Subaru strebt 50 Prozent Wirkungsgrad für Boxermotor an – ein Verkauf in Deutschland ist ungewiss
Subaru entwickelt eine neue Generation von Vierzylinder-Boxermotoren, die einen thermischen Wirkungsgrad von 50 Prozent erreichen soll. Das wäre ein erheblicher Fortschritt gegenüber heutigen Ottomotoren, deren effizienteste Serienvertreter über 40 Prozent erreichen. Der japanische Hersteller erprobt ein neues Brennverfahren, einen Turbolader mit variabler Turbinengeometrie und eine Vorkammerzündung. Paradoxerweise könnte der neue Motor in Europa nie auf den Markt kommen.
Subaru setzt beim Streben nach mehr Effizienz auf den Verbrennungsprozess
Wie die japanische Publikation Motor-Fan über eine Präsentation von Subarus Entwicklungsarbeit berichtet, wollen die Ingenieure den niedrigen Schwerpunkt des Boxermotors beibehalten und zugleich seinen thermischen Wirkungsgrad deutlich steigern.
Der Boxermotor zeichnet sich durch seine niedrige, breite Bauweise aus: Seine Kolben bewegen sich in entgegengesetzte Richtungen. Das trägt zu einem niedrigen Fahrzeugschwerpunkt bei, erschwert aber einen langen Kolbenhub.
Ein längerer Hub ermöglicht häufig Verbesserungen bei der Geometrie des Brennraums und beim Wirkungsgrad. Subaru muss daher nach anderen Lösungen suchen.
Der neue Versuchsmotor hat geradere und engere Einlasskanäle als bisher, um die Strömungsgeschwindigkeit zu erhöhen und die Durchmischung von Kraftstoff und Luft zu verbessern.
Die Ingenieure nutzen außerdem dreidimensionale Verbrennungssimulationen, um die Ausbreitung der Flammenfront zu verfolgen, das Klopfrisiko zu beurteilen und den Zündzeitpunkt zu optimieren.
Erste Tests deuten darauf hin, dass der Betriebsbereich mit hohem Wirkungsgrad beim aufgeladenen Motor etwa doppelt so groß ist wie beim aktuellen Saugmotor, der als Referenz dient.
Variable Turbinengeometrie und Vorkammer
Subaru prüft mehrere Technologien, um einen Wirkungsgrad von 50 Prozent zu erreichen.
Eine davon ist ein Turbolader mit variabler Turbinengeometrie, der den Abgasstrom zur Turbine an die Betriebsbedingungen des Motors anpassen kann. Das könnte das Ansprechverhalten bei niedrigen Drehzahlen verbessern und über einen größeren Lastbereich einen höheren Wirkungsgrad ermöglichen.
Auch eine elektrische Unterstützung der Aufladung wird entwickelt, um das Turboloch zu verringern.
Ein weiterer Ansatz ist der Miller-Zyklus. Dabei wird der Schließzeitpunkt der Einlassventile so angepasst, dass ein günstigeres Verhältnis zwischen dem effektiven Verdichtungshub und dem Expansionshub entsteht.
Das größte Potenzial sieht Subaru jedoch in einem Vorkammer-Brennsystem. Dabei wird das Kraftstoff-Luft-Gemisch zunächst in einer kleinen Kammer gezündet. Von dort aus entzünden Strahlen brennenden Gases das Gemisch im Hauptbrennraum an mehreren Stellen.
Dieser Ansatz könnte die Verbrennung beschleunigen und den Einsatz eines magereren Kraftstoff-Luft-Gemischs ermöglichen.
Subaru räumt ein, dass die Kombination dieser Technologien das angestrebte Ergebnis noch nicht garantiert. Die 50 Prozent sind ein Entwicklungsziel, kein bereits erreichter Wirkungsgrad.
Toyota und Mazda verfolgen dasselbe Ziel
Subarus Entwicklungsarbeit ist Teil einer Initiative, die das Unternehmen 2024 gemeinsam mit Toyota und Mazda angekündigt hat. Die japanischen Hersteller beschlossen dabei, effizientere Verbrennungsmotoren weiterzuentwickeln.
Jedes Unternehmen wählte dafür allerdings einen anderen technischen Ansatz.
Toyota entwickelt kompakte Motoren mit 1,5 und 2,0 Litern Hubraum, die sich für Hybridantriebe eignen. Mazda konzentriert sich auf die Skyactiv-Z-Verbrennungstechnologie, während Subaru am Boxermotor festhält.
Subarus Ansatz ist technisch komplexer als die Weiterentwicklung eines herkömmlichen Reihenmotors, trägt aber dazu bei, die für die Marke charakteristische Motorbauweise zu bewahren.
Der Nutzen des neuen Motors dürfte sich vor allem in einem Hybridantrieb zeigen: Dort kann ein Elektromotor dafür sorgen, dass der Ottomotor häufiger in seinem effizientesten Lastbereich arbeitet.
Subaru hat bereits bestätigt, neue Verbrennungsmotoren speziell für die Anforderungen elektrifizierter Antriebe zu entwickeln.
Ob der neue Motor nach Deutschland kommt, ist ungewiss
Der größte Widerspruch in Subarus Strategie betrifft Europa.
Das Unternehmen bereitet sich darauf vor, den Verkauf von Modellen mit Verbrennungsmotor, einschließlich Hybriden, in Europa bis Ende 2027 einzustellen. Ab 2028 soll sich das europäische Modellangebot voraussichtlich auf die vollelektrischen Modelle Solterra, Uncharted und E-Outback konzentrieren.
Das bedeutet, dass der neue Boxermotor vor allem für Nordamerika, Japan und andere Märkte entwickelt wird, in denen Benzin- und Hybridfahrzeuge weiterhin eine größere Rolle spielen.
Subaru hat keine Pläne bestätigt, den neuen Motor auf dem europäischen Markt einzuführen.
Der eigentliche Wert von Subarus Vorhaben liegt darin, den Wirkungsgrad des Boxermotors zu steigern, statt lediglich seine traditionelle Bauweise zu bewahren. Erreicht das Unternehmen einen thermischen Wirkungsgrad von 50 Prozent, könnte der neue Motor den Kraftstoffverbrauch von Hybridautos senken, ohne dass eine größere Batterie nötig wäre.
Subaru muss allerdings noch zeigen, dass die aufwendigere Verbrennungstechnologie den Motor nicht zu teuer macht oder seine Zuverlässigkeit beeinträchtigt. Der Beginn der Serienproduktion, der Hubraum und die endgültigen Leistungsdaten wurden noch nicht bekannt gegeben.
