MOTORSPORT

Der nächste Fehdehandschuh im Rennen um Wasserstoffmotoren liegt im Ring - und das mit beeindruckenden Zahlen. AVL Racetech präsentierte auf dem Aachener Kolloquium für nachhaltige Mobilität einen Wasserstoffverbrennungsmotor mit der höchsten jemals dokumentierten Literleistung.

Aus einem Zweiliter-Vierzylinder auf Basis eines Audi-Aggregats kitzelte die AVL-Motorsportabteilung 410 PS heraus. Mit 150 Kilowatt pro Liter (205 PS) wurde sogar ein zeitgleich von Ferrari vorgestelltes Aggregat in der Literleistung geschlagen. Hinzu kommen 500 Newtonmeter maximales Drehmoment.

"Ich hatte sogar eine Wette laufen. Die 150 Kilowatt pro Liter wurden mir nicht geglaubt", lacht Projektleiter Paul Kapus im Gespräch mit Motorsport-Total.com. Denn die Literleistung ist neben der Gewinnung von grünem Wasserstoff die größte Herausforderung beim H2-Verbrenner. Doch AVL konnte bereits auf dem Aachener Kolloquium mit Prüfstandsdaten aufwarten.

Wasserstoff besitzt eine sehr geringe Dichte. Das Hauptproblem war daher bisher eine relativ geringe Literleistung, weil es keine Möglichkeit gab, genügend Wasserstoff in die Brennkammern zu bekommen. Lange Zeit erinnerte die Entwicklung von Wasserstoffmotoren daher an die Dieselfahrzeuge der 1980er-Jahre mit extrem geringer Leistung aus großen Motoren.

Doch das ist Vergangenheit. Es gibt verschiedene Ansätze, das Problem zu lösen. Der Bosch-Motor zum Beispiel arbeitet mit einer Mischung aus Saugrohr- und Direkteinspritzung. AVL hält an der Direkteinspritzung des Wasserstoffs fest. Das Durchsatzproblem wurde mit speziellen Injektoren gelöst. Und die Forschung ist noch lange nicht am Ende.

"Ich prognostiziere, dass wir im nächsten Schritt bei 180 Kilowatt pro Liter liegen werden", kündigt Kapus an. Das wären 245 PS pro Liter. Damit wäre eine Schwelle erreicht, mit der Motorsport auf höchstem Niveau betrieben werden könnte.

Motor für kleine Rennserien

Darum geht es AVL aber gar nicht. "Wir haben uns für einen kleinen Motor entschieden, weil wir denken, dass es die Rennserien sind, die als erstes [von politischen Verboten] betroffen sein werden, wo nicht das große Geld eine Rolle spielt. Für diese kleinen Serien könnte Wasserstoff ein Heilsbringer sein", sagt AVL-Motorsportchefin und DTM-Laufsiegerin Ellen Lohr gegenüber Motorsport-Total.com.

Aktuell dreht sich alles um die Injektoren, denn hier liegt der begrenzende Faktor. Kapus dazu: "Injektoren, die in der kurzen Zeit die benötigte Menge einblasen können, gibt es derzeit nicht. Wir haben jetzt bereits [für 150 Kilowatt pro Liter] Spezialinjektoren gehabt."

"Und wenn wir noch weiter wollen, dann werden wir Spezial-Spezialinjektoren brauchen, sonst kriegt man den Durchsatz einfach nicht zusammen." Doch solche Injektoren sind bereits in der Entwicklung und es ist nur eine Frage der Zeit. Für kleinere Rennserien (der Motor wäre beispielsweise TCR-kompatibel) werden solche Literleistungen aber ohnehin nicht benötigt.

Trotz der Direkteinspritzung hat auch der AVL-Motor ein Saugrohr, denn auch hier wird Wasser mit eingespritzt. Wasserstoff ist nämlich in Sachen Verbrennung ziemlich wild. Um Vorentflammungen zu verhindern, wird Wasser mit eingespritzt. Kapus nennt dies einen "Verbrennungsmoderator". Theoretisch ließe sich sogar Wasser aus dem Auspuff dafür wiederverwenden.

Der Motor basiert auf dem Miller-Zyklus: Das Einlassventil wird noch während des Ansaugtaktes geschlossen. Dadurch hat der Kolben im ersten Teil des Verdichtungstaktes weniger gegen den Kompressionsdruck anzukämpfen, was die Effizienz steigert.

Auf die Beine gestellt hat AVL das Projekt gemeinsam mit dem ungarischen HUMDA Lab (Hungarian Mobility Development Agency), das wiederum der Istvan-Szechenyi-Universität in Györ unterstellt ist. Der Motor soll zeigen, dass hohe Leistungen mittlerweile auch in Wasserstoffmotoren erzielbar sind.

Es handelt sich auch um den ersten Motor, der direkt von AVL Racetech unter eigenem Namen entwickelt worden ist. Kapus verspricht: "Das ist nicht der Letzte. Und da spielt Wasserstoff eine große Rolle."

Transparenzhinweis: In einer früheren Version des Artikels hieß es, es sei der erste eigene Motor von AVL unter eigenem Namen. Richtig ist, dass es der erste Motor von AVL Racetech unter eigenem Namen ist.