Kaum ein anderer Automobilhersteller auf der Welt geht in Sachen Verbrennungsmotor so unkonventionelle Wege wie Mazda. Dabei sind die Japaner im Vergleich zu Toyota, Honda oder anderen Riesen vergleichsweise klein. Dennoch halten sie beispielsweise an Verbrenner-Exoten wie dem Wankelmotor fest (siehe Bildergalerie). Und selbst dem längst ausgestorbenen Zweitakter versuchen sie noch etwas abzugewinnen, wie eine US-Patentanmeldung zeigt. Auch wenn die bereits aus dem Jahr 2022 stammt, so wollten wir ihnen dieses Thema nicht vorenthalten.
Variable Ventilsteuerung
Mazdas Patentanmeldung beschreibt einen vom Kompressor aufgeladenen Motor mit nicht näher spezifizierter Zylinderzahl, der einen Zylinderkopf mit Einlass- und Auslassventilen aufweist. Die sind in einem Winkel von etwa 90 Grad angeordnet. Die Einlassventile befinden sich sehr nahe an der oberen Mitte des Zylinders, während die Auslassventile eher auf der Seite des dachförmigen Zylinders sind. Ein fast vertikaler Ansaugkanal zwingt den Strom der aufgeladenen Ansaugluft, die Zylinderwand hinunterzuspülen, wobei die Abgase eingeklemmt und durch einen fast horizontalen Auslasskanal herausgedrückt werden.
Die Einspritzdüse und die Zündkerze liegen ungefähr in der Mitte nahe der Oberseite der Brennkammer. Der Schlüssel scheint in der variablen Ventilsteuerung zu liegen. Das Auslassventil öffnet so offenbar immer etwa 10 Grad Kurbelwellendrehung früher als der Einlass. Einlass und Auslass schließen allerdings immer gleichzeitig. Durch Verschieben dieser Öffnungs- und Schließzeiten kann Mazda jedoch entweder 120 Grad Kompression und 100 Grad Expansion oder umgekehrt erreichen.
Vorteile Zweitakter
Weil Zweitaktmotoren einmal je Kurbelwellenumdrehung zünden, erzeugen sie im Gegensatz zum Viertakter (eine Zündung je zwei KW-Umdrehungen) bei gleicher Drehzahl mehr Drehmoment und einen ruhigeren Motorlauf. Klassische Bauweisen, die mit Schlitzen und Schiebern auskommen, benötigten obendrein keinen aufwendigen Ventiltrieb. Sie sind also einfacher konstruiert, robuster und zunächst einmal effizienter. Der große Nachteil liegt in den Spülverlusten, die vor allem dazu führen, dass unverbrannter Kraftstoff durch den Auspuff geschoben wird. Viele dürften sich noch an den Geruch und die blauen Abgaswolken erinnern.
Ganz kann Mazda dieses Problem auch nicht lösen. Da die Einlass- und Auslassventile nämlich beide bei etwa 120 Grad Kurbelwellendrehung geöffnet sind und der Kompressor die Abgase herausdrückt, gibt es keine Möglichkeit, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Motors zu regeln. In Zeiten strengster Emissionsvorschriften dürfte es also unwahrscheinlich sein, dass Mazda einen solchen Motor nach Europa bringt. Überhaupt bleibt unklar, zu welchem Zweck die Japaner immer noch solch abgefahrene Verbrenner-Patente anmelden. Unseren Respekt für die Innovationsfreude verdient sich Mazda aber allemal.
Fazit
Mazda hält in den USA ein Patent für einen Zweitaktmotor. Der ist mit Kompressoraufladung, Direkteinspritzung und variablem Ventiltrieb ausgerüstet. Wofür die Japaner an einem solchen Motor forschen, bleibt allerdings unklar.
