Gleich zum Anfang die Erklärung, was in unserem Titelbild über die Kuppe schanzt: Das ist ein Jaguar C-X75, der erst mit Turbinenantrieb gebaut werden sollte, dann mit Formel-1-Technik und schließlich gar nicht. Und Turbine ist das Stichwort zu einem spektakulären neuen Motorkonzept, das ein Startup-Unternehmen aus den USA vorgestellt hat.
Scheiben statt Kolben
Kerngedanke des Kompressor-Turbinen-Rotationskolben-Motors (eine exakte technische Einordnung ist diffizil...) ist, dass über zwei getrennte Doppel-Scheiben eine hohle Antriebswelle in Bewegung gesetzt wird. Dabei dient das erste Scheibenpaar als Kompressor für die Ansaugluft, während sich Scheiben-Duo 2 um die Verbrennung und damit die eigentliche Arbeit kümmert.
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Astron
Blick auf die "heiße" Seite des Scheibenmotors mit der Einheit für die Verbrennung des Gemischs.
Um das zu erledigen, sind auf den jeweils gegenläufigen Scheiben je eine Aussparung und ein einseitig abgerundeter Zapfen montiert. Die Aussparung ist dabei der Kompressions- oder Verbrennungsraum, der Zapfen dient quasi als Kolben, der die Ansaugluft und das Verbrennungsgemisch komprimiert. Falls Sie an dieser Stelle nur Bahnhof verstehen: Ein Blick in die Bildergalerie oder das unten stehende Video schafft Erhellung, tatsächlich ist die Idee dahinter erstaunlich simpel.
Bis zu 14 bar Ladedruck
Astron verspricht gegenüber einem herkömmlichen Kolbenmotor gleich ein ganzes Bündel an Vorteilen. Begonnen mit dem Ladedruck, der bei herkömmlichen Automotoren nur selten jenseits 1 bar liegt, während der Astron Turbinenmotor die Ansaugluft auf bis zu 14 bar komprimiert. Dieser extrem hohe Ladedruck soll dafür sorgen, dass keine zusätzlichen Abdichtungsmaßnahmen vergleichbar zu Kolbenringen in Standard-Motoren nötig sind – die Ansaugluft und das Verbrenner-Gemisch hätten überhaupt keine "Zeit", sich aus dem Staub zu machen. Das wiederum verringert die Reibung im Vergleich zu Kolbenmotoren, reduziert den Verbrauch und steht dem größten konstruktiven Nachteil des Wankelmotors breitschultrig gegenüber.
Generell ist die innermotorische Reibung respektive Verlustleistung gegenüber einem Hubkolbenmotor drastisch reduziert. Es gibt keinen Ventiltrieb, keine Kurbelwelle, keine Pleuel. Es muss weder Öl durch den Motor gepumpt noch mit Kühlflüssigkeit gearbeitet werden, der Turbinenmotor wird über den Luftstrom um den Motor und durch die Hohlwellen gekühlt. Lediglich die Scheiben, Astron nennt sie Synchronisationszahnräder, sowie die Lager der Maschine müssen mit Schmierstoff versorgt werden. Weil außerdem kein Öl in den Brennraum gelangen kann, sinken die Emissionswerte.
Durch den Aufbau muss keine Kraft über verschiedene Bauteile umgelenkt werden; dreht sich der Verbrenner-Teil, dann dreht sich die Antriebswelle mit synchroner Geschwindigkeit. Und das mit ziemlich spektakulärem Tempo. Liegt die Leerlaufdrehzahl mit 1.000 Umdrehungen/Minute noch auf einigermaßen zivilem Level, wird es obenraus bunt: Bis zu 25.000 U/min soll die Maschine drehen, wobei jede Umdrehung für einen Verbrennungsvorgang steht – damit zählt der Astron Omega 1 als Zweitaktmotor, nur eben ohne Ölfahne.
Dabei muss nicht jede Umdrehung mit einem Arbeitstakt gefüllt werden: Über die Steuerung der Spritzufuhr und Zündung soll bei Niedriglast über mehrere Umdrehungen kein Verbrennungsvorgang laufen, das kann zu nur einer Zündung alle 50 Umdrehungen führen, von Astron "Skip Fire"-Technik getauft. Ungefähr vergleichbar ist das mit der Zylinderabschaltung moderner Kolbenmotoren, wobei der Omega 1 konstruktionsbedingt ohne jede Verzögerung sofort wieder im Spiel ist, wenn Leistung gefordert wird.
162 PS, nur 15 Kilo schwer
Durch den gegenüber einem Standard-Automotor viel simpleren Aufbau mit wenigen Bauteilen – Astron spricht von der Komplexität eines einfachen Rasenmähermotors – liegt das Gewicht der Maschine spektakulär niedrig. Für ein Standard-Modul mit 162 DIN-PS und einem Drehmoment von 230 Newtonmeter sollen nur 15 Kilogramm auf der Waage stehen, da ist jeder Mofa-Motor wuchtiger. Es kommt noch besser: Bei Großserienfertigung soll das Ganze für rund 1.000 Dollar über den Tresen gehen.
Klingt zu gut, um wahr zu sein? Ein bisschen schon: Bislang existiert der Astron Omega 1 nur als Computersimulation, einen lauffähigen Prototypen gibt es noch nicht. Doch Astron will im Wortsinn hoch hinaus, denn leistungsgesteigerte Varianten sollen in Luftfahrzeugen eingesetzt werden. Wegen der dort aus nachvollziehbaren Gründen geforderten extremen Zuverlässigkeit würden die eingesetzten Bauteile aus hochwertigerem Material (zum Beispiel Titan statt Aluminium) gefertigt, doch sollen die Kosten nur einen Bruchteil einer normalen Flugzeug-Turbine betragen.
Patentiert hat Astron die ganze Angelegenheit jedenfalls nach eigenen Angaben bereits auf allen wichtigen Weltmärkten. Jetzt geht es daran, die Pläne in die Tat umzusetzen und echte, lauffähige Exemplare für die Erprobung zu bauen. Wir bleiben dran!
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Spektakulär, will ich haben, unbedingt bauen!Verbrenner sind out und das wird sowieso nie etwas.
Fazit
Ein 15 Kilo schwerer Motor mit 162 PS – dafür würden nicht nur Auto- und Motorradhersteller Schlange stehen, auch zahllose andere Anwendungen vom Bootsantrieb bis zum Stromaggregat wären für so ein Kraftpaket ideal. Aber, irgendwas ist ja immer, leider existiert das Projekt bisher nur auf dem Computer. Zahlreiche entscheidende Fragen vom Verbrauch über die Schadstoffwerte und die Standfestigkeit bis zum tatsächlichen Großserienpreis bleiben unbeantwortet. Aber aus dem Stromer-Bereich sind wir inzwischen spektakuläre Ankündigungen sattsam gewöhnt, warum also nicht zur Abwechslung mal einem lustigen Verbrenner-Konzept eine Chance geben?
