Downsizing: V16 von 1930 wie heutiger 1,4-Liter-Motor

Motor-„Verdichtung“: Vom V16 von 1930 zu 225 PS pro Liter

Downsizing ist weder eine Strafe der Krise noch eine europäische Laune. Es ist die mathematische Konsequenz eines Prozesses, der seit über einem Jahrhundert läuft: die spezifische Leistung, das Verhältnis zwischen Pferdestärken und Hubraum, im Volksmund als Motorverdichtung bezeichnet. Der 7,4-Liter-V16, den Cadillac in den dreißiger Jahren einbaute, liefert eine Leistung, die heute ein 1,4-Liter-Vierzylinder ohne Scheu erreicht. Kein Wunder und kein kommerzieller Trick: Physik, Turbos und jahrzehntelange angesammelte Ingenieurskunst.

Was ist spezifische Leistung und warum wird sie mit Downsizing verwechselt

Die spezifische Leistung misst die Pferdestärken, die ein Motor pro Liter Hubraum extrahiert. Sie steigt seit der Geburt der Dampfmaschine, lange bevor es Autos gab. Das Problem war, dass kaum jemand darauf achtete. Ein 7,4-Liter-V16 aus den dreißiger Jahren und ein heutiger 1,4 können ähnlich performen, und hier liegt die Falle der Erzählung: Es scheint, als habe der kleine Motor etwas verloren, obwohl der große tatsächlich das verschwendete, was der kleine nutzt.

Downsizing und Erhöhung der spezifischen Leistung sind in der Praxis dasselbe. Wenn ein technischer Fortschritt mehr Leistung bei gleichem Hubraum ermöglicht, muss der Hubraum sinken, um Autos mit gleicher Performance anzubieten. Die einzige Ausnahme sind Epochen, in denen der Markt zu größeren Autos tendiert und der Hubraum stagniert, während die Leistung steigt.

Warum niemand vor der Krise von Downsizing sprach

Jahrzehntelang war es eine technische Frage, die im Hintergrund lag und nur als Leistungssteigerung wahrgenommen wurde. Natürliche Evolution, eben. Marktzahlen maskierten das Phänomen: Nach dem Zweiten Weltkrieg reduzierte wirtschaftliche Schwierigkeit die Motorengöße; in den sechziger Jahren hielt die Verbreitung des Autos in der Mittelschicht diesen Trend aufrecht; und in den siebziger Jahren verlängerte die Ölkrise ihn. Erst in den Achtzigern und Neunzigern wuchsen die Motoren wieder.

Wer fuhr, sah den Hubraum steigen oder fallen. Er sah nicht, was darunter lag, konstant in allen Epochen. Vor etwa zehn Jahren wechselte das Kriterium von technisch zu kommerziell, und dann füllte sich der Begriff mit Legenden: dass es ein Ersatz für echte Motoren sei, dass sie kaputtgehen würden. Die Gerüchteküche brodelte von selbst.

Effizienz und spezifische Leistung: Motoren überschreiten 40 % nicht

Der beste Verbrennungsmotor nutzt kaum vier von zehn Energieeinheiten. Von allem, was durch Benzinverbrennung gewonnen wird, werden nur 40 % in mechanische Arbeit umgewandelt, der Rest geht verloren, fast immer als Wärme. Diese enorme Marge erklärt, warum die spezifische Leistung noch viel Spielraum hat.

Leistung und spezifische Leistung gehen Hand in Hand. Wenn das Benzin besser in derselben Zeit genutzt wird – und das geschieht fast immer –, resultiert mehr Leistung, und da der Hubraum unverändert bleibt, steigt die Leistung pro Liter. Die umgekehrte Beziehung gilt jedoch nicht immer: Drehzahlen mit überquadratischen Motoren zu erhöhen, steigert die spezifische Leistung, verschlechtert aber die Effizienz. Es sind zwei verbundene, nicht identische Dinge.

Ein 2-Liter mit 450 PS: Wie weit treibt die Mild-Hybridisierung

Die Technologie mit den besten Chancen ist die Mild-Hybridisierung. Ein Beispiel liefert ein Volvo-Motor mit zwei Turboladern, gespeist von einem dritten elektrischen, auf einem 2-Liter-Aggregat, das 450 PS erreicht, also 225 PS pro Liter. Eine mechanische Sensation. Und diese Zahl zieht eine unbequeme Konsequenz für den Durchschnittskäufer nach sich.

Die meistverkauften Autos leisten zwischen 100 und 120 PS. Will man die Mild-Hybridisierung in dieses Segment übertragen, muss der Hubraum deutlich unter einen Liter fallen. Motoren, die heute klein wirken, werden in wenigen Jahren groß erscheinen.

Turbos, Haltbarkeit und das Axiom des Hubraums

Der Widerstand gegen Downsizing hat sein eigenes Katechismus: „Es gibt keinen Ersatz für Hubraum.“ Auf dem Tisch liegt die Idee, dass ein großer Saugmotor weniger empfindliche Teile hat als ein kleiner, turbo-aufgeladener, und dass Turbos wegen der hohen Drehzahlen früher sterben. Manche behaupten, der Austausch von zwei oder drei Turbos eines 1,0 koste genauso viel wie der gesamte Motor eines 2,0.

Praktische Fälle relativieren das Dogma. Ein Volvo 440 1.7 Turbo von 1992 überschritt eine Million Kilometer mit Ölwechseln unter 5.000 km, was zeigt, dass die Behandlung so wichtig ist wie die Architektur. Und es werden Motoren mit recycelten Blöcken von über 100.000 km erinnert, deren vorherige Nutzung die Zylinderlaufbahnen temperierte und ihnen standhielt höhere Drücke.

Der Wankelmotor und der nicht deklarierte Hubraum

Ein eigenes Kapitel ist der Kreiskolbenmotor. Mazda deklariert 1,3 Liter für den RX-8, mit zwei Rotoren von je etwa 650 Kubikzentimetern. Aber die Äquivalenz ist nicht direkt: Jede Umdrehung der Welle entspricht einer halben Explosion pro Umdrehung eines Ottomotors, wobei die Welle dreifach schneller rotiert. Das Berechnungsergebnis zeigt, dass ein 1,3er Kreiskolben sich wie ein 2,6er Kolbenmotor verhält. Die offizielle Zahl ist wahr; die Interpretation unvollständig.

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Die Entwicklung hat keine Bremse. Bei so viel nutzbarer Wärme bleibt spezifische Leistung für Jahrzehnte zu gewinnen. Was nicht geschrieben ist, ist, wie schnell der Markt verdichtet wird oder ob der Durchschnittskäufer bereit ist, für die Technologie zu zahlen, die dies ermöglicht. Historisch hat der Geldbeutel das Tempo bestimmt.