Neue Motoren verbrauchen weniger als alte, aber stimmt das wirklich?

Nein, ganz so ist es nicht. Die Spartechnologien moderner Motoren senken den unter Laborbedingungen gemessenen Verbrauch tatsächlich; im Alltag bleibt der Gewinn, den sie bringen, jedoch oft weit unter den im Datenblatt eingetragenen Werten. Der Grund ist einfach: Jede dieser Technologien funktioniert nur in bestimmten Last- und Drehzahlbereichen, und die Katalogwerte werden genau in diesen Bereichen gemessen. Der Alltag verläuft selten in diesen Bereichen. In diesem Artikel untersuchen wir anhand messbarer Daten, wo jedes System - von der Zylinderdeaktivierung bis zum 48V-Mildhybrid - tatsächlich Kraftstoff spart und wo das Versprechen ins Leere geht.

Warum der Katalogwert den realen Verbrauch nicht trifft?

Kliren wir zunächst, wie die Zahl im Datenblatt überhaupt entsteht. Der WLTP-Zyklus bietet gegenüber dem alten NEDC eine deutlich realistischere Darstellung der Fahrt: höhere Geschwindigkeiten, dynamischere Beschleunigungen, ein längerer Zyklus. Dennoch bleibt es ein Laborprotokoll. Der Test wird auf einem standardisierten Prüfstand in einer ebenen Umgebung mit kontrollierter Temperatur und Wind durchgeführt. Kalte Klimabedingungen, Steigungen, Klimaanlagenlast und abrupte Gasstöße im echten Verkehr bleiben außerhalb dieser Messung.

Das Ergebnis zeigt bei Benzinern und Diesel in dieselbe Richtung: Zwischen Zertifizierungswert und realem Verbrauch besteht eine systematische Lücke. In der NEDC-Ära betrug diese Lücke laut Berichten bis 2018 beim Benziner 37 %, beim Diesel 38 % . Der WLTP hat diese Lücke etwas verkleinert, aber nicht geschlossen, und aktuelle Analysen zeigen, dass der Unterschied zwischen Labor und realem Fahrbetrieb mit der Zeit größer wird. Die Motoren erscheinen im Katalog also zunehmend effizienter; auf der realen Straße schreitet der Gewinn viel langsamer voran.

Daraus ergibt sich die zentrale Frage: Wer erzeugt diese Lücke, welche Technologie? Die Antwort hängt von der Technologie ab. Schauen wir uns alles einzeln an.

Zylinderdeaktivierung: Unter welchen Bedingungen funktioniert sie, unter welchen versagt sie?

Die Logik des Systems ist aus ingenieurtechnischer Sicht solide: Wenn volle Leistung nicht benötigt wird - also im Leerlauf, bei leichter Beschleunigung und beim Verzögern - werden die Einlass- und Auslassventile ausgewählter Zylinder geschlossen und die Injektoren deaktiviert. Die verbleibenden Zylinder arbeiten normal; kommt am Gaspedal Vollast an, springen alle Zylinder sofort wieder ein. Der grundlegende Nutzen besteht darin, die Pumpen- und Reibungsverluste in den inaktiven Zylindern zu beseitigen.

Die Lücke zwischen den Zahlen

Hersteller- und Laborwerte sind vielversprechend: In Testzyklen bei niedriger Last liegt die Einsparung bei bis zu 12% gegenüber dem Betrieb mit 6 Zylindern verbraucht der Leerlauf mit 4 Zylindern 14-18% weniger Kraftstoff. Die Ergebnisse des SAE J1321, des unabhängigen Prüfstandards für Autobahntests desselben Systems, sind jedoch deutlich bescheidener: Im voll beladenen Autobahntest 2,76%, im Distributionsroutentest 2%. Warum? Weil der Motor auf der Autobahn bereits nahe an hoher Last arbeitet; die deaktivierbare "Leerlauf"-Zylinderkapazität schrumpft. Der Gewinn des Systems ist bei niedriger Last groß, bei hoher Last vernachlässigbar.

Dann gibt es noch die reale Straßenseite: In einem zweiseitig durchgeführten Vergleich mit einem V8-Pickup auf derselben Autobahnstrecke, mit aktiviertem und deaktiviertem System, wurde kein messbarer Unterschied im Kraftstoffverbrauch festgestellt. Ein Fahrzeug, ein Tag, nicht verallgemeinerbar - aber ein wichtiger Datenpunkt, um die Kluft zwischen Laborbehauptung und der Erfahrung eines einzelnen Nutzers zusammenzufassen. Auch eine andere öffentliche Einschätzung ist bemerkenswert: Das eigentliche Ziel eines Teils des Systems sei nicht der Verbrauch, sondern die Einhaltung der Emissionsvorschriften. Denn die Deaktivierung hält bei niedriger Last die Abgastemperatur hoch und hilft damit auch dem SCR-System, der NOx-Nachbehandlung, effizient zu arbeiten.

Verbrauchen kleine Turbo-Motoren wirklich weniger?

Die Downsizing-Theorie lautete: Verkleinere den Motor, hole die Leistung über den Turbolader zurück; da der kleine Motor nahe an hoher Last arbeitet, sinken die Reibungsverluste. Im Labor funktioniert diese Formel; kleine Turbo-Motoren verbessern den Verbrauch im Zertifizierungstest erheblich.

In der realen Welt sieht das Bild anders aus. In dem Moment, in dem der Turbolader eingreift, steigt die Kraftstoffzufuhr aggressiv an; ein kleinvolumiger Motor, der dauerhaft unter hohem Ladedruck läuft, kann ineffizienter werden als sein saugendes Pendant. Kurz gesagt, das System bietet außerhalb des Ladedruckbandes Vorteile - innerstädtisch, bei niedriger Last, gleichmäßigem Tempo -; mit drauftretendem Fuß kehrt sich der Vorteil um. Es wird auch deutlich angemerkt, dass die Hinwendung der Hersteller zu kleinen Turbo-Motoren zur Erfüllung ihrer Emissionsziele den Verbrauch nicht "besser", sondern "schlechter" machen kann.

Hinzu kommt die Zuverlässigkeitsdimension. Es kursieren Behauptungen, dass kombinierte verkleinerte Turbo- plus Hybrid-Setups zu einer frühen Welle mechanischer Ausfälle geführt haben; obwohl die Quellenqualität dieser Behauptungen begrenzt ist, ist bekannt, dass Hersteller zahlreiche Vorkehrungen gegen die mechanischen Schäden getroffen haben, unter denen Turbo-Motoren historisch bekanntermaßen litten. Die praktische Schlussfolgerung: Die im Katalog schön aussehende Turbo-Effizienz gehört Ihnen möglicherweise in Wirklichkeit nicht, wenn in Ihrem Fahrprofil enge Beschleunigungen und hohe Geschwindigkeiten vorherrschen.

Direkteinspritzung: Bringt Effizienz, hat aber ihren Preis

Die Direkteinspritzung (GDI) spritzt den Kraftstoff direkt in den Brennraum statt in den Saugport. Sie führt dem Zylinder ein kälteres Luft-Kraftstoff-Gemisch zu; diese Kühlung bedeutet höhere Verdichtung und bessere Füllung. Das Ergebnis: Sowohl die spezifische Leistung als auch die Effizienz steigen, die Emissionen sinken.

Der Preis: Der Kraftstoff passiert die Einlassventile nicht mehr. Bei der Saugrohreinspritzung wäscht der Kraftstoff kontinuierlich die Ventilrückseite und reinigt sie von Verunreinigungen. Bei GDI entfällt diese Spülung; auf den Ventilen sammeln sich ölige Ablagerungen. In einschlägigen Foren kursieren anekdotische Berichte über Fälle, in denen bei rund 60.000 km eine Ventilreinigung (Walnut Blasting) erforderlich war. Da es zudem bei hoher Leistungsanforderung schwierig ist, in kurzer Zeit große Kraftstoffmengen einzuspritzen, setzen die Hersteller inzwischen auf Doppel einspritzung mit Saugrohr + Direkteinspritzung: Der Saugrohrkreis hält die Ventile sauber, der Direktkreis liefert die Effizienz.

Fazit: GDI ist ein echter Effizienzgewinn und kein leeres Versprechen. Bei der Kaufentscheidung muss man aber die Wartungskosten einbeziehen; die Technologie ist nicht "kostenlos".

48V Mild-Hybrid: 15% oder deutlich weniger?

Mild-Hybrid-Systeme nutzen den Elektromotor nicht für die gesamte Antriebsleistung, sondern zur Unterstützung: Sie glätten Start-Stop-Vorgänge, liefern beim Beschleunigen Drehmomentunterstützung und gewinnen beim Verzögern Energie zurück. Das Fahrzeug kann elektrisch nicht allein angetrieben werden - deshalb sind sie günstiger als Vollhybride, sparen aber weniger Kraftstoff.

Die Zahlen unterscheiden sich je nach Messmethode um bis zum Dreifachen. Systemlieferanten sprechen von einer Verbrauchsreduzierung von 15% und mehr; dieser Wert stützt sich vor allem auf Laborergebnisse im Stop-and-Go-Verkehr und im kombinierten Stadt/Autobahn-Zyklus. Demgegenüber liegt die typischerweise bei Mild-Hybrid-Fahrzeugen gemessene Kraftstoffverbrauchsverbesserung im Bereich von 0,4-1,7 km pro Liter Die Lösung hybrid4all, die im Vergleich zum eigenen 12V-System eines Systemlieferanten 5% Ersparnis ausweist, passt ebenfalls in diese breite Spanne. Auch die unabhängige akademische Bewertung deutet in dieselbe Richtung: Es ist belegt, dass das 48V-System den Verbrauch senkt, aber diese Senkung ist nicht zwingend eine "große Verbesserung".

Praktische Lesart: Der Gewinn eines Mild-Hybrids hängt direkt vom Fahrzyklus ab. Bei stop-and-go-lastigem Stadtverkehr ist der Unterschied spürbar; bei konstantem Autobahntempo bleibt der Beitrag begrenzt, da weniger kinetische Energie zurückgewonnen werden kann. Der entscheidende Punkt ist folgender: Keine Spartechnologie kann eine aggressive Gaspedalbedienung ausgleichen.

Selbstzündender Diesel: Die Technologie, bei der das Versprechen wirklich eingehalten wird

Der Titel mit der größten Übereinstimmung zwischen Versprechen und realem Einsatz in der Technologieliste ist der klassische Diesel. Selbstzündende Dieselmotoren in leichten Nutzfahrzeugen haben unter allen leichten Nutzfahrzeug-Motortypen den höchsten thermodynamischen Wirkungsgrad. Im Vergleich zu funkengezündeten Benzinern sind Dieselmotoren rund 40% effizienter. Der Grund ist dreifach: das hohe Verdichtungsverhältnis, der kontrollierte Ablauf der Verbrennung nach der Zündung und die höhere Energiedichte von Dieselkraftstoff.

Dieser Vorteil macht sich auch in der realen Welt auf Langstrecken und bei konstantem Tempospürbar bemerkbar; die Lücke zwischen Katalogwert und realem Verbrauch besteht zwar auch beim Diesel, doch der grundlegende Effizienzvorteil der Technologie bleibt erhalten. Eine interessante Entwicklung ist die Übertragung dieses Prinzips auf die Benzinseite: An der Benzinkompressionszündung (GCI) wird gearbeitet, ein Ansatz, der eine dieselähnliche hohe Effizienz und ein niedrigeres Emissionspotenzial bietet und mit benzinerähnlichen Kraftstoffen betrieben werden kann. Kurz gesagt: Der Effizienzwettbewerb wird sich auch künftig um die Kompressionszündung drehen.

Technologievergleich: Wo bringt er etwas, wo kostet er?

Aus der Tabelle lässt sich ein klares Fazit ziehen: Keine der Technologien ist schlecht, alle sind für bestimmte Bedingungen ausgelegt. Der Katalogwert ist die beste Leistung, die genau unter diesen Bedingungen gemessen wurde. Je näher Ihre reale Fahrt diesen Bedingungen kommt, desto näher kommen Sie dem Katalogwert.

Praktisches Ergebnis: Wer erreicht die KATALOGZAHL tatsächlich?

Das Profil mit den besten Chancen, sich dem Katalogverbrauch zu nähern, ist nicht die konstante und gemächliche Langstrecke ohne Stop-and-Go; ganz im Gegenteil, es ist die innerstädtische Nutzung mit viel Stop-and-Go, aber sanftem Gasfuß. Zylinderabschaltung und Mildhybrid bringen genau in diesem Profil Vorteile. Wenn Sie mit demselben Fahrzeug auf der Autobahn über der Geschwindigkeitsgrenze und an Steigungen ständig hohe Last fordern, geht der kleine Turbolader leer aus, die Abschaltung wird deaktiviert, und der Abstand zum Katalogwert kann 30% übersteigen.

Deshalb lesen Sie beim Fahrzeugkauf den Katalogwert nicht isoliert, sondern gleichen Sie ihn mit Ihrem eigenen Fahrprofil ab: Wenn Sie überwiegend Langstrecke fahren, ist der Effizienzvorteil des kompressionsgezündeten Diesels real und messbar. Im Stadtverkehr bringen Mild-Hybrid und Zylinderabschaltung zwar einige Gewinne, aber erwarten Sie keine Herstellerwerte von 15 %; die typische gemessene Verbesserung fällt deutlich bescheidener aus. Wenn Sie einen Turbobenziner bevorzugen, hält das Sparversprechen, solange Ihre Phasen ohne Ladedruck lang sind; bei Dauerzug und hohen Geschwindigkeiten kann derselbe Motor mehr verbrauchen als ein saugender Vergleichsmotor. Die Technik kann den Kraftstoffverbrauch senken - aber welcher Technik wie viel senkt, das bestimmt Ihr rechter Fuß.

Quellen

• Improving fuel economy with Cylinder Deactivation Technology (CDA)
• Cylinder Deactivation Systems - Clemson University CVEL
• Turbocharged Engines: Fuel-Economy Boost or Bust?
• Small turbo engines get good MPG ratings; real-world use may be a different story
• The trouble with turbos - The Globe and Mail
• Carmakers Go Back to the '80s With Turbo Engines - The New York Times
• Gasoline direct injection - Wikipedia
• How Direct Injection Engines Work - UTI
• All about 48V / Mild Hybrid technology - SEG Automotive
• Mild hybrid - Wikipedia
• The effect of 48V mild hybrid technology on fuel consumption - ScienceDirect
• Hybrid Electric Vehicles - Alternative Fuels Data Center
• Chapter 5: Compression-Ignition Diesel Engines - National Academies
• OPGCI: Revolutionizing the Internal Combustion Engine - Achates Power
• WLTP policy update - ICCT
• Diving into WLTP - ClearWatt
• Which factor contributes more to the fuel consumption gap - ScienceDirect
• Complex engine tech gets better ratings, does little in real world