Otto und Diesel im Verbrauchsduell

Turbolader, Direkteinspritzung und Ladeluftkühlung: Otto- und Dieselmotor werden sich technisch immer ähnlicher. Warum behält der Diesel trotzdem seinen Verbrauchsvorteil

Die Motorenrevolution begann mit dem Audi 100 TDI. Direkteinspritzung und Turboaufladung machten aus dem einstmals phlegmatischen Pkw-Diesel auf einen Schlag ein ebenso dynamisches wie sparsames Kraftpaket. Dem Ottomotor schien eine Zukunft in der Nische bevorzustehen – einerseits als billige Basismotorisierung, andererseits als Antrieb für High-End-Autos, bei denen der Kraftstoffverbrauch keine Rolle spielt.

Erst die Kritik an den Abgasemissionen des Selbstzünders hat die Karten neu gemischt. Seit einigen Jahren wenden sich die Autobauer wieder verstärkt dem Otto zu. Und es sind genau die gleichen technischen Mittel wie beim Diesel, die ihn nun für die Zukunft fit machen: Direkteinspritzung und Turboaufladung.

Wachsende Ähnlichkeit

Als Beispiel für den Stand der Motorentechnik sollen zwei Audi-Aggregate dienen: der nagelneue 1,8-Liter-TFSI und der fast schon klassische 2-Liter-TDI mit Pumpe-Düse-Einspritzung (als Höhe- und Endpunkt in der Entwicklung dieser VW-eigenen Einspritztechnik). Denn trotz der wachsenden technischen Ähnlichkeit der beiden Bauarten bleibt eine Frage: Warum verbraucht auch der modernste Benziner noch immer mehr Kraftstoff als ein leistungsgleicher Diesel

Zuerst einige Worte über die physikalische Größe Kraftstoffverbrauch und ihre Einheit. Wie viel ein Fahrzeug verbraucht, errechnet sich aus dem spezifischen Verbrauch des Motors und einer Vielzahl von Faktoren für die Fahrwiderstände (z. B. dem Luftwiderstand, dem Rollwiderstand der Reifen usw.).

Quali- oder Quantität

Die Nennleistung des Motors geht in diese Rechnung jedoch nicht ein – das verbreitete Vorurteil, dass ein starker Motor automatisch mehr verbraucht als ein schwächerer, ist demnach falsch. Die physikalische Einheit, welche die Ingenieure dem in dieser Rechnung entstehenden Zahlenwert geben, lautet Gramm pro Kilometer. Die populäre Angabe in Litern pro 100 Kilometer ist zwar lebensnäher, lässt aber den Dichte-Unterschied zwischen Diesel und Benzin außer Acht. Ein Liter Benzin wiegt nämlich laut DIN nur 720 bis 775 Gramm, ein Liter Diesel dagegen 820 bis 845 Gramm. Das ist übrigens ein weiterer Tiefschlag für Benzinerfahrer: Sie bekommen für einen höheren Preis auch noch weniger Kraftstoff!

Doch zurück zu den wissenschaftlichen Grundlagen: Wie gut die Motorenentwickler gearbeitet haben, zeigt der spezifische Kraftstoffverbrauch. Er setzt die verbrauchte Kraftstoffmenge in Beziehung zur daraus erzeugten Energie. Angaben zum spezifischen Verbrauch ihrer Motoren geben die Autohersteller ungern heraus, und schon gar nicht das so genannte Verbrauchskennfeld, das den spezifischen Verbrauch in Relation zu Drehzahl und Drehmoment setzt. Moderne, aufgeladene Ottomotoren liegen im Bestpunkt dieses Diagramms bei etwa 225 g/kWh, Diesel bei 205 g/kWh.

Gramm statt Liter

Der Vergleich des spezifischen Verbrauchs zeigt, dass Otto und Diesel in ihren Bestpunkten nur um etwa zehn Prozent auseinanderliegen. In der täglichen Fahrpraxis ergeben sich jedoch viel größere Unterschiede. Audi gibt für den A3 1,8 TFSI einen Durchschnittswert von 7,4 l/100 km an, für den 2,0 TDI 5,5 l/100 km. Der ADAC ermittelte im Alltagsbetrieb für diese beiden Autos Werte von 7,8 bzw. 5,8 l/100 km. Obwohl der neue Benziner technisch ähnlich ausgerüstet ist wie der Diesel (Direkteinspritzung, Aufladung, lang übersetztes Getriebe mit sechstem Gang als Schongang), verbucht der Selbstzünder weiterhin einen deutlichen Verbrauchsvorteil. Warum das so ist, erklärt Audi-Motorenentwickler Axel Eiser im nebenstehenden Kasten.

Rechnet man die Liter in Gramm um, wird der Unterschied bereits kleiner. Laut den vom ADAC ermittelten Werten konsumiert der TDI rund 4,8 und der TFSI rund 5,8 Kilogramm Sprit auf 100 Kilometern.

Ein ähnliches Bild ergeben die Kohlendioxidwerte. Ein Liter Verbrauch auf 100 Kilometer entspricht beim Otto einer CO2-Emission von 23,8 Gramm pro Kilometer. Beim Diesel sind es 26,5 Gramm pro Kilometer. Der Grund für diesen verschiedenen Werte ist die chemische Zusammensetzung der beiden Treibstoffe: Diesel enthält im Vergleich zum Benzin mehr Kohlenstoff. Der TDI entlässt demnach rund 154 g/km in die Atmosphäre, der TFSI etwa 186.

Problemfall Volllastverbrauch

Keine großen Unterschiede also. Doch aus der Erfahrung wissen viele Autofahrer, dass der Spritdurst des Benziners besonders bei schneller Autobahnfahrt exorbitant ansteigt und leicht die doppelten Werte des Selbstzünders erreichen kann. Der Grund dafür liegt allerdings weniger im Arbeitsprinzip der Motoren, als vielmehr darin, wie die Entwickler ihre Fahrzeuge auslegen.

Zum einen besitzen viele Benziner kürzer übersetzte Getriebe als Diesel. Sie sollen trotz geringeren Drehmoments spritzig wirken, und das führt nun einmal bei Spitzentempo zu hohen Drehzahlen. In diesem Kennfeldbereich sinkt aber der Wirkungsgrad – der Verbrauch steigt. Zusätzlich fetten Ingenieure bei Volllast das Gemisch noch einmal an, um den Brennraum von innen zu kühlen und Schäden durch Klopfen zu vermeiden. Eine unheilvolle Kombination, die zu den erschreckenden Volllast-Verbrauchswerten großer Benziner von über 20 Litern führt.

Doch große V8-Benziner in 2,5 Tonnen schweren Geländefahrzeugen sind ohnehin Dinosaurier. Dem kleinen, aufgeladenen Otto dagegen gehört neben dem Diesel die Zukunft.

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