Der Ottomotor hat heute die geringsten Schadstoff-Emissionen. Nachteilig ist jedoch sein ungünstiger Teillast-Wirkungsgrad und der damit verbundene höhere spezifische Verbrauch.

Primär wird, wie in [6] ausgeführt, die Entwicklung bei Ottomotoren zu folgenden Lösungen gelenkt:

• Direkteinspritzung mit homogener Gemischbildung und Hochaufladung
• Direkteinspritzung mit geschichteter Gemischbildung und damit möglichem Magerbetrieb. Dabei steht dem Vorteil der Verbrauchsreduktion eine aufwändige NOx-Abgasnachbehandlung entgegen.

Auch neue Zündsysteme sind in Entwicklung. Die Laserzündung beispielsweise erlaubt ein verlässliches Zünden bei freier Wahl des Zündortes – angewendet bei Konzepten mit starker Gemisch-Abmagerung oder hoher Abgasrückführrate.

Homogene Brennverfahren (HCCI) weisen noch weiter in die Zukunft. Durch die Verdichtung des Kraftstoff-/Luftgemisches bis zur Selbstzündtemperatur ergibt sich eine Raumzündung ohne Zündkerze. Damit sind deutliche Verbrauchsreduktionen durch extremen Magerbetrieb erzielbar. Der Einsatz ist jedoch nur für niedrige Lastzustände geeignet. Im Volllastbereich wird zusätzlich eine Zündkerze benötigt.
Die Verbesserungspotenziale des heutigen Ottomotors werden in Abbildung 2 zusammengefasst.

Abbildung 3 : Potenzial zur Verbrauchsreduktion bei Ottomotoren [7]

Hohe Effizienz und damit geringster Verbrauch bei hohem Drehmoment durch Aufladung begründen den derzeitigen Erfolg des Dieselmotors. Die Vermeidung seiner Nachteile, wie die aufwändige NOx-Nachbehandlung und die hohen Kosten, sind dieHAptentwicklungsziele der Zukunft.

Entwicklung bei Dieselmotoren:

• Innermotorische Optimierungen im Brennverfahren (variabler Drall etc.),
• Verbesserte Einspritzung: mehr und exaktere Einspritzimpulse durch Piezotechnik, höhere Drücke u.a.m.,
• Homogene Brennverfahren (HCCI): Wurde bereits beim Ottomotor genannt und ist speziell beim Dieselmotor für die NOx-Absenkung und Partikelvermeidung von besonderem Interesse; allerdings auch hier nur für den Teillastbetrieb einsetzbar.

[6]

In Abbildung 4 werden technologische Ansätze zur Optimierung des Dieselmotors angeführt.

Abbildung 4: Technologieplattformen zur Umsetzung am Dieselmotor [5], [6], [8]

Abbildung 5 : Potential zur Verbrauchsreduktion bei Dieselmotoren [7]

Ein Beispiel der Umsetzung zahlreicher angeführter Maßnahmen werden in Abbildung 6 dargestellt. Es ist deutlich zu erkennen, wie Drehmoment und Leistung kontinuierlich bei sinkendem Kraftstoffverbrauch steigen.

Abbildung 6: Entwicklung der Dieselmotoren bei Mercedes-Benz [1]

Aufgrund der aufgezeigten Verbesserungsmöglichkeiten kann davon ausgegangen werden, dass der Verbrennungsmotor unter Berücksichtigung aller Rahmenbedingungen das führende Antriebskonzept für die Zukunft bleiben wird.