Nissan hat in seinem neuesten e-Power-Verbrennungsmotor einen thermischen Wirkungsgrad von 42 % erreicht, eine deutliche Verbesserung gegenüber herkömmlichen Motoren, die normalerweise im Bereich von 30–40 % arbeiten. Dieser Durchbruch zeigt, dass Verbrennungsmotoren noch Raum für Entwicklung haben, auch wenn die Automobilindustrie auf Elektrofahrzeuge umsteigt. Die Kerninnovation liegt in der Art und Weise, wie der Motor genutzt wird: nicht zum direkten Antrieb der Räder, sondern zur Stromerzeugung für einen Elektromotor.
Das E-Power-System: Ein Serien-Hybrid-Ansatz
Das 2016 erstmals eingeführte und nun in der dritten Generation erhältliche e-Power-System von Nissan ist ein Serienhybrid. Das bedeutet, dass der 1,5-Liter-Benzinmotor ausschließlich als Generator fungiert und eine Batterie auflädt, die dann den Elektromotor antreibt, der die Räder antreibt. Diese Konfiguration ermöglicht es dem Motor, mit der effizientesten Drehzahl zu arbeiten, ohne dass die schwankenden Anforderungen eines herkömmlichen Antriebsstrangs auftreten.
Der Qashqai ist das erste Fahrzeug, das diese neueste Version von E-Power nutzt. Die Produktion begann letztes Jahr in Großbritannien. Bei hohen Geschwindigkeiten kann das System sogar die Batterie umgehen, indem es den Motor direkt mit Strom versorgt und ihn gleichzeitig auflädt.
Warum Effizienz wichtig ist: Die Schwäche des Verbrennungsmotors
Herkömmliche Verbrennungsmotoren verschwenden eine erhebliche Menge Energie in Form von Wärme. Nur ein Bruchteil der Energie des Kraftstoffs wird in nutzbare mechanische Leistung umgewandelt. Obwohl sich moderne Motoren verbessert haben und einen Wirkungsgrad von über 30 % erreicht haben, bleibt die grundlegende Einschränkung bestehen. Der Ansatz von Nissan umgeht dies, indem der Motor für einen einzigen Zweck optimiert wird: die Stromerzeugung, anstatt das Fahrzeug direkt anzutreiben.
Diese Verschiebung ermöglicht eine andere Art der Optimierung, bei der der Motor häufiger innerhalb seiner idealen Betriebsparameter bleiben kann.
Die STARC-Verbrennungsstrategie und Kaltsprühtechnologie
Nissans Effizienz von 42 % wird durch eine Kombination von Technologien erreicht. Die Verbrennungsstrategie STARC (Strong Tumble and Appropriately Robust Ignition Channel Concept) konzentriert sich auf die Maximierung der Verbrennungseffizienz des Kraftstoff-Luft-Gemisches. Dabei wird beim Eintritt der Luft in die Zylinder ein starker Tumble-Effekt erzeugt und der Zündzeitpunkt für eine optimale Verbrennung verfeinert.
Eine entscheidende Komponente ist die Kaltspritztechnologie, die herkömmliche Ventilsitzeinsätze im Zylinderkopf überflüssig macht. Diese Einsätze beeinträchtigen den Luftstrom, aber die neue Methode sprüht gehärtetes Material direkt auf den Zylinderkopf und ermöglicht so aerodynamischere Ventilöffnungen.
Turboaufladung und Verdichtungsverhältnis: Balance zwischen Leistung und Effizienz
Nissan hat außerdem einen ungewöhnlich großen Turbolader eingebaut, um Pumpverluste zu minimieren, und nutzt ein hohes Verdichtungsverhältnis von 13:1. Diese Anpassungen sorgen für ein Gleichgewicht zwischen thermischer Effizienz und hoher Leistungsabgabe und stellen so sicher, dass der Motor sowohl Leistung als auch Wirtschaftlichkeit liefert.
Das Ergebnis ist ein Antriebsstrang, der die Stärken des Verbrennungsmotors effektiv nutzt und gleichzeitig seine Schwächen abmildert.
Das e-Power-System stellt einen pragmatischen Fortschritt in der Motorenentwicklung dar und beweist, dass selbst etablierte Technologien für mehr Effizienz und Leistung neu konzipiert werden können.
Diese Innovation deutet darauf hin, dass Verbrennungsmotoren möglicherweise länger als erwartet lebensfähig bleiben, insbesondere da sich Hybridtechnologien weiterentwickeln.
