Mazda Skyactiv-X: Benzin-Selbstzünder kommt 2019

Hiroshima – Mazda mag es ungewöhnlich. Die Japaner erforschen Motorkonzepte, die andere Hersteller längst beerdigt haben. Eines davon geht bald in Serie: Mazda hat für 2019 einen Benziner mit Kompressionszündung angekündigt. Eine Mischung aus Benziner und Diesel – oft „DiesOtto“ oder „Biesel“ genannt.

Mazda tauft die neue Motorengeneration der „Skyactiv“-Serie „SPCCI“, kurz für „Spark Controlled Compression Ignition“. Das Benzin-Luftgemisch zündet über die Hitze, die bei extremer Verdichtung entsteht. Also ähnlich wie ein Diesel-Motor. Das soll ihn sparsam machen.

Mazda 3: 2019 kommt der SPCCI-Motor

Dass Mazda so einen Motor baut, ist längst bekannt. Bereits 2013 berichteten wir über das Projekt. Jetzt erklärt Mazda offiziell: Im Geschäftsjahr 2018/2019 startet der Motor im Mazda 3. Er bekommt 2,0 Liter Hubraum, Benzin-Direkteinspritzung, eine Art Kompressor („Air Assist Mechanism“) und 10 bis 30 Prozent mehr Drehmoment als ein aktueller Mazda-Saugbenziner. Sein Verbrauch soll den eines vergleichbaren Diesels unterbieten.

Ein Benzin-Selbstzünder wird der „Skyactiv-X“ allerdings nicht ganz. Das Problem: Die Selbstzündung von Benzin lässt sich nicht wie bei einem Diesel kontrollieren. In einigen Temperatur- und Lastbereichen ist sie gar nicht möglich. Mazda setzt deshalb Zündkerzen ein. Beim Kaltstart arbeitet der Motor wie ein klassischer Benziner.

Später steuern die Kerzen den Zündzeitpunkt. Die Idee: Von unten drückt der Kolben auf das Benzin-Luftgemisch. Er verdichtet es im Verhältnis von 16:1. Von oben verursacht die Zündkerze eine sphärische Flamme, letztendlich also eine Druckwelle. Gemeinsam komprimieren die beiden Bewegungen das Gemisch so stark, dass es sich entzündet.

Mazda Biesel: Der „Skyactiv-X“

Mazda verwendet ein besonders mageres Gemisch, also einen starken Luftüberschuss. Mazda-Top-Manager Kiyoshi Fujiwara erklärt bei der Präsentation des Motors: Das Gemisch sei „zu mager, um von einer Zündkerze entzündet zu werden“. Über die Kompressionszündung verbrenne es aber „sauber und schnell“. Das senke die Stickoxid-Emissionen.

Vor allem geht es aber um den Kraftstoffverbrauch und damit den CO2-Ausstoß. Verglichen mit einem aktuellen Mazda-Benziner soll der „Skyactiv-X“ 20 Prozent sparsamer fahren. Bei geringen Geschwindigkeiten sinke der Verbrauch um bis zu 30 Prozent. Fujiwara betont: Der neue Motor sei in allen Prüfzyklen und im Alltag sparsam. Zudem sei er über ein breites Drehzahlband effizient.

Hybride sind ebenfalls ein Thema für Mazda. Der neue Benziner wird langfristig die Basis für Mild- und Plug-in-Hybride. Zudem plant Mazda Elektroautos und Fahrzeuge mit Range-Extender. Zunächst gehe es aber um bessere Verbrenner. Die aktuellen Motorengenerationen („Skyactiv-G“ und „Skyactiv-D“) werden weiter entwickelt.

Hintergrund: Ottomotoren mit Fremd- und Kompressionszündung

Alle Pkw-Benzinmotoren arbeiten derzeit nach dem gleichen Prinzip: Eine Mischung aus Sprit und Luft wird verdichtet und von einer Zündkerze entzündet. Voraussetzung ist ein annähernd ideales („stöchiometrisches“) Verhältnis aus Kraftstoff und Sauerstoff. Auf ein Kilogramm Benzin kommen dabei 14,7 Kilogramm Luft.

Der Nachteil: Die Zündflamme muss sich im Brennraum ausbreiten. Rund um die Zündkerze verbrennt das Gemisch schneller und sauberer als an anderen Stellen. Der Energiegehalt des Kraftstoffs wird nicht optimal ausgenutzt.

Bei extremer Verdichtung kommt es zur sogenannten homogenen Kompressionszündung („HCCI“). Das Gemisch entzündet sich selbstständig an mehreren Stellen und verbrennt gleichmäßig. Das spart Sprit und Schadstoffe, galt aber bisher als nicht oder schwer kontrollierbar. Daimler und VW zeigten Prototypen, beendeten die Entwicklung aber. Zu teuer, zu aufwändig. Bei Mazda geht sie nun leicht abgewandelt in Serie.