Nissan patentiert einen Motor aus Carbon – für einen neuen GT-R?

Nissan hat ein Patent für einen Verbrennungsmotor beantragt, der größtenteils aus Carbon besteht. Welche Vorteile das genau bringen soll, deutet der japanische Hersteller nur an. Aus der Patentschrift geht hervor, dass überwiegend das Motorgehäuse aus leichter Kohlefaser bestehen soll, während die hochbelasteten Teile im Inneren des Blocks weiterhin aus metallischen Werkstoffen gefertigt sind.

Besseres Abgas, weniger Verschleiß

Damit das Carbon-Gehäuse die während der Verbrennung auftretende Hitzebelastung aushält, haben die Ingenieure einen Spalt zwischen metallischem Zylinder und dem umgebenden Gehäuse vorgesehen. In diesem Spalt soll permanent Kühlwasser zirkulieren, im technischen Prinzip der nassen Laufbuchsen. Dessen Nachteil, der geschwächten Integrität eines Metallgehäuses, gleicht das Carbon aus. Umgekehrt weist Nissan darauf hin, dass sich das Kohlefasergehäuse nicht so schnell erwärmt, was beim Start des Motors zu einem schnelleren Erreichen der Betriebstemperatur und somit zu einem niedrigeren Verschleiß führt. Gleichzeitig beugt Nissan durch den Wassermantel vor, dass sich das Carbon übermäßig erwärmt, da trotz aller positiven Eigenschaften des Materials, die Temperaturbeständigkeit keine ist. Grob gesagt: ab 150 Grad Celsius wird es Carbon langsam zu warm. Es gibt zwar schon Harze, die 260 Grad Celsius bestehen, einen Motor daraus bauen dürfte jeden Geldbeutel überlasten.

Erhebliche Gewichtsersparnis

Auf das Gewicht des Motors im Vergleich zu einem Ganzmetall-Aggregat mit gleichem Bauteilvolumen gehen die Nissan-Verantwortlichen nicht ein. Dabei ist eine enorme Gewichtsreduktion höchstwahrscheinlich: Eine Verbundwerkstoff-Konstruktion aus 40 Prozent Epoxidharz und 60 Prozent Kohlefaser ist um 42 Prozent leichter als eine entsprechende Konstruktion aus Aluminium, dreimal leichter als eine aus Titan und fünfmal leichter als eine aus Stahl. Außerdem ist Carbon zwei- bis fünfmal steifer als Aluminium oder Stahl und der Wärmeausdehnungskoeffizient von Kohlefaser ist wiederum erheblich niedriger bei den meisten Metallen.

Kolben und Pleuel aus Carbon

Während Nissan in seinem Patent ausschließlich ein Motorgehäuse beschreibt, versuchen sich anderen Unternehmen an Kolben oder Pleuel aus Carbon. So bietet der Rennkomponenten-Spezialist AWA Forged Composites aus dem circa 30 Kilometer südwestlich von L.A. gelegenen Rolling Hills Estates bereits Pleuel und Kolben aus Carbon an. Die Kolben sollen um 40 Prozent leichter als herkömmliche Bauteile sein und wegen ihrer niedrigeren Wärmeleitfähigkeit mehr Wärme im Zylinder halten. Dies soll zu einer effektiveren Verbrennung und somit zu mehr Leistung führen.

Neuer Nissan GT-R mit Carbon-Motor?

Für welches Modell Nissan seinen Carbon-Motor einsetzen möchte, ist noch nicht bekannt. Die meisten Gerüchte im Netz beschreiben einerseits einen neuen GT-R als wahrscheinlichsten Empfänger. Andererseits bedeutet ein Patent noch lange nicht, dass ein Hersteller das patentierte Bauteil in der Serie einsetzt.