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Innovation Neue Technik fürs Zwei-Liter-Auto

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Grafik: Wo die Energie im Verbrennungsmotor verloren geht

Denn Motoren wandeln chemische in mechanische Energie um: Sie lassen ein Luft-Kraftstoff-Gemisch in einem Zylinder explodieren, das die Kolben nach unten drückt. Mit dieser Bewegungsenergie werden die Räder angetrieben. Das geschieht am effizientesten, wenn der Kolben punktgenau, kurz nach seiner obersten Position, » getroffen wird. In der Praxis klappt das oft nicht, weil die Explosion länger dauert und die sich ausdehnenden Gase den Kolben weiter verfolgen. Das ist vergleichbar mit einer Schaukel: Wird sie kurz nach dem höchsten Punkt gezielt angestoßen, schwingt sie viel stärker aus, als wenn man zwischendurch Schwung gibt. Je kräftiger und präziser die Explosion im Zylinder, desto effizienter ist der Motor.

Transonic Combustion glaubt, das Problem mit der Explosion gelöst zu haben. Das Unternehmen hat eine Einspritzanlage entwickelt, die den Treibstoff in einer externen Kammer mit Luft mischt. Darin wird das Gemisch in einen sogenannten überkritischen Zustand versetzt, in dem es weder flüssig noch gasförmig ist. Es ist dann besonders explosiv und verbrennt vollständiger als in herkömmlichen Verbrennungsmotoren.

Idee zur Effizienzsteigerung von Verbrennungsmotoren

Eine Software überwacht, auf welcher Position sich der Kolben befindet, und weist die Einspritzanlage an, das Luft-Benzin-Gemisch Millisekunden nach dessen oberster Position in den Zylinder zu pressen. Weil das Gemisch vollständiger verbrennt, wird zudem weniger klimaschädliches Kohlendioxid erzeugt, laut Transonics Messungen zwischen 55,3 bis 58,2 Gramm pro Kilometer. Das ist nur die Hälfte des für die EU für 2012 angepeilten Flottendurchschnittswerts von 120 Gramm pro Kilometer. „Alle reden von Elektroautos“, sagt Ahlborn. „Dabei werden nahezu alle Autos auch auf absehbare Zeit noch mit Verbrennungsmotoren ausgerüstet sein.“

Entwickelt hat die Technik ausgerechnet ein Elektroautopionier: Mike Cheiky. Der 53-jährige Physiker verantwortete in den Achtzigerjahren die Forschung von Dreisbach Electromotive, einem Unternehmen, das zu der Zeit die schnellsten Elektro-Rennwagen herstellte. Der öffentlichkeitsscheue Cheiky, der über 50 Patente hält und mit seiner Frau Charity sechs Unternehmen gründete, arbeitete Ende der Neunzigerjahre mit dem Batteriespezialisten Zinc Matrix Power an neuen Hochleistungsakkus. Dabei beschäftigte er sich intensiv mit den sogenannten überkritischen Zuständen, die auch für chemische Reaktionen in Batterien wichtig sind.

Dabei kam Cheiky eine Idee: Könnte man nicht mit den besonderen Eigenschaften dieses Zustandes die Effizienz von Verbrennungsmotoren steigern? Die lässt nämlich auch nach Jahrzehnten der Entwicklungsarbeit in Automobilkonzernen zu wünschen übrig: Im Stadtverkehr werden nur etwa 13 Prozent des Benzins zur Fortbewegung genutzt. Über die Hälfte verpufft als ungenutzte Wärme. Cheiky entwickelte eine Software zum Überwachen des Motors, mit der er glaubte, das Ziel erreichen zu können. Jetzt fehlten nur noch Investoren, die den Prototyp finanzierten. Er überzeugte seinen Bekannten Mike Rocke von der Idee, der heute als Strategiechef von Transonic arbeitet.

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