Ford hat sich in den USA eine neue Technologie für Verbrennungsmotoren patentieren lassen. Speziell geht es um ein System, bei dem verdampftes Benzin in einer Vorkammer des Motors verbrennt. Im Motor entstehende Leck- oder Blow-by-Gase leitet beispielsweise die Kurbelgehäuse-Entlüftung (KGE, englisch PCV: Positive Crankcase Ventilation) weiter. Auch an anderen Stellen entstehende Kraftstoffdämpfe, wie beispielsweise aus dem Tank, möchten die Ford-Ingenieure in der neuen Vorkammer verbrennen. Dies soll den Ausstoß schädlicher Emissionen reduzieren und den Verbrennungsprozess verbessern.
Die unerwünscht entweichenden Blow-by-Gase wandern bei den in modernen Pkw-Verbrennungsmotoren üblichen geschlossenen KGE aus Umweltschutzgründen durch einen Filter und gelangen dann wieder in den Ansaugtrakt. Dadurch ist ein Überwachen der Gesamtemissionen über den Abgasstrang des Motors möglich. Allerdings gilt das System nicht als optimal – das ohnehin dem Motor zugeführte Luft-Kraftstoff-Gemisch vermengt sich mit dem zurückgeführten Kraftstoff, was die Effizienz der Verbrennung verschlechtern kann. Außerdem gibt Ford an, dass ein defektes oder überlastetes Ventil in der KGE zu einem unkontrollierten Entweichen von Emissionen in die Atmosphäre führen kann.
Die Nummer 310 verweist auf die Vorkammer, in der die Ford-Ingenieure die Kraftstoffdämpfe verbrennen wollen.
Tank statt Filter
Ford scheint in seinem Patent auf den nötigen Kohlefilter zum Auffangen der Kraftstoffdämpfe zu verzichten. Stattdessen soll sich der flüssige Energieträger in einem kleinen Tank sammeln. Von diesem Tank aus erfolgt die Einspeisung zur Vorkammer-Verbrennung. Die Technik soll die Effizienz des kompletten Verbrennungsprozesses erhöhen und dadurch insgesamt die schädlichen Emissionen senken. Zudem soll die effizientere Verbrennung zu geringeren Kohlenstoffablagerungen an den Ein- und Auslassventilen führen und somit die Langlebigkeit der mechanischen Bauteile verbessern und damit den Wartungsaufwand verringern.
Schritt-für-Schritt-Beschreibung der Zuführung der aufgefangenen Kraftstoffdämpfe in das Vorkammer-Verbrennungssystem.
Vorkammer-Verbrennungssysteme sind bei Pkw-Motoren nicht neu –mehrere Hersteller entwickeln sie permanent weiter. So tauchte im April 2023 eine Patentschrift auf, in der sich Porsche ein System mit zwei der Hauptbrennkammer vorgeschalteten Vorkammern hat patentieren lassen. Dank eines dadurch erhöhten Luftanteils im Luft-Kraftstoffgemisch sollen die Effizienz und Leistungsfähigkeit der Porsche-Hochleistungs-Verbrennungsmotoren steigen. Porsche nutzt für die Verbrennung allerdings ausschließlich Sprit aus dem Tank.
Bisher nur ein Patent
Ob Ford sein Patent in der Realität umsetzt, ist offen – erfahrungsgemäß bleiben viele Autohersteller-Patente einfach Patente. Die Chancen auf eine Serienfertigung steigen mit der Höhe der Effizienzgewinne, die sich der jeweilige Hersteller verspricht, in Verbindung mit möglichst niedrigen Fertigungskosten. Fords Entwicklung scheint noch am Anfang zu stehen – ob sich der technische Aufwand mit der Vorkammer-Verbrennung von Blow-by-Gasen lohnt, ist noch nicht erwiesen. Das Patent ist allerdings ein ernsthafter Hinweis darauf, dass Ford auch seine Verbrennungsmotoren weiterentwickelt.
Fazit
Wie ein jetzt aufgetauchtes US-Patent belegt, entwickelt Ford seine Verbrennungsmotoren weiter. Der Hersteller möchte über die Kurbelgehäuse-Entlüftung oder anderswo eingesammelten Kraftstoffdampf in Vorkammern des Verbrennungsmotors verbrennen und damit Sprit sparen, Emissionen senken und die Leistung steigern.
Das System steht anscheinend noch am Anfang seiner Entwicklung. Ob es hält, was sich die Ford-Ingenieure versprechen, ist genauso unklar wie das Potenzial der Technik. Eine aufwendige Weiterentwicklung von Verbrennungsmotoren könnte sich zudem als vergebliche Liebesmüh erweisen, wenn sich der prinzipbedingt viel effizientere E-Antrieb währenddessen durchsetzt.
