Erdgas-Motor atmet freier: Autofahrer sparen Sprit und schonen Umwelt

In einer Werkshalle der Firma Meta Motoren- und Energietechnik in Herzogenrath steht ein in Einzelteile zerlegter PKW. Das ist soweit nichts Verwunderliches – wäre der Antrieb des Wagens kein Prototyp für einen innovativen Erdgasmotor.

Der alternative Kraftstoff kann in Zeiten steigender Spritkosten eine sparsame Variante sein: „Wir wollen den Verbrauch so weit verringern, dass der Fahrer eines Gasautos nur noch vier anstatt momentan fünf Euro auf 100 Kilometer zahlen muss“, meint Meta-Geschäftsführer Dr. Peter Kreuter. Zum Vergleich: Als Benziner kostet der PKW rund zehn Euro auf die Distanz. Die Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU) unterstützt das Projekt mit 300.000 Euro. Schließlich schont der alternative Kraftstoff auch die Umwelt: Der weiterentwickelte Erdgasmotor soll bis zu 40 Prozent weniger Kohlendioxid aus dem Auspuff pusten als ein Benziner. Um diese Ziele zu erreichen, kombiniert der Mittelständler erstmals drei bekannte technische Ansätze miteinander.

„Anders als in vielen Sektoren sind die vom Verkehr ausgehenden Kohlendioxidabgase zwischen 1990 und 2000 um über zwölf Prozent angestiegen“, zitiert DBU-Generalsekretär Dr. Fritz Brickwedde eine Umweltbundesamt-Studie. Um Treibhausgase zu vermeiden, müssten Motoren so optimiert werden, dass sie weniger Energie verbrauchen. „Außerdem sollten wir alternative Kraftstoffe einsetzen, die nicht so viel Kohlendioxid produzieren“, so Brickwedde. Das Projekt der Firma Meta vereint beide Lösungsansätze: Die Mitarbeiter verbessern den Motor, um den alternativen Kraftstoff Erdgas wirkungsvoller zu verbrennen. Ein Vorhaben, das sich lohnt: „Wir gehen davon aus, dass sich die Zahl der mit Erdgas betriebenen Fahrzeuge in den kommenden Jahren deutlich erhöht“, meint Brickwedde.

„Unsere Technik ist kompatibel mit jedem Otto-Motor“, weiß Kreuter. Die Energietechniker nutzen an sich schon bekannte Komponenten. Mit Hilfe eines Turboaufladers wollen sie die Luftzufuhr zum Zylinder verbessern. „Außerdem gestalten wir den Ladungswechsel von Abgasen und Verbrennungsluft mit Hilfe einer besonderen Ventilsteuerung energiesparender“, erläutert Kreuter. Beide Aspekte zielen darauf ab, dass der Motor weniger Gas verbraucht und damit auch weniger Kohlendioxid produziert. Außerdem soll mit der neuartigen Technik vermieden werden, dass der mit Erdgas betriebene Motor an Leistung verliert – ein Problem, das bislang mancher Umrüstung im Weg stand.

Das Testfahrzeug der Firma Meta spare alleine rund 20 Prozent Kohlendioxid dadurch, dass es die Mitarbeiter für die Erdgasnutzung umgerüstet haben. „Ein Turbo sorgt zudem dafür, dass hinreichend viel Luft im Zylinder ist, damit die Leistung bei kleinerem Hubvolumen konstant bleibt“, sagt Kreuter. Anstelle des Zwei-Liter-Ursprungsmotors reiche so ein 1,4-Liter-Antrieb. Immer kleinere Hubräume mit weniger Reibung und Gewicht bei gleicher Leistung: „Downsizing“ nennt sich das Prinzip, das in diesem Projekt rund zehn Prozent Kohlendioxid einsparen soll. Und leiser sei der Motor dadurch auch.

Das dritte technische Detail ist eine spezielle Einlassventilsteuerung im Zylinderkopf: Es ersetzt die sogenannte Drosselklappe, die in normalen Otto-Motoren den Zustrom an Frischluft regelt. Doch je stärker diese die Zufuhr begrenzt, desto größer wird der Unterdruck zwischen Klappe und Zylinder. Gegen Widerstand zu arbeiten, kostet Leistung und demnach Treibstoff. „Der Ladungswechsel beim Motor ist vergleichbar mit dem Ein- und Ausatmen beim Menschen. Mit einer Drosselklappe arbeitet der Motor wie wir mit Schnupfen: Durch die angeschwollenen Schleimhäute strengt uns das Atmen weit aus mehr an. Mit der neuen drosselfreien Steuerung kann der Motor freier atmen“, erklärt Kreuter. Das spare Energie und wiederum zehn Prozent Kohlendioxid.

Insgesamt soll sich der Wirkungsgrad des Antriebs vor allem bei mittlerer und niedriger Leistung verbessern. „Deshalb erwarten wir im Stadtverkehr bei Bussen oder Taxen, die selten Vollgas fahren, gute Praxistests“, meint Kreuter. Eine erfolgsversprechende Innovation: Nach Angaben der Firma habe das neue Fahrzeug auf Konferenzen der Automobilindustrie bereits reges Interesse geweckt.