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HCCI-Autos

25 August, 2007

Ein HCCI-Motor bietet bis zu 80 Prozent der Kraftstoffeffizienz eines Dieselmotors, jedoch ohne die Notwendigkeit der teuren Stickoxid-Nachbehandlung.


GM bringt neue Verbrennungsmotoren-Technologie vom Labor auf die Stra?e. General Motors bringt erstmals Autos auf die Stra?e, die mit einer innovativen Verbrennungstechnologie ausger?stet sind. Der Verbrennungsprozess hei?t ?homogene Kompressionsz?ndung?, kurz HCCI (Homogeneous Charge Compression Ignition). GM f?hrt das Konzept 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 erf?llen bereits heute zuk?nftige Abgasnormen.

Ein HCCI-Motor bietet bis zu 80 Prozent der Kraftstoffeffizienz eines Dieselmotors, jedoch ohne die Notwendigkeit der teuren Stickoxid-Nachbehandlung. In erster Linie r?hrt diese Effizienzsteigerung daher, dass das Benzin bei niedrigerer Temperatur verbrannt wird und so weniger Energie in Form von W?rme verloren geht. Entsprechend dem Kraftstoffverbrauch sinken die Kohlendioxid-Emissionen.

Die beiden HCCI-Prototypen basieren auf Serienmodellen mit modifizierten 2.2 Ecotec Vierzylinder-Aluminium-Triebwerk. Sie fahren sich wie ihre konventionellen Schwestermodelle, bieten aber den 15-prozentigen Verbrauchsvorteil gegen?ber vergleichbaren Motoren mit Saugrohreinspritzung. Die beiden Autos z?hlen zu den ersten ?erfahrbaren? HCCI-Technologietr?gern au?erhalb des Labors.

Der HCCI-Motor z?ndet ein Luft-Kraftstoff-Gemisch, das im Zylinder verdichtet wird. Im Gegensatz zu herk?mmlichen Otto- oder Dieselmotoren bewirkt HCCI eine flammenlose Verbrennung bei relativ niedriger Temperatur, wobei der gesamte Kraftstoff in der Kammer exakt gleichzeitig verbrannt wird. Dadurch wird eine ?hnliche Leistung wie bei konventionellen Benzinmotoren erreicht, daf?r aber weniger Kraftstoff verbraucht.

F?r den Ablauf des HCCI-Prozesses ist Hitze notwendig. Um diese nach einem Kaltstart rasch in den Zylindern zu erzeugen und den Katalysator schnell zu erw?rmen, wird der Motor zun?chst mit traditionellem Z?ndmechanismus betrieben. Im HCCI-Modus ist das Luft-Kraftstoff-Gemisch vergleichsweise mager, das hei?t der Luftanteil ist besonders hoch. Dadurch bietet die Technologie ann?hernd die Effizienz eines Diesels, die bis zu 25 Prozent gr??er als bei einem herk?mmlichen Benziner sein kann.

Im Verbund mit HCCI k?nnen moderne Motortechnologien zum Einsatz kommen, von denen einige bereits in Produktion sind, und das neue Verfahren kann in vorhandene Motorarchitekturen integriert werden. Das Verdichtungsverh?ltnis ?hnelt einem normalen Benzin-Direkteinspritzer, so dass der Betrieb mit handels?blichen Ottokraftstoffen sowie E85-Ethanol m?glich ist.

Der fahrbare Prototyp auf Vectra-Basis mit manueller Schaltung sowie sein amerikanisches Gegenst?ck Aura mit Automatik zeigen die Anwendung der HCCI-Technologie in Serienautos. Ein 2,2-Liter-Ecotec-Motor sorgt in beiden Fahrzeugen f?r Vortrieb. Er verf?gt ?ber zentrale Direkteinspritzung, variablen Ventiltrieb und zwei elektrisch verstellbare Nockenwellen.

Ein ausgekl?gelter Kontrollmechanismus steuert den HCCI-Verbrennungsprozess wie auch den ?bergang zwischen HCCI und konventioneller Verbrennung mit Funkenz?ndung. Bei den Prototypen ist der Wechsel noch zu sp?ren, in k?nftigen Serienfahrzeugen wird er nicht mehr wahrnehmbar sein ? vergleichbar mit der Zylinderabschaltung des Active Fuel Management Systems von GM.

Momentan erreichen die Prototypen im HCCI-Betrieb eine Geschwindigkeit bis zu 96 km/h, bei schnellerer Fahrt wechseln sie in den konventionellen Modus. Der HCCI-Betriebsbereich soll durch Verbesserungen an Kontrollsystem und Motorkomponenten sukzessive erweitert werden.

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