eine Freude für alle Auto-Designer und eine große finanzielle Entlastung für Auto-Hersteller.

Chemie macht Probleme

Wenn es aber eben nur so einfach wäre, dass man nur ein paar Grundstoffe mischen müsste, damit man einen neuen Super-Kraftstoff herstellen kann. Leider machen die Gesetze der Chemie den Forschern noch öfter einen Strich durch die Rechnung. Denn allein beim Dieselkraftstoff ist das Problem, dass sich dieser nicht so leicht mit anderen Stoffen mischt und gleichzeitig auch leicht entzündbar ist. Wird der Motor nicht voll ausgelastet, ist das nicht mal ein so großes Problem, bei höheren Drehzahlen. Jedoch kann es passieren, dass die Explosionen im Motor zu unkontrolliert sind und den Motor beschädigen.

Und beim Benzin sieht es nicht besser aus. Das lässt sich im Vergleich zum Diesel eben nur schwer selbst entzünden und bräuchte einen gewissen Diesel-Anteil im Gemisch, damit die Explosion überhaupt stattfindet.

Motoren, die im Moment ein solches Verfahren anwenden, gibt es zwar schon. Sie sind aber noch nicht ausgereift. Oftmals müssen sie bei höheren Drehzahlen auf den Betrieb mit Diesel oder Benzin umsteigen. Der perfekte HCCI-Motor bleibt also zunächst ein Traum, auf den wir noch etwas werden warten müssen. Wenn es dann aber soweit ist, könnte der HCCI-Motor eine geeignet Übergangs-Lösung darstellen, bis Elektro-Autos stärker vertreten und ihre kleinen Macken, wie geringe Reichweite und die umweltschädlichen Batterien, ausgemerzt sind.


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