Die Artikel Scuderi Motor und Split Engine überschneiden sich thematisch. Hilf mit, die Artikel besser voneinander abzugrenzen oder zu vereinigen. Beteilige dich dazu an der Diskussion über diese Überschneidungen. Bitte entferne diesen Baustein erst nach vollständiger Abarbeitung der Redundanz. Framhein 18:09, 9. Jul. 2009 (CEST)

Der Scuderi-Motor ist ein Viertakt-Verbrennungsmotor mit geteilten Taktzyklen. Die vier Arbeitsschritte Ansaugen, Verdichten, Verbrennen und Ausstoß werden auf zwei Zylinder verteilt, die für ihre jeweiligen Aufgaben konstruktiv optimiert sind. Dadurch ist es erstmals in der Geschichte des Verbrennungsmotors möglich, nach dem oberen Totpunkt zu zünden und damit eine besonders effiziente und saubere Verbrennung zu erzielen. Der Motor wurde nach seinem Erfinder Carmelo J. Scuderi (1925 bis 2002) benannt.

[Bearbeiten] Technik

Die Arbeitstakte im Scuderi-Motor sind konstruktiv auf jeweils ein Zylinderpaar verteilt. Sie sind für ihre spezifischen Aufgaben optimiert. Der erste Zylinder ist für Ansaugen und Verdichten zuständig und wird Verdichtungszylinder genannt. Durch einen Überleitungskanal gelangt die hoch komprimierte Luft mittels einer Ventilsteuerung in den zweiten Zylinder, der als Arbeitszylinder bezeichnet wird. Dort wird der Kraftstoff eingespritzt, nach dem oberen Totpunkt gezündet und das Abgas ausgestoßen. Da das Zylinderpaar im Gleichtakt arbeitet, vollendet der Scuderi-Motor einen kompletten Arbeitszyklus während nur einer Kurbelwellenumdrehung. Herkömmliche Motoren benötigen zwei Umdrehungen, um einen Arbeitszyklus zu vollenden. Der Druck im Verdichtungszylinder und Überleitungskanal liegt im aktuellen Prototyp bei über 50 bar (725 psi). Luft mit derartig hohem Druck sorgt beim Eintritt in den Arbeitszylinder für große Verwirbelungen. Die Verwirbelung wird noch weiter erhöht, indem die Ventile während der Verbrennung so lange wie möglich offen gehalten werden. Dies führt zu einer sehr schnellen Vergasung des Kraftstoffs, was eine hohe Flamm- bzw. Verbrennungsgeschwindigkeit bewirkt. Die Kombination aus hohem Anfangsdruck und hoher Flammgeschwindigkeit ermöglicht einen Verbrennungsbeginn zwischen 11 und 15 Grad nach dem oberen Totpunkt und ein Ende bei 23 Grad nach der Zündung. Das Resultat ist ein Saug-Motor mit geringerem Verbrauch, geringeren Emissionen, besserem Wirkungsgrad, einem höheren Drehmoment und höherer Leistung.

In einer nächsten Ausbaustufe wird der Scuderi-Motor mit einem Turbolader ausgestattet, der zu einer weiteren Steigerung von Drehmoment und Wirkungsgrad führen soll. Der Druck im Verdichtungszylinder und Überleitungskanal wird nach Berechnungen der Entwicklungsingenieure auf über 130 bar (1.885 psi) steigen. Mit der Ergänzung eines Druckluftspeichers soll der Scuderi-Motor zu einem Druckluft-Hybrid-Motor ausgebaut werden. Unterschiedliche Motorsteuerungskonzepte wie eine Motorabschaltung im Leerlauf, ein Fahren ausschließlich mit Druckluft sowie regeneratives Bremsen sollen den Motor dadurch noch effizienter machen.

[Bearbeiten] Scuderi Group

Seit 2001 entwickelt die Scuderi Group aus West Springfield Massachusetts, USA, mit zahlreichen Automobilzulieferern und einem renommierten Forschungsinstitut die Technologie des Motors mit geteilten Taktzyklen. Das Unternehmen hält mittlerweile über 200 Patente (Stand Juli 2009); 72 davon sind in über 50 Ländern eingetragen. Im März 2008 hat die Scuderi Group die Forschung und Entwicklung des ersten Split Cycle Saugmotors aus eigenen Mitteln finanziert. Der 1-Liter-Prototyp mit zwei Zylinderpaaren wurde nach Firmenangaben im Januar 2009 fertig gestellt. Scuderi ist überzeugt, dass sowohl der Wirkungsgrad im Vergleich zu herkömmlichen Ottomotoren erhöht und der Ausstoß von Schadstoffen signifikant reduziert werden können. Bereits in der Basisversion des Saug-Motors ohne zusätzliche Aufladung wird eine Wirkungsgradverbesserung erzielt, allerdings halten sich die Entwickler bezüglich der genauen Zahlen noch bedeckt. Der Motor produziert potenziell bis zu 80 Prozent weniger Stickoxide als ein herkömmlicher Ottomotor.

14 der 20 größten Automobil- und Motorenhersteller prüfen derzeit die Konstruktion und es seien zahlreiche Vertraulichkeitsvereinbarungen unterzeichnet. Die Scuderi-Technologie bietet Herstellern weltweit die Chance, in kurzer Zeit die zukünftigen internationalen Emissions- und Verbrauchsstandards zu erfüllen, ohne die bestehenden Produktionsprozesse tiefgreifend und kostenintensiv verändern zu müssen. Die Scuderi Group erwartet weitere Technologiefortschritte und Effizienzsteigerungen des Motors, wenn die Entwicklungsingenieure der Automobilhersteller weltweit mit dem Motor arbeiten und mit ihrem Know-how spezifische Modifikationen und Optimierungen vornehmen.

Der Prototyp wurde im April 2009 auf dem SAE World Congress in Detroit (Society of Automotive Engineers) vorgestellt. Anfang Juli 2009 teilte das Unternehmen mit, dass der Scuderi-Motor erste Tests bestanden habe. Wenn die Versuchszyklen des Scuderi-Benzin-Saugmotors abgeschlossen sind, konzentrieren sich die Scuderi Ingenieure und ihr unabhängiges Entwicklungslabor auf die Entwicklung der nächsten Ausbaustufen des Prototyps. Die Fertigstellung des turbogeladenen Scuderi-Motors und des Scuderi-Druckluft-Hybridmotors ist für 2010 geplant.

[Bearbeiten] Geschichte

Dipl.-Ing. Carmelo J. Scuderi war ein US-amerikanischer Erfinder, Konstrukteur und Ingenieur für Thermodynamik und Strömungslehre. Fast fünfzig Jahre lang beschäftigte er sich mit der Erfindung, Entwicklung, Erprobung und kommerziellen Nutzung neuer Technologien. Zeit seines Lebens war Carmelo J. Scuderi Entwicklungspartner für große Technologieunternehmen. 1992 entwickelte er eine Kompressortechnologie für den Einsatz in Kühlaggregaten. Diese Konstruktion ermöglichte erstmals den Verzicht auf Fluorchlorkohlenwasserstoffen (FCKW) als Kältemittel. Sein ölfreier Kompressor wurde in nur sechs Monaten konstruiert und errang auf dem Markt für Klima- und Kältetechnik innerhalb kurzer Zeit einen Marktanteil von 70 Prozent. Heute ist Scuderis Technologie der Branchenstandard und wird weltweit in Kühlschränken bis hin zu großen Kühlhäusern eingesetzt.

Den größten Teil seines Lebens forschte Carmelo Scuderi über die Effizienzverluste des herkömmlichen Ottomotors. Von 1994 bis zu seinem plötzlichen Tod 2002 arbeitete er an der Optimierung des Verbrennungsmotors und widmete von 1998 an seine gesamte Zeit der Konstruktion des Scuderi-Motors mit geteiltem Taktzyklus. Scuderis Konstruktion wurde 2001 fertig gestellt. Mit der Hilfe seiner Kinder begann er, seine Erfindung zu patentieren, sich mit Laboratorien und Lizenzvergabeexperten in Verbindung zu setzen und bei Investoren Gelder einzuwerben, um diesen völlig neuen Verbrennungsmotor zu realisieren. Nach Angaben des Unternehmens wurden bis Juli 2009 bereits 35 Mio. US$ investiert.

[Bearbeiten] Kritik

Aus thermodynamischer Sicht bewirkt die verspätete Zündung nach bisheriger Meinung eine Verschlechterung des Wirkungsgrades. Hier werden zwei Gründe genannt: 1) In den Rohren komme es zu Verlusten, die in Folge der Direkteinspritzung bei heute verbreiteten Motoren nicht auftreten und deren guten Wirkungsgrad erst ermöglichten. 2) Es käme durch die Re-Komprimierung des Gases zu Verlusten. Es wird in Frage gestellt, ob der Druckluft-Hybrid mit der beschränkten Speicherkapazität und den Verlusten in der Energiewandlung eine nennenswerte Effizienzsteigerung erreicht. Auch könnten thermische Probleme aufgrund eines heißen und kalten Zylinders auftreten. Die Scuderi Group gibt an, dass die oftmals als Kritik angeführten Probleme gelöst sind und die Wirkungsgradsteigerung und Zuverlässigkeit durch zahlreiche patentierte Entwicklungen sichergestellt sei.

[Bearbeiten] Weblinks

• Offizielle Website der Scuderi Group

• handelsblatt.de, 17. September 2009, "Arbeitsteilung im Viertakter" von Chris Löwer
• Frankfurter Allgemeine Zeitung, 20. Juni 2009, Rüdiger Abele (PDF-Datei; 1,14 MB)
• Focus online, 2. Juli 2009, "Technik: Arbeitsteilung, Turbo und Druckluft-Hybrid
• Badische Zeitung, 2. Juli 2009 "Scuderi schlägt einen anderen Takt

• auto.de. 3. Juli 2009, "Neuer Sparmotor: Arbeitsteilung, Turbo und Druckluft-Hybrid"

• Innovations-report.de, 2. Juli 2009, Revolutionärer Scuderi Motor besteht erste Tests
• Auto-presse.de, 2. Juli 2009, "Neuer Sparmotor: Druckluft-Hybrid mit Turbo"

• Automobil-industrie.de, 2. Juli 2009, "Testläufe für ersten Prototyp" von Bernd Otterbach
• Der Spiegel, 10. Juli 2007 "Das Wirkungsgrad-Wunder" von Jürgen Pander
• Süddeutsche.de, 9. September 2007, "Kommt der Wundermotor" von Günter Fischer