Mazda Konzept-Studie "Kai"

Neue Motortechnik

Das Beste aus zwei Welten

Der japanische Hersteller Mazda hat sich der Idee eines „Diesotto“ angenommen und die Technologie jetzt erstmals zur Serienreife gebracht.

Hersteller und Mobilitätsexperten sind sich einige: In den kommenden Jahren werden Autos mit Elektroantrieb erheblich an Verbreitung gewinnen. Unstrittig ist aber auch, dass das Gros der Autos in den nächsten 20 bis 30 Jahren weiterhin über einen Verbrennungsmotor verfügen wird. Genau den will Mazda sauberer und effizienter machen, bei gleichzeitiger Steigerung des Drehmoments. Dazu haben die Japaner die Idee des „Diesotto“ erneut aufgegriffen, die die Eigenheiten der Brennverfahren von Diesel- und Benzinmotor (Ottomotor) zu einem optimalen Antrieb kombiniert. Derartige Ansätze hat es bereits früher gegeben, aber bei Mazda wird die anspruchsvolle Technologie bereits im kommenden Jahr erstmals in Serie gehen.

Neue Technik startet 2019 im nächsten Mazda3.

Die Ingenieure der Marke kombinieren für den neuen Motor die vom Benziner bekannte Fremdzündung mittels Zündkerze mit der vom Diesel gewohnten Kompressionszündung, die durch die Verdichtung im Kolben zustande kommt. SPCCI, Spark Controlled Compression Ignition, so nennt Mazda das Brennverfahren; es wird in einem Skyactiv-X genannten Motor in der zum Jahreswechsel erwarteten neuen Generation des Kompaktklasse-Modells Mazda3 Premiere feiern und ab März 2019 erhältlich sein. Mazda spricht von einem um 20 bis 30 Prozent geringeren Kraftstoffverbrauch und einem gleichzeitigen 15 Prozent höheren Drehmoment. Der neue 2,0-Liter-Vierzylinder wird rund 140 kW/190 PS leisten und ein maximales Drehmoment von 230 Newtonmetern liefern. Außerdem ist er als Micro-Hybrid angelegt, der von einem riemengetriebenen Startergenerator unterstützt wird.

Selbstzündung stellte Entwickler bislang vor Probleme.

Ganz neu ist die Idee eines „Diesotto“ nicht. So zeigte Mercedes schon 2007 auf der IAA die Studie F 700, in der ein derartiger Motor eingebaut war. Und auch Volkswagen hat sich in der Vergangenheit bereits an dieser Technik versucht. „Combine Combustion System“ nannten die Wolfsburger das Ergebnis, der Motor benötigte allerdings teuren Spezialkraftstoff, während der Daimler-Diesotto bereits mit normalem Benzin betrieben wurde, es aber ebenfalls nicht in die Serie schaffte. Das lag auch daran, dass es die Ingenieure einige spezifische Probleme dieser Technik nicht beheben konnten, so vor allem, den sehr engen Betriebsbereich der Selbstzündung zu erweitern. Sie funktionierte nur bei geringer Last und verspielte so ihr Sparpotenzial. Zudem gelang es nicht, den Übergang zwischen Selbst- und Fremdzündung wirklich komfortabel zu gestalten.

Die Zündkerze bringt die Lösung.

Diese Probleme will Mazda bei seinem neuen SPCCI-Motor in den Griff bekommen haben. Nur bei kaltem Motor und in sehr hohen Drehzahlbereichen soll das Luft-Kraftstoff-Gemisch noch auf konventionelle Art mittels Zündkerze gezündet werden. Im mageren Betrieb, also während der meisten Zeit, arbeitet das System nach dem Diesel-Prinzip. Allerdings nicht komplett und das ist dann auch der Trick: Mazda nutzt selbst in diesem Betriebszustand die Zündkerze, allerdings nur, um die Initialzündung eines während des Verdichtungsvorgangs in der Mitte des Zylinders eingespritzten fetten Gemischs vorzunehmen.

Für die Techniker unter den Lesern: Zunächst wird während des Luftansaugens ein sehr mageres Kraftstoffgemisch mit geringer Dichte eingespritzt, während des Verdichtungsvorgangs erfolgt dann eine weitere Einspritzung mit einem fetten Gemisch. Durch dessen Zündung kommt ein zusätzlicher Verdichtungseffekt zustande, Druck und Temperatur in Zylinder steigen auf das für eine Kompressionszündung erforderliche Niveau an.

Effizienzsteigerung durch Magergemisch.

Und warum der ganze Aufwand? Weil das magere Gemisch schlicht weniger Treibstoff benötigt, weil diese Art Zündung wie beim Diesel für einen kraftvolleren Kolbenhub und somit für mehr Drehmoment sorgt und weil die Verbrennung weniger heiß, gleichmäßiger und somit sauberer vonstattengeht. Im Vergleich zu einem Diesel weist der Motor im Bereich Stickoxid- und Rußausstoß dabei naturgemäß deutlich bessere Emissionswerte auf. Die Japaner betonen aber, dass der neue Motor nicht als Diesel-Ersatz gedacht ist, vielmehr wird es ab 2020 auch eine neue Generation des Skyactiv-Selbstzünders geben.

Erst E-Auto, dann Hybrid.

Doch auch Mazda will sich dem Trend zur Elektrifizierung nicht komplett entziehen. Für nächstes Jahr sind erste E-Autos geplant. Den ersten Plug-in-Hybrid der Marke wird es allerdings erst deutlich nach 2020 geben. Die Japaner wollen den teuren, wie auch schweren Antrieb so spät wie möglich einführen und hoffen wohl auch, dass er rasante technischen Fortschritt im EV-Bereich diese Übergangstechnologie bald schon überflüssig macht. (md/SP-X)

Foto: Martina Göres - bfp

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