Nissan hat einen Verbrennungsmotor patentiert, der zu einem großen Teil aus Carbon besteht. Das kann viele Vorteile bringen.
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Nissan hat einen Motor zum Patent angemeldet, dessen Gehäuse aus Carbon besteht.
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Der Spalt zwischen den metallischen Zylindern und dem Carbon-Gehäuse ist von Kühlwasser durchströmt.
Für welches Modell Nissan den Carbon-Motor vorgesehen hat, ist bisher nicht bekannt.
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Karbon ist erheblich leichter als Stahl, Titan oder Aluminium.
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Die Zylinder bestehen nach wie vor aus einem metallischen Werkstoff.
Die im Vergleich zu Metall niedrigere Wärmeleitfähigkeit von Carbon kann ein Vorteil sein – zum Beispiel erreicht der Motor so nach einem Start schneller seine Betriebstemperatur.
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Der kalifornische Rennkomponenten-Hersteller AWA Forged Composites bietet bereits Carbon-Pleuel an.
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Auch Kolben aus Cabron stellt AWA Forged Composites her.
Nissan hat einen Motor zum Patent angemeldet, dessen Gehäuse aus Carbon besteht.
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.