Skoda die Tochterfirma von VW entdeckt eine historische Art der Energieerzeugung neu: die Dampfmaschine
Ein Kleinwagen surrt über die Straße. Aus dem Motorraum ist ein Summen zu vernehmen, das zuerst an einen Elektromotor denken lässt. Doch wer die Motorhaube des Skoda Fabia öffnet, entdeckt als Antrieb eine Dampfmaschine.
Eine Vision auf dem Sprung in die Wirklichkeit: Der Vorführwagen ist bislang noch ein Standmodell. Das skurrile Antriebsaggregat schnurrt auf einem Prüfstand, eine Attrappe in Originalgröße ist unter die Haube des Kompakten aus dem Volkswagen-Konzern eingepasst. Wenn es freilich nach den Plänen der Berliner Ingenieursgesellschaft Auto und Verkehr (IAV) geht, könnten ähnliche Fahrzeuge im nächsten Jahrzehnt für jedermann zu kaufen sein: Die Wiedergeburt der mobilen Dampfmaschine, eigentlich ein Relikt aus den vergangenen Jahrhunderten, steht womöglich bevor.
Das Forschungsprojekt betreibt die IAV - die zu 50 Prozent dem VW-Konzern gehört - gemeinsam mit dem Senat der Hauptstadt und der Technologiestiftung Berlin. Bis Mitte dieses Jahres wird versuchsweise gedampft, dann soll über die Weiterentwicklung bis zur Serienreife entschieden werden.
Mit den Dampfrössern der Eisenbahnhistorie, die schwarzen Rauch in den Himmel pusten, hat das neue Konzept wenig gemein. Für ihren Dampfer versprechen die Ingenieure das genaue Gegenteil: Auch ohne Katalysator oder Filter soll er deutlich sauberer arbeiten als konventionelle Motoren.
Laut Entwickler Herbert Clemens liegen die giftigen Stickoxide bei unter 30 Prozent der kalifornischen Sulev-Norm - also den äußerst strengen Grenzwerten für Fahrzeuge mit so genannten superultraniedrigen Abgaswerten. Kurzerhand taufte Clemens' Team seinen Motor ZEE: Zero Emission Engine, die Null-Abgas-Maschine.
Betrieben wird sie mit Benzin oder Diesel, Raps oder Erdgas. Alle flüssigen oder gasförmigen Energieträger können in den Brenner wandern - jenes Bauteil, dessen revolutionäres Konzept der Dampfmaschine eine neue Chance beschert.
Kernstück der Erfindung ist die so genannte Porenbrenner-Technologie. In einem schwammähnlichen Aluminiumschaum verbrennt das Gemisch aus Luft und Treibstoff ohne sichtbare Flamme und extrem sauber - wie in einem thermischen Reaktor.
Über die glühenden Metallporen wird die Energie zur Erzeugung des Dampfes weitergeleitet, der seinerseits einen Kolbenmotor antreibt. Im Endeffekt hat IAV also einen Dreizylindermotor mit Dampfeinspritzung erfunden.
Hohe Anforderungen stellt dieses Konzept an die Schmierung: Öl würde bei den hohen Betriebstemperaturen schnell verbrennen und könnte den sensiblen Wasserkreislauf verschmutzen. Also griffen die Berliner zu einer weiteren verblüffenden High-TechLösung: einer Wasserschmierung. Zusammen mit der ebenfalls in Berlin ansässigen Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung hat IAV eine Stahl-Keramik-Kombination für Zylinder und Laufbuchsen entwickelt, die so geringe Reibung aufweist, dass Wasser als Gleitfilm ausreicht.
Auf verschiedenen Tagungen haben Motorspezialisten aus aller Welt den Dampfer des 21. Jahrhunderts bestaunt. So auch auf dem renommierten Wiener Motorensymposium, wo auch VW-Chef Ferdinand Piëch gern seine Vorträge hält. "Eine sehr innovative Idee", bewertet Veranstalter Hans Peter Lenz von der Technischen Universität Wien das Konzept, "das in zehn oder 20 Jahren mit den herkömmlichen Motoren konkurrieren könnte."
Mindestens sechs Jahre Forschungsarbeit sieht Herbert Clemens auf sich zukommen, bis der Dampfmotor die Serienreife erlangt. "Immerhin erreichen wir bei Motorleistung und Kraftstoffverbrauch jetzt schon Werte, die sich mit denen eines modernen Common-Rail-Diesels vergleichen lassen", betont der IAV-Entwicklungschef.
Sollte Piëch das Konzept zur Serienproduktion zulassen, könnte er zumindest den Titel "Erfinder des Automobils" mit einstreichen. Denn schon der flandrische Jesuitenpater Ferdinand Verbiest hatte ein dreirädriges Dampfwagenmodell präsentiert - im 17. Jahrhundert am Hofe des Kaisers von China.
Komplexe Technik
Die Spritverbrennung in den Porenbrennern erbringt die Energie für die Dampferzeugung.
Das Speisewasser wird durch Restwärme im Abdampfwärmeübertrager vorgewärmt und gelangt in den Abgaswärmeübertrager. Erst im Dampferzeuger wird das Wasser-Dampf-Gemisch zum rund 500 Grad heißen Gas. Der Injektor des Zweitakters spritzt periodisch mit bis zu 500 Bar Druck den Dampf durch den Überhitzer in den Arbeitsraum. Die anschließende Ausdehnung drückt den Kolben - nach unten, vorbei an den Auslassschlitzen. Über die Schlitze strömt der Dampf wieder in den Abdampfwärmeübertrager. Ein Kondensator wandelt den Abdampf " wieder in Speisewasser um.
Der Skoda Fabia fungiert als Projektträger für einen Dreizylinder-Dampfeinspritzer:
Motor 3 Zyl.; 992 ccm
Brennerleistung 6 x 36 kW
Endleistung Pkw 50 kW (68 PS)
max. Drehmoment 500 Nm
Maximaldrehzahl 2500 U/min
Die kontinuierliche Verbrennung im Porenbrenner setzt den Kraftstoff fast rückstandsfrei um. Der Motor heißt deshalb "Null-Abgas-Maschine".
Info I
Info II
Ein Kleinwagen surrt über die Straße. Aus dem Motorraum ist ein Summen zu vernehmen, das zuerst an einen Elektromotor denken lässt. Doch wer die Motorhaube des Skoda Fabia öffnet, entdeckt als Antrieb eine Dampfmaschine.
Eine Vision auf dem Sprung in die Wirklichkeit: Der Vorführwagen ist bislang noch ein Standmodell. Das skurrile Antriebsaggregat schnurrt auf einem Prüfstand, eine Attrappe in Originalgröße ist unter die Haube des Kompakten aus dem Volkswagen-Konzern eingepasst. Wenn es freilich nach den Plänen der Berliner Ingenieursgesellschaft Auto und Verkehr (IAV) geht, könnten ähnliche Fahrzeuge im nächsten Jahrzehnt für jedermann zu kaufen sein: Die Wiedergeburt der mobilen Dampfmaschine, eigentlich ein Relikt aus den vergangenen Jahrhunderten, steht womöglich bevor.
Das Forschungsprojekt betreibt die IAV - die zu 50 Prozent dem VW-Konzern gehört - gemeinsam mit dem Senat der Hauptstadt und der Technologiestiftung Berlin. Bis Mitte dieses Jahres wird versuchsweise gedampft, dann soll über die Weiterentwicklung bis zur Serienreife entschieden werden.
Mit den Dampfrössern der Eisenbahnhistorie, die schwarzen Rauch in den Himmel pusten, hat das neue Konzept wenig gemein. Für ihren Dampfer versprechen die Ingenieure das genaue Gegenteil: Auch ohne Katalysator oder Filter soll er deutlich sauberer arbeiten als konventionelle Motoren.
Laut Entwickler Herbert Clemens liegen die giftigen Stickoxide bei unter 30 Prozent der kalifornischen Sulev-Norm - also den äußerst strengen Grenzwerten für Fahrzeuge mit so genannten superultraniedrigen Abgaswerten. Kurzerhand taufte Clemens' Team seinen Motor ZEE: Zero Emission Engine, die Null-Abgas-Maschine.
Betrieben wird sie mit Benzin oder Diesel, Raps oder Erdgas. Alle flüssigen oder gasförmigen Energieträger können in den Brenner wandern - jenes Bauteil, dessen revolutionäres Konzept der Dampfmaschine eine neue Chance beschert.
Kernstück der Erfindung ist die so genannte Porenbrenner-Technologie. In einem schwammähnlichen Aluminiumschaum verbrennt das Gemisch aus Luft und Treibstoff ohne sichtbare Flamme und extrem sauber - wie in einem thermischen Reaktor.
Über die glühenden Metallporen wird die Energie zur Erzeugung des Dampfes weitergeleitet, der seinerseits einen Kolbenmotor antreibt. Im Endeffekt hat IAV also einen Dreizylindermotor mit Dampfeinspritzung erfunden.
Hohe Anforderungen stellt dieses Konzept an die Schmierung: Öl würde bei den hohen Betriebstemperaturen schnell verbrennen und könnte den sensiblen Wasserkreislauf verschmutzen. Also griffen die Berliner zu einer weiteren verblüffenden High-TechLösung: einer Wasserschmierung. Zusammen mit der ebenfalls in Berlin ansässigen Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung hat IAV eine Stahl-Keramik-Kombination für Zylinder und Laufbuchsen entwickelt, die so geringe Reibung aufweist, dass Wasser als Gleitfilm ausreicht.
Auf verschiedenen Tagungen haben Motorspezialisten aus aller Welt den Dampfer des 21. Jahrhunderts bestaunt. So auch auf dem renommierten Wiener Motorensymposium, wo auch VW-Chef Ferdinand Piëch gern seine Vorträge hält. "Eine sehr innovative Idee", bewertet Veranstalter Hans Peter Lenz von der Technischen Universität Wien das Konzept, "das in zehn oder 20 Jahren mit den herkömmlichen Motoren konkurrieren könnte."
Mindestens sechs Jahre Forschungsarbeit sieht Herbert Clemens auf sich zukommen, bis der Dampfmotor die Serienreife erlangt. "Immerhin erreichen wir bei Motorleistung und Kraftstoffverbrauch jetzt schon Werte, die sich mit denen eines modernen Common-Rail-Diesels vergleichen lassen", betont der IAV-Entwicklungschef.
Sollte Piëch das Konzept zur Serienproduktion zulassen, könnte er zumindest den Titel "Erfinder des Automobils" mit einstreichen. Denn schon der flandrische Jesuitenpater Ferdinand Verbiest hatte ein dreirädriges Dampfwagenmodell präsentiert - im 17. Jahrhundert am Hofe des Kaisers von China.
Komplexe Technik
Die Spritverbrennung in den Porenbrennern erbringt die Energie für die Dampferzeugung.
Das Speisewasser wird durch Restwärme im Abdampfwärmeübertrager vorgewärmt und gelangt in den Abgaswärmeübertrager. Erst im Dampferzeuger wird das Wasser-Dampf-Gemisch zum rund 500 Grad heißen Gas. Der Injektor des Zweitakters spritzt periodisch mit bis zu 500 Bar Druck den Dampf durch den Überhitzer in den Arbeitsraum. Die anschließende Ausdehnung drückt den Kolben - nach unten, vorbei an den Auslassschlitzen. Über die Schlitze strömt der Dampf wieder in den Abdampfwärmeübertrager. Ein Kondensator wandelt den Abdampf " wieder in Speisewasser um.
Der Skoda Fabia fungiert als Projektträger für einen Dreizylinder-Dampfeinspritzer:
Motor 3 Zyl.; 992 ccm
Brennerleistung 6 x 36 kW
Endleistung Pkw 50 kW (68 PS)
max. Drehmoment 500 Nm
Maximaldrehzahl 2500 U/min
Die kontinuierliche Verbrennung im Porenbrenner setzt den Kraftstoff fast rückstandsfrei um. Der Motor heißt deshalb "Null-Abgas-Maschine".
Ein Prototyp der "Zero Emission Engine", eingebaut in einem Fabia
Der Motor unterscheidet sich von der alten Dampfmaschine unter anderem durch einen geschlossenen Dampfkreislauf - die Restenergie des Abdampfes wird zum Vorwärmen des Wassers genutzt. Neuartige Porenbrenner liefern die erforderliche Wärmeenergie, um den heißen Dampf zu erzeugen.
Info I
Info II
