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Wasser im Extratank: Das Safety Car für die Motorradweltmeisterschaft MotoGP mobilisiert durch Wassereinspritzung mehr Leistung. Die Technik könnte bald auch für die Serie verfügbar sein. Prototypen werden getestet.

Frage der Physik

Reines Wasser im Motor hilft beim Benzinsparen

Eignet sich Wasser als Treibstoff für Motoren? Nein. Aber in der richtigen Dosis in einen Benzinmotor eingespritzt, steigert es die Leistung und senkt den Verbrauch. BMW bereitet den Praxiseinsatz in der Serie vor.

Rein äußerlich wirkt der rote BMW, der auf der ehemaligen Rennstrecke in Miramas bei Marseille seine Runden dreht, wie ein ganz normaler 1er – wenn man vom Schriftzug „Efficient Dynamics“ an der Seite einmal absieht. Seine Besonderheit liegt unter der Motorhaube verborgen: Über zusätzliche Einspritzdüsen in jedem der drei Zylinder des Motors wird vor der Verdichtung der Luft etwas zugesetzt, was eigentlich nicht als Treibstoff gilt: Reines Wasser. Es dient auch nicht unmittelbar dem Antrieb. Und doch sorgt es dafür, dass der Motor weniger Benzin verbraucht und gleichzeitig deutlich mehr leisten kann.

Dabei macht sich der Autohersteller, der hier in Südfrankreich ein ausgedehntes Testareal betreibt, einige physikalische Gesetzmäßigkeiten zunutze. Im Kern beruhen alle darauf, dass das Wasser den Motorraum kühlt.

  • Der Motor kann so mehr Luft und damit Sauerstoff ansaugen. Das erhöht automatisch die Leistung, weil auf gleichem Raum mehr Benzin verbrannt werden kann.
  • Die Gefahr einer unkontrollierten Verbrennung im Motor, das so genannte Klopfen, wird reduziert. Das ermöglicht eine höhere Verdichtung und eine frühere Zündung. Beides steigert den Wirkungsgrad – der sich dem eines Dieselmotors annähert.
  • Die thermische Belastung von Kolben und Ventilen, aber auch des Katalysators, wird reduziert. Das erhöht deren Lebensdauer.
  • Schadstoffe wie Stickoxide, deren Entstehung durch hohe Temperaturen begünstigt wird, sowie der Ruß im Abgas, lassen sich reduzieren.
  • Ein Teil der positiven Effekte wird heute schon in konventionellen Motoren erreicht. Dafür wird in bestimmten Betriebsbereichen mehr Benzin eingespritzt, als verbrannt werden kann. Das verdunstet im Verbrennungsraum schlagartig und sorgt für ein bisschen Kühlung. Das wird durch das Wasser überflüssig. Damit wird nur noch das Benzin eingespritzt, das man wirklich für die Verbrennung braucht.

Einen um acht Prozent geringeren Treibstoffverbrauch verspricht sich BMW durch die Wassereinspritzung. Nicht nach Norm, sondern im Alltagsverkehr. Weil sich einige der positiven Wirkungen vor allem dann einstellen, wenn der Motor stark beansprucht wird, dürften sportliche Fahrer besonders profitieren. Wirklich sparsam wird die Fahrerei im Grenzbereich deshalb immer noch nicht. Aber der Mehrverbrauch, wenn man die Leistung des Motors voll ausnutzt, fällt weniger dramatisch aus als bisher.

Wer befürchtet, dass Wasser in den Abgasen Korrosion auslöst, kann diese Sorge vergessen. Denn Wasserdampf ist neben Kohlendioxid und dem unverbrannten Stickstoff der Luft ohnehin einer der Hauptbestandteile der Abgase eines Benzinmotors.

Wasser-Methanol-Gemisch beim Jagdflugzeug Messerschmitt

Wirklich neu ist das Wissen um die Wasserseinspritzung nicht. Bereits im Zweiten Weltkrieg nutzte das Jagdflugzeug Messerschmitt Bf109 G-10 die Möglichkeit, durch zusätzliche Kühlung des Motors die Leistung zu steigern. Dabei kam ein Wasser-Methanol-Gemisch zum Einsatz. Dadurch stieg die Leistung des gewaltigen Motors mit zwölf Zylindern kurzfristig von 1435 auf 1800 PS.

Auch im Rennsport ist Wassereinspritzung seit Jahrzehnten verbreitet. Und auch BMW nutzt die Technik für einen besonderen Sporteinsatz: Das Safety-Car für MotoGP (das ist die höchste Klasse der Motorrad-Weltmeisterschaft) ist ein BMW M4. Er leistet schon serienmäßig 431 PS. Mit der zusätzlichen Wassereinspritzung legt er bei Leistung, Drehmoment und Effizienz noch einmal zu. Anders als beim jetzt getesteten Prototypen wird aber das Wasser nicht in den Brennraum, sondern – einfacher – in das Saugrohr, das die Verbrennungsluft ansaugt, eingespritzt. Im Praxisbetrieb ist es beim M4 umständlich. Immer beim Tanken muss ein zusätzlicher Fünf-Liter-Behälter mit Wasser gefüllt werden.

Das ist beim Prototypen und damit auch bei einem künftigen Serieneinsatz nicht mehr nötig. Dabei bedienen sich die BMW-Ingenieure eines kleinen Kunstgriffs. Sie zapfen einfach das Wasser ab, das am Verdampfer der Klimaanlage des Autos kondensiert.

Die liefert bei weitem mehr davon, als für die Zusatzeinspritzung im Motor benötigt wird. Das ist das Wasser, das nach Fahrten vor allem an heißen Tagen aus dem Auto tropft und am Asphalt Pfützen bildet. Völlig harmlos, aber für viele Autofahrer immer wieder ein Grund zur Beunruhigung. Bald noch mehr: Dieses bisher überflüssige Wasser hilft dann beim Benzinsparen.

Von Martin Prem

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