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    Eigenschaften von Benzinern, Diesel- und Hybridmotoren

    Während der Trend in Richtung Elektromobilität geht, fahren noch immer Millionen von Benzinern und Dieseln auf deutschen Straßen – und das werden sie auch die kommenden Jahre noch tun. Zu den Details der Motoren.

    Während der Trend in Richtung Elektromobilität geht, fahren noch immer Millionen von Benzinern und Dieseln auf deutschen Straßen – und das werden sie auch die kommenden Jahre noch tun. Zu den Details der Motoren.

    Moderne Fahrzeuge nahezu schadstofffrei

    Im direkten Vergleich zum Benziner punktet der Dieselmotor mit seinem geringeren Kraftstoffverbrauch. Durch sein Verbrennungsverfahren wird die Energie im Kraftstoff wesentlich besser ausgenutzt. Der sogenannte thermodynamische Wirkungsgrad ist beim Diesel höher als beim Benziner. Dadurch ist der Diesel so sparsam. Dieser Vorteil entsteht durch die höhere Verdichtung und die höheren Spitzentemperaturen im Zylinder des Dieselmotors. Allerdings entstehen durch diese extremen Bedingungen im Brennraum auch mehr Schadstoffe, was zusätzliche, aufwendige Maßnahmen zur Abgasnachbehandlung erfordert.

    Dieselmotoren der aktuellen Generation verfügen daher alle über einen sogenannten SCR-Katalysator und einen Dieselpartikelfilter, der die bei der Verbrennung entstandenen Schadstoffe im Nachhinein wieder abbaut. Durch die Abgasnachbehandlung werden die Emissionen um 90 bis 99,9 Prozent verringert, und selbst die schärfsten Euro-6d-Grenzwerte können mithilfe dieser Technologien sicher eingehalten werden.

    Innerhalb der aktuellen Euro-6d-Emissionsgesetzgebung erbringen die Fahrzeuge und deren Antriebe den Nachweis, dass die gesetzlich vorgeschriebenen Grenzwerte unter allen normalen Fahrbedingungen auch tatsächlich auf der Straße eingehalten werden. Die strengen Anforderungen verlangen die Einhaltung der Emissionen auch unter verschärften Randbedingungen, also zum Beispiel bei Passfahrten im Winter. Fahrzeugantriebe werden auf diese extremen Bedingungen hin entwickelt, um den gesetzlichen Anforderungen auch im Feld standzuhalten. Das Ergebnis ist, dass moderne Fahrzeuge – und hier werden Dieselfahrzeuge explizit mit einbezogen – im Normalbetrieb annähernd schadstofffrei sind.

    Durch unabhängige Tests bestätigt

    Dies bestätigen unabhängige Tests, die von Emissions Analytics oder von unabhängigen Autozeitschriften durchgeführt wurden (siehe QR-Code). Selbst unter extremen Fahr- und Randbedingungen wurden zum Beispiel bei neuen Pkw-Modellen deutscher Hersteller Emissionswerte auf der Straße zwischen neun und 19 Milligramm NOx pro Kilometer gemessen. Dies liegt circa 80 Prozent unter dem gültigen Euro-6-Grenzwert.

    Der ADAC gibt Euro-6d ebenfalls gute Noten. In unabhängigen Tests bescheinigt der ADAC den Euro-6d-Dieseln auch bei niedrigen Temperaturen sehr geringe Emissionen. Im Schnitt lagen diese bei 20 Milligramm NOx pro Kilometer. Einzelne deutsche Modelle hatten eine Emission von nur einem Milligramm NOx pro Kilometer. Die Emissionen liegen somit nahe der Nachweisgrenze. Der ADAC bestätigt, dass alle Fahrzeuge der Euro-6d-Norm den gesetzlichen Grenzwert auch auf der Straße einhalten.

    Die deutsche Automobilindustrie hat in diesem Bereich ihre Hausaufgaben erledigt. Die Diskussion um Verbote für den Verbrennungsmotor ist mit Verweis auf die Luftqualität überholt und damit weder ökologisch noch ökonomisch sachlich begründbar. Trotz der klaren Elektrifizierungsstrategie der deutschen Automobilindustrie: Der moderne und effiziente Verbrennungsmotor stellt noch immer einen bedeutenden Grundbaustein der Mobilität dar.

    Wirkungsgrade entscheidend für CO₂-Reduktion

    Alle in der Europäischen Union neu zugelassenen Pkw müssen seit 2021 im Durchschnitt den CO₂-Grenzwert von 95 Gramm pro Kilometer einhalten: eine große Herausforderung, die die Optimierung des Antriebs von der Verbrennung bis hin zur Kraftübertragung auf die Straße verlangt. Jeder Prozentpunkt Wirkungsgradvorteil muss zur Erreichung dieses Ziels genutzt werden. Der Diesel emittiert circa zehn bis 15 Prozent weniger CO₂ als ein vergleichbarer Benziner und leistet also einen wichtigen Beitrag, um den europäischen CO₂-Grenzwert einzuhalten.

    Der moderne Benziner nähert sich den Wirkungsgraden des Dieselmotors an, da er durch die sogenannte Direkteinspritzung Prinzipien des Dieselmotors übernimmt und somit seinen Wirkungsgrad erhöhen kann. Die Motor- und Abgasnachbehandlungstechnik ist beim Benziner allerdings weniger komplex. Er überzeugt vor allem im Kleinwagensegment und bei niedrigeren und mittleren Fahrleistungen durch seine Wirtschaftlichkeit und Sauberkeit. Der Benzinmotor eignet sich darüber hinaus besonders für die sogenannte Hybridisierung des Antriebsstrangs. Dies ist eine Teilelektrifizierung des Antriebs und stellt eine Kombination aus klassischem Verbrennungsmotor und elektrischem Antrieb dar. Dadurch können die Wirkungsgradvorteile des elektrischen Antriebs mit dem Verbrennungsmotor kombiniert und optimiert werden. Je nach Elektrifizierungsgrad sind Wirkungsgradvorteile von circa 25 Prozent möglich.

    Hybride und Plug-in-Hybride: Das Beste aus beiden Welten

    Klassische Hybridantriebe verfügen in der Regel über eine Hochspannungsversorgung im Bereich von 200 Volt und mehr. Damit sind zwar leistungsstarke Antriebe möglich, die Hochspannungstechnologie ist allerdings aufwendig und kostenintensiv und daher für preissensitive Antriebssegmente oftmals nicht wirtschaftlich. Eine Alternative bietet die 48-V-Technologie, denn diese erlaubt nicht nur den Ersatz des klassischen 12-V-Bordnetzes durch ein modernes, leistungsstarkes Bordnetz, sondern auch bei dieser niedrigeren Spannungslage die Nutzung elektrischer Antriebe im Bereich mehrerer Kilowatt Antriebsleistung.

    Somit kann das Prinzip des Hybridantriebs in Kombination mit einem modernen Bordnetz kosteneffizient verwendet werden. Der sogenannte Vollhybrid verfügt über eine hohe elektrische Fahrleistung und eine leistungsstarke Batterie. Der Plug-in-Hybrid – ein leistungsstarker Vollhybrid mit eingebauter Steckdose und vergrößerter Batterie – stellt die Brücke dar zwischen dem Vollhybrid und dem Elektrofahrzeug. Beim Plug-in-Hybrid verliert der eingebaute Verbrennungsmotor zunehmend an Bedeutung, da mittels der Steckdose gute Teile der Fahrenergie nicht mehr vom Verbrennungsmotor kommen. Ein Plug-in-Hybrid hat üblicherweise eine rein elektrische Reichweite von etwa 60 bis 100 Kilometern – ideal für typische Pendler- und Kurzstreckenfahrten.

    Dr. Jakob Seiler
    Ansprechpartner

    Dr. Jakob Seiler

    Referent Koordinierungsstelle Antriebe der Zukunft & Elektromobilität

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