Verkehr der Zukunft

Downsizing nennen Automobilfirmen die Miniaturisierung ihrer Produkte: Karosserien und Motoren schrumpfen merklich. Der neue Trend zu Kleinstwagen und Minitriebwerk ist mehr als eine Modeerscheinung. Er ist pure Notwendigkeit, wenn man die gesetzlichen Vorgaben erfüllen – und als Branche überleben will.

Der Coup war gelungen, die Fachwelt baff. Skeptiker taten das Vorhaben als PR-Gag ab. Aber Ulrich Bez, Chef der britischen Sportwagenschmiede Aston-Martin und Hofausstatter der 007-Filme, meint es ernst: Er bietet demnächst neben seinen Pretiosen, die bei 426 PS und 120.000 Euro starten, auch ein Modell im Bonsaiformat an. Der »Cygnet« ist auf Microgröße geschrumpft und darf trotzdem alle Insignien der ruhmreichen Ahnen tragen: Front, Kühler, seitliche Luftschlitze, ausgestellte Radhäuser sowie feinstes Leder-Interieur – was die Luxus-Sportwagen aus Gaydon auszeichnet, schmückt auch den zweieinhalb Meter kurzen Winzling.

Ursprünglich hat Toyota ihn als Smart-Konkurrenten entwickelt; gebaut wird er im Süden der Türkei und heißt normalerweise Toyota IQ. Wenn er als Aston-Martin Cygnet im kommenden Jahr auf den Markt kommt, könnte er auch wahlweise von einem Elektromotor angetrieben werden. Die Stückzahl dürfte sich in Grenzen halten: Er ist nur jener betuchten Klientel vorbehalten, die bereits einen Aston-Martin ihr Eigen nennt. Ist das vielleicht die Werbebotschaft?

Pläne für Micro-Cars sprießen in den Entwicklungsabteilungen aller Automobilhersteller wie Pilze nach einem warmen Sommerregen. Dabei sind es weniger die Nachwehen der Abwrackprämie, als vielmehr handfeste Vorschriften des Gesetzgebers zum Klimaschutz, die den Trend zur Minimierung vorantreiben. Von Audi bis Volkswagen arbeiten alle Firmen an Kleinstwagen, die einen Smart bisweilen groß erscheinen lassen. Aber es wird noch eine Weile dauern, bis sie auf den Straßen rollen. Denn das Gesetz der Branche lautet: vier Jahre Entwicklungszeit für ein neues Automodell, sieben Jahre Produktion und elf Jahre Lebensdauer.

Dieser Zyklus ist auch der Rahmen für den Entwurf der Motoren, die Anpassung des Getriebes und den Fortschritt der Elektronik. Gerade die elektronische Ausstattung legt ein atemberaubendes Tempo vor und erneuert sich alle zwei Jahre. Gleichzeitig wächst der Anteil elektronischer Bauteile: Mit über 50 Prozent Wertanteil haben sie die klassische Mechanik im Automobil abgehängt, die von 90 auf 40 Prozent absackte. »Im Zeitraum von 1990 bis 2005 hat sich die installierte Rechnerleistung im Auto um den Faktor zehn Millionen erhöht«, sagt Willibald Schleuter, ehemaliger Elektronikchef von Audi. Extreme Miniaturisierung und enorme Kostensenkung haben es möglich gemacht.

Wären die Autos ebenso geschrumpft wie die Computer, provozierte Bill Gates vor Jahren auf der Computermesse Comdex in Las Vegas, dann würden die Autos 25 Dollar kosten und 0,19 Liter Treibstoff pro 100 Kilometer verbrauchen. Wir wären dann aber auch in Sardinendosen oder Puppenkinderwagen unterwegs, parierte ein fixer Kopf. Die Comdex hat längst abgedankt, und die Fahrzeuge wurden fortan immer größer. Nach Europa schwappte die Mode der SUVs im XXXL-Format, das Schönheitsideal lautete bis vor Kurzem noch »Big is beautiful«. Jetzt kommt die Gegenbewegung: Die Miniaturisierung bricht sich Bahn. Und es sind nicht allein die traditionellen Hersteller aus Italien und Frankreich, die sich in Szene setzen. Alle Automarken haben sich vom Größenwahn verabschiedet oder zumindest chice neue Kleinwagen mit ins Modellprogramm aufgenommen.

Die Branche nennt das »Downsizing« und meint, die Ausmaße des Wagens ebenso schrumpfen zu lassen wie die Motorisierung. Schritt für Schritt geht die Zylinderzahl weiter zurück. Während Dreizylindertriebwerke bereits die Einstiegsmotorisierung für vollwertige Kleinlimousinen mit vier oder gar fünf Sitzen sind, laufen auf den Prüfständen putzige Zweizylindermotörchen. Selbst der Einzylinder ist, so hört man hinter vorgehaltener Hand bei Fiat, kein Tabu mehr – im Automobil und nicht etwa im Motorrad!

Dabei lautete die Glaubensformel der stolzen Motorenbauer einst: »Hubraum ist durch nichts zu ersetzen.« Jetzt formliert der Chef der Mercedes-Kraftmaschinen, Leopold Mikulic, die Volte: »Premium ist nicht von der Zylinderzahl abhängig.« Gleichzeitig weist der bekennende PS-Freund in einem Interview darauf hin, dass Dreizylindermotoren in Personenwagen ihren Marktanteil 2008 auf 6,5 Prozent steigern konnten. Der Trend ist nicht zu bremsen: Mit Zylinderzahl und Hubraum geht es abwärts. Dafür geht es mit den Vorteilen aufwärts: Die Reibung im Motor sinkt ebenso wie das Gewicht und der Treibstoffverbrauch, der Kohlendioxid- und Stickoxidausstoß ist deutlich geringer.

Und die Leistung? Auch Mini-Motoren sollten so stark sein, dass sie eine Limousine mit fünf Insassen angemessen bewegen können. Dazu wenden die Ingenieure ganz legale Doping-Tricks an, mit denen sich ohne Weiteres aus 1,4 Liter Hubraum 170 PS zaubern lassen (zum Vergleich: der Vierzylinder-Boxermotor des VW-Käfer holte aus 1,3 Litern 34 PS). Die heute gewünschten PS-Werte sind nur mit sogenannten Aufladesystemen zu erzielen, die Frischluft in die Brennräume pressen. Als Druckpumpen fungieren kleine, blitzschnell reagierende Turbinen, die, vom Abgasstrom befeuert, Luft in die Zylinder schaufeln (siehe Zeichnung): Dieses Mehr an Sauerstoff lässt das Benzin besser verbrennen, die Leistung steigt. Diese Turbo-Technik reduziert gleichzeitig die Anzahl der Grundmotoren, die eine Automobilfirma für ihre unterschiedlichsten Modelle und Kundenwünsche herstellen muss. Volkwagen hat sogar schon einen mit Benzin betriebenen »Weltmotor« im Programm, der die Bandbreite von 120 bis 170 PS abdeckt.

Ein Ende ist dabei noch nicht abzusehen, denn die Leistungsausbeute des Turbos lässt sich mit der Technik des Direkteinspritzers noch höher schrauben. Bessere Dosierung der Benzinmenge, gezielter Spritzstrahl an die Zündkerze, höherer Einspritzdruck und schnellere Gemischbildung im Brennraum: Darum drehen sich die Diskussionen auf den Tagungen der Fachleute. Zum Beispiel der gezielte Spritzstrahl: Wird das Benzin nah an die Zündkerze gespritzt, verdampft es schlagartig und kühlt gleichzeitig den Brennraum; das senkt den Druck im Zylinder. Oder die blitzschnelle Gemischbildung: Die Motorelektronik muss so fix rechnen können, dass sie den Motor in Echtzeit überwacht und zum exakt richtigen Zeitpunkt mehr Frischluft einströmen lässt. Diese Technik der aufgeladenen Benzin-Direkteinspritzer erhöht nicht nur die Leistung, sondern spart weitere bis zu 15 Prozent Benzin – und reduziert den Abstand zum als besonders sparsam geltenden Diesel. Erkauft wird der Effekt durch erhöhten Rechenaufwand und schnellste Computersysteme.

Gleichzeitig eröffnet diese modernste Technologie weitere Verbesserungen. Durch die blitzschnelle Gemischbildung bleibt Zeit, die Brennräume bei niedrigen Drehzahlen durchzuspülen. Dann sind sowohl die Ein- als auch die Auslassventile gleichzeitig offen, sodass der Turbolader kühlende Frischluft hinein- und den letzten Abgasrest hinausdrücken kann. Für diese Technik ist eine variable Steuerung der Ventile notwendig, wie sie etwa BMW schon anbietet, andere Hersteller ziehen nach.

Mit dem Zwang zum Downsizing erwacht bei den Ingenieuren der Spieltrieb. Plötzlich sind Technologien erneut in der Diskussion, die bereits vor 20 und mehr Jahren die Gemüter erhitzt haben. Wegen der Ölknappheit wurde immer wieder die Zylinderabschaltung diskutiert, auch hier und da realisiert, aber wieder verworfen. Je nach Leistungsanforderung konnte etwa ein Achtzylindermotor bis zu vier Brennräume stilllegen und die Kolben leer mitlaufen lassen. Diese Technik ließe sich heute reaktivieren.

Auch könnte der Elektroantrieb die Miniaturisierung des Benzinmotors in Hybridfahrzeugen vorantreiben. Luxusliner wie die S-Klasse von Mercedes, der BMW-Siebener oder Audis A8 nutzen in der Hybridversion den Elektromotor, um den Benziner zu entlasten und zu minimieren: Je stärker der Elektroantrieb, umso kleiner kann der Ottomotor sein. Das geht so weit, dass bei einigen Konzepten wie in dem 2011 auf den Markt kommenden Opel Ampera der Benzinmotor nur noch als »Range Extender« (Reichweiten-Verlängerer) fungiert. Er springt erst an, wenn nach 150 Kilometern der Batterie der Saft ausgeht.

»Downsizing«, resümiert VW-Chef Martin Winterkorn, »findet im Motorenbereich in allen Segmenten statt, und das wird noch lange so bleiben.« Was der Vorstandsvorsitzende des demnächst wohl größten Automobilherstellers der Welt noch nicht ausspricht: Das Ende des Größenwahns ist erst der Anfang. Ein ganz neues Denken wird unsere Autos gründlich umkrempeln, alles infrage stellen: die Karosserie, die Form, die Materialien.

So werden die Reifeningenieure Wege finden müssen, um den Rollwiderstand der Pneus zu reduzieren und mit härterer Gummimischung das Walken zu verhindern. Designer und Ingenieure müssen sich windschnittige Formen einfallen lassen, die keine Störwirbel und damit höheren Luftwiderstand bewirken. Karosserie-Experten müssen leichtere Materialien erfinden, die die gleiche Sicherheit wie die bisherigen bieten und nicht zu Preiserhöhungen führen. Downsizing und Micro-Cars sind erst
der Anfang – die Autos von morgen werden wir nicht wiedererkennen.