25.01.13

Auto-Hersteller

Die zehn besten Technologien, um Sprit zu sparen

In Zukunft wird gespart: Die Industrie forscht an Technologien, mit denen Autos in Zukunft weniger Energie verbrauchen. Das Einsparpotenzial reicht vom mitdenkenden Tempomat bis zum Spar-Reifen.

Von Roland A. Wildberg

Die Spannung hat nachgelassen: Elektroautos werden noch von einem Großteil für ungeeignet gehalten, die Energiewende zu tragen – zu viel kosten die Lithium-Ionen-Batterien, zu aufwendig ist die Infrastruktur, zu skeptisch sind die Autofahrer. Bis sich das ändert, müssen konventionelle Autos sparsamer werden.

Dabei kann das Rad nicht neu erfunden werden, aber auch ganz ohne Hybridantriebe oder andere alternative Antriebe wird der Spritdurst von Neuwagen in den nächsten Jahren radikal gezügelt werden. In zahlreichen Komponenten, die zum komplexen System Automobil dazugehören, steckt noch viel Einsparpotenzial.

Das Durchschnittsgewicht der Neuwagen ist in der Vergangenheit im Schnitt um zehn Kilogramm pro Jahr gestiegen. Das liegt nicht nur an den gestiegenen Ansprüchen der Käufer an Platz und Komfort – einprägsames Beispiel ist dabei der VW Golf, der in neuester, siebter Generation 450 Kilogramm schwerer ist als das Ur-Modell von 1974, sondern auch an den mindestens ebenso stark gewachsenen Sicherheitsanforderungen.

Ungebremste Fettsucht der Hersteller

Aber bald ist mit dieser ungebremsten Fettsucht Schluss: Die Hersteller tüfteln an zahlreichen technischen Tricks, wie Autos von morgen wirtschaftlicher und vor allem leichter werden. Die Jagd nach Kürzungen ist allerdings mühsam: 100 Kilogramm weniger Gewicht bringt im Schnitt nur 0,3 bis 0,4 Liter weniger Verbrauch auf 100 km.

Der Verbrauch des Golf VII 1.6 BlueMotion Technology ließe sich sogar auf 2,47 Liter je 100 km drücken. Mit einer Tankfüllung käme man dann rund 2000 Kilometer weit. Durchschnittlich zehn Kilogramm pro Jahr hat fast jede Modellreihe zugelegt. Jetzt muss diese Gewohnheit abgelegt werden. Denn Elektroautos tragen schon durch ihren Akku hunderte Kilo mehr mit sich herum.

Leichtbau ist nur eine von vielen Methoden, um dies wieder wettzumachen. BMW treibt diese Idee auf die Spitze: Das kompakte Elektroauto i3, es soll im Herbst auf den Markt kommen, wird komplett aus Karbonfaser verstärktem Kunststoff (CfK) bestehen. Dieses Material ist extrem hart und extrem leicht. Es ist aber leider auch extrem teuer und in vielen Dingen (zum Beispiel auch beim Crashverhalten) noch relativ unerforscht.

Karosse auf Recycling-Rohstoffen

Es könnte auch billiger gehen: Travec, ein Frankfurter Hersteller von Kleinserienfahrzeugen, hat ein SUV aus ABS-Kunststoff gebaut, das zu 72 Prozent aus Recycling-Rohstoffen besteht. Mit 1,3 Tonnen wiegt es so viel wie ein Kompaktauto, doch die Abfall-Karosserie ist günstig in der Anschaffung. 50 Prozent Gewichtsreduktion hat Travec errechnet. Einen Prototypen hat man immerhin fertig. Der Verbrauch seines 125-PS-Diesels ist leider noch nicht ermittelt worden.

Audi übt sich schon seit fast 20 Jahren in Diät – und zwar mit Aluminium. Erstmals wurde die Karosse des A8 komplett aus Alu gefertigt. Gegenüber Stahl wurde so eine Gewichtsersparnis von rund 40 Prozent erreicht. Der nächste Schritt ist Verbundbauweise: Die Aluprofile werden dünner ausgeführt und durch karbonfaserverstärkten Kunststoff stabilisiert. Das würde das Gewicht nochmals um etwa zehn Prozent reduzieren.

Porsche seinerseits experimentiert nicht nur mit Aluminium, sondern zunehmend auch mit Graphit. Vor 14 Jahren wandte Konzernmutter VW das Kohlenstoffprodukt im berühmten Lupo 3L an: Im ersten Drei-Liter-Auto sind Heckklappe und Motorhaube aus Graphit gebaut, um Gewicht zu sparen. Für die zukünftige Generation des 911 will Porsche ebenfalls auf Graphit zurückgreifen, um Stahl- und Aluträger dünner zu halten.

Verbrennungsmotor erzeugt Strom

Auch aus Stahl lässt sich noch etwas machen, nämlich besonders leichter Stahl. VW hat es mit dem Golf VII im vergangenen Herbst gezeigt: Weil der Stahl mit 930 Grad in die Pressen kommt, ist er anschließend stabiler und kann daher dünner ausgewalzt werden.

In eine ganz andere Richtung geht BMW: Die Münchner forschen seit Jahren an einem thermoelektrischen Generator, der aus Temperaturschwankungen elektrischen Strom erzeugt. Denn bisher verpufft bis zu 60 Prozent des Sprits im Verbrennungsmotor wirkungslos als Wärmeenergie – nur für die Heizung kann die thermische Energie genutzt werden. Die neuen BMW-Technik würde die Lichtmaschine entlasten und damit den Motor: Bis zu fünf Prozent Treibstoffersparnis sind bisher möglich, das Potenzial ist aber noch größer.

Die Abwärme könnte in naher Zukunft auch für eine Miniatur-Dampfmaschine genutzt werden: Beim so genannten Turbosteamer heizt der Automotor mit seiner Abwärme eine Spezialflüssigkeit auf, die durch Expansion eine kleine Turbine zur Stromerzeugung antreibt. Bis zu zehn Prozent Kraftstoffreduktion hält BMW für möglich.

Abschaltung von Zylindern

Hinzu kommt die Verkleinerung der Maschine: In der Oberklasse stirbt der Achtzylinder, neue Sechszylinder erreichen bei geringerem Verbrauch bessere Fahrleistungen als die alten V8. Auch in den kleineren Fahrzeugklassen setzt sich das "Downsizing" durch, statt vier Zylindern sind bereits Motoren mit drei und zwei Zylindern Serie.

Eine andere Variante ist die Zylinderabschaltung: Bei Teillast werden einige Zylinder des Motors, zumeist die Hälfte, deaktiviert. Sogar das neueste Modell des amerikanischen Supersportwagens Corvette, kürzlich auf der Automesse Detroit gezeigt, wird nach Angaben des Herstellers GM mit Zylinderabschaltung ausgerüstet werden: Statt acht Zylindern sollen nur vier mit Sprit versorgt werden, sobald der Fahrer das Gaspedal nicht durchtritt.

Auch außerhalb der Maschine gibt es viel zu sparen: Elektronische Assistenten können in Zukunft Empfehlungen zu wirtschaftlicherem Fahren abgeben. Allein der adaptive Tempomat, eine Kombination aus elektronischer Tempokontrolle und Abstandsradar, bewirkt nach Expertenschätzungen beim Pkw bis zu drei Prozent Spritersparnis. Beim Lkw sind es immerhin noch zwei Prozent.

Neungang-Getriebe kommt

Der Getriebehersteller ZF gibt seit Jahren beim Antriebsstrang die Richtung vor. Auf der Automesse in Detroit hat der Zulieferer jetzt eine Neungang-Automatik vorgestellt, die voraussichtlichin in den nächsten Jahren bei vielen Herstellern Einzug halten wird. Der Vorteil: Bis zu 16 Prozent weniger Sprit lässt sich damit dank weicherer Schaltübergänge und dem Fahren bei niedrigeren Drehzahlen sparen.

Der Zulieferer Schaeffler hat ebenfalls in Detroit ein SUV auf Basis des Ford Escape präsentiert, das mehrere kleinere Spritsparideen kombiniert. So lassen sich bei Fahrten mit hoher Geschwindigkeit per Knopfdruck die Kühlerblenden schließen, um damit den Windwiderstand zu reduzieren. Auch die Zylinderabschaltung, von großen Herstellern bereits in Serie gebaut, trägt hierzu eine Ersparnis von insgesamt 16 Prozent bei.

Ein wichtiger Ansatzpunkt ist die Verbindung zwischen Auto und Straße: Der Reifen schluckt durch den Rollwiderstand bis zu 25 Prozent der Antriebsenergie. Bei einem Tempo jenseits von 100 km/h übertrifft er sogar den Luftwiderstand. Continental stellte im Herbst 2011 den Sparreifen eContact vor, der speziell für Elektrofahrzeuge konzipiert wurde: Sein sehr schmales Profil reduziert die Auflagefläche, sein zugleich großer Durchmesser verringert die Verformung beim Abrollen. Der Hersteller hat einen um 30 Prozent reduzierten Rollwiderstand gemessen. Das bedeutet eine Verbrauchsverringerung von rund acht Prozent.