Der erste Viersitzer der schwedischen Marke dürfte zugleich der schnellste Viersitzer der Welt werden: Seine Höchstgeschwindigkeit wird mit 400 km/h angegeben. Allein das sichert dem Koenigsegg Gemera einen besonderen Platz in der Autowelt. Doch der Gemera ist weit mehr als eine Ansammlung beeindruckender Zahlen – und je mehr über ihn bekannt wird, desto erstaunlicher erscheint er.
Kurz zusammengefasst: Der Gemera ist ein Plug-in-Hybrid-Monster mit 1700 PS und 3500 Nm (kombinierte Maximalwerte). Er besitzt drei Elektromotoren und einen Verbrennungsmotor. Zudem ist er der erste Koenigsegg mit Allradantrieb und Allradlenkung – bei 3,0 m Radstand offenbar eine sehr willkommene Hilfe …
Diese Beschreibung allein würde ihm jedoch keineswegs gerecht. Deshalb widmen wir uns dem Koenigsegg Gemera, vielleicht dem bislang faszinierendsten rollenden Geschöpf des Jahres, noch einmal eingehender. Im Mittelpunkt stehen diesmal sein Antriebsstrang und insbesondere der kleine, aber enorme Dreizylinder.
TFG: der kleine Riese
Das auffälligste Element im Antriebsstrang des Koenigsegg Gemera ist zweifellos sein völlig neuer Verbrennungsmotor. Er trägt bezeichnenderweise die Bezeichnung Tiny Friendly Giant (TFG), auf Deutsch etwa: der kleine freundliche Riese.
Der Name verweist auf seinen bescheidenen Hubraum von 2,0 l und drei Zylindern in Reihe. In 26 Jahren Unternehmensgeschichte hatte Koenigsegg ausschließlich V8-Motoren angeboten, aktuell mit 5,0 l Hubraum. Dennoch liefert der TFG Werte für Erwachsene: 600 PS und 600 Nm – Zahlen, die man deutlich eher bei einem … V8 erwarten würde.
Leistung und Drehmoment entsprechen einem außergewöhnlich hohen spezifischen Output von 300 PS/l und 300 Nm/l – ein Rekord bei Serienmotoren. Darüber hinaus erfüllt der TFG die strengen heutigen Emissionsvorgaben. Wie gelingt ihm das?
Ein entscheidender Grund: Es handelt sich um den ersten Viertaktmotor ohne Nockenwellen. Statt Einlass- und Auslassventile mechanisch zu öffnen und zu schließen – wofür normalerweise Zahnriemen oder Steuerkette nötig sind, die Kurbelwelle und Nockenwellen verbinden –, werden die Ventile hier unabhängig voneinander durch pneumatische Aktuatoren gesteuert. Das eröffnet ein enormes Spektrum an Möglichkeiten.
Mit diesem Thema haben wir uns bereits beschäftigt. Dass Koenigsegg dieses System als Erster einführt, überrascht nicht, denn das Unternehmen hat es selbst erfunden und daraus die Schwesterfirma Freevalve hervorgebracht.
Dank dieser Technik soll der 2,0-l-Dreizylinder von Koenigsegg 15-20% weniger Kraftstoff verbrauchen als ein Vierzylinder mit gleichem Hubraum, Direkteinspritzung und variabler Ventilsteuerung.
Die Flexibilität von Freevalve ermöglicht es dem TFG, abhängig von den jeweiligen Bedingungen entweder nach dem Otto- oder nach dem effizienteren Miller-Zyklus zu arbeiten. Laut Hersteller senkt das System auch Schadstoffemissionen wirksam, vor allem während der entscheidenden ersten 20 Sekunden nach einem Kaltstart – jener Phase, in der Verbrennungsmotoren besonders viel ausstoßen.
Ganz ohne Nachteile ist die Lösung allerdings nicht: Sie ist teuer und komplex. Weil das Fehlen eines begrenzenden Mechanismus für die Ventilöffnung und -schließung so viele einzeln steuerbare Variablen ermöglicht, musste Koenigsegg SparkCognition hinzuziehen, einen US-Spezialisten für … künstliche Intelligenz. Diese KI stellt unter allen Situationen und Bedingungen die optimale Kalibrierung sicher.
Sequentielle Turbos … auf Koenigsegg-Art
Der TFG ist zwar klein – auch sein Gewicht fällt mit rund 70 kg äußerst niedrig aus –, bei seiner Leistungsfähigkeit jedoch riesig. Und er besitzt weitere … ungewöhnliche Eigenschaften.
Zunächst verbindet er einen hohen Einzelhubraum von 660 cm³ mit bemerkenswerter Drehfreude: Die Spitzenleistung liegt bei 7500 U/min, der Begrenzer greift bei 8500 U/min. Für einen aufgeladenen Motor, der üblicherweise nicht zu derart hohen Drehzahlen neigt, ist das umso bemerkenswerter.
Auch bei der Aufladung geht Koenigsegg seinen eigenen Weg. Der TFG verfügt laut Marke über zwei sequentielle Turbolader, doch ihre Arbeitsweise hat kaum etwas mit dem bekannten System gemein.
Üblicherweise bedeutet eine sequenzielle Turboaufladung, dass mindestens zwei Turbolader eingesetzt werden: ein kleiner und ein großer. Der kleinere Lader mit geringerer Trägheit setzt bei niedrigen Drehzahlen zuerst ein, während der größere erst im mittleren Drehzahlbereich hinzukommt – sequentiell eben … Das Ergebnis sind höhere Leistungswerte wie bei einem großen Turbolader, jedoch ohne dessen typisches Turboloch; der Leistungsaufbau fällt wesentlich gleichmäßiger aus.
Worin unterscheidet sich das sequentielle Turbosystem des Koenigsegg Gemera TFG? Zunächst einmal haben beide Turbolader … dieselbe Größe. Wie bei anderen Konzepten werden sie dennoch zu unterschiedlichen Zeitpunkten aktiviert. Der Weg dorthin ist der faszinierendste Teil und nur dank Freevalve möglich.
Ganz „einfach“ ausgedrückt ist jeder Turbo mit drei Auslassventilen verbunden – von insgesamt sechs vorhandenen –, jeweils einem pro Zylinder. Jeder Lader wird somit von den Abgasen seiner zugeordneten drei Ventile gespeist.
Bei niedrigen Drehzahlen arbeitet nur einer der Turbolader. Das Freevalve-System öffnet ausschließlich die drei mit diesem Lader verbundenen Auslassventile und hält die anderen drei, die zum zweiten Turbolader gehören, geschlossen. Sämtliche Abgase können folglich pro Zylinder nur durch eines der Auslassventile entweichen und werden zu einer einzigen Turbine geleitet. Damit werden für diese Turbine faktisch „die Abgase verdoppelt“.
Erst wenn genügend Druck anliegt, öffnet Freevalve die übrigen drei Auslassventile – erneut eines je Zylinder – und nimmt dadurch den zweiten Turbolader in Betrieb.
Bleiben die Zahlen: Neben 600 PS stehen auch 600 Nm maximales Drehmoment bereits von niedrigen 2000 U/min bis hin zu … 7000 U/min bereit; 400 Nm liegen schon ab 1700 U/min an.
Überlassen wir Jason Fenske vom Kanal Engineered Explained das Wort, damit er erklärt, wie der Tiny Friendly Giant des Koenigsegg Gemera funktioniert (nur auf Englisch):
Verkehrte Welt
Nein, zum Glück haben wir das seltsame und faszinierende Koenigsegg-Universum noch nicht verlassen, in dem alles … anders zu sein scheint. Der TFG bildet nur einen Teil des gesamten Antriebsstrangs des Koenigsegg Gemera. Um zu verstehen, wo der kleine Riese in das „große Ganze“ passt, genügt ein Blick auf die Abbildung unten:
Wie zu erkennen ist, sitzen sämtliche Motoren – die Elektro- ebenso wie der Verbrennungsmotor – im Heck; bis hierhin ist alles gewöhnlich. Bei genauerem Hinsehen zeigt sich jedoch, dass die beiden Hinterräder jeweils einen Elektromotor mit 500 PS und 1000 Nm erhalten. Jeder besitzt sein eigenes Untersetzungsgetriebe. Damit besteht keinerlei mechanische Verbindung mehr zum längs eingebauten Verbrennungsmotor und zum Elektromotor mit 400 PS und 500 Nm, der an dessen Kurbelwelle „hängt“.
Anders gesagt: Der TFG und sein elektrischer „Anhang“ treiben ausschließlich die Vorderachse an. Gab es so etwas schon einmal? Fahrzeuge mit Frontmotor und angetriebener Hinterachse sind bekannt, ebenso Modelle mit mittig oder hinten positioniertem Motor und zwei angetriebenen Achsen. Diese Konfiguration erscheint jedoch einmalig: Ein Mittelmotor im Heck, der ausschließlich die Vorderachse antreibt.
Der Koenigsegg Gemera wird von vier Motoren bewegt: drei elektrischen und dem TFG-Verbrenner. Rechnet man ihre Leistungen rasch zusammen, ergeben sich 2000 PS, doch Koenigsegg nennt „nur“ 1700 PS. Der Grund dafür: Wie bereits mehrfach erläutert, entsteht diese Leistungsdifferenz, weil jeder Motor seinen maximalen Leistungsgipfel bei einer anderen Drehzahl erreicht.
Direktantrieb des Koenigsegg Gemera
Wie bereits beim Regera, dem ersten Hybridmodell der Marke, verzichtet der Koenigsegg Gemera auf ein Getriebe. Die Kraftübertragung erfolgt direkt, Koenigsegg Direct Drive genannt: Eine einzige Übersetzung muss den Gemera von 0 km/h bis zu seiner Höchstgeschwindigkeit von 400 km/h bringen.
Das Konzept arbeitet nahezu identisch wie im Regera, im Gemera sind jedoch zwei Achsen angetrieben. Der TFG und der damit verbundene Elektromotor leiten ihr Drehmoment über eine Antriebswelle an einen Drehmomentwandler namens HydraCoup weiter, der wiederum mit dem Vorderachsdifferenzial verbunden ist.
Am Vorderachsdifferenzial sitzen außerdem zwei Kupplungen, jeweils eine pro Seite. Sie ermöglichen an der Vorderachse des Gemera die Drehmomentverteilung. Dieselbe Fähigkeit besitzt auch die Hinterachse, weil ihre Räder unabhängig voneinander angetrieben werden.
Die Untersetzungsgetriebe der beiden an den Hinterrädern montierten Elektromotoren sowie das Vorderachsdifferenzial weisen relativ lange Übersetzungen auf: 3,3:1 beziehungsweise 2,7:1. Das entspricht beim herkömmlichen Fahrzeug etwa dem dritten oder vierten Gang. Von der einzigen Übersetzung beider Antriebseinheiten wird daher viel verlangt: Sie soll sowohl geradezu ballistische Beschleunigung – nur 1,9s von 0 auf 100 km/h – als auch eine stratosphärische Höchstgeschwindigkeit von 400 km/h ermöglichen.
Diese gegensätzlichen Anforderungen, Beschleunigung und Geschwindigkeit, lassen sich ohne Mehrganggetriebe nur mit industriellen Dosen an Drehmoment vereinen: *Der Koenigsegg Gemera erzeugt noch vor 2000 U/min 3500 Nm (!) *– entsprechend 11 000 Nm an den Rädern.
Um auf diesen gewaltigen Wert zu kommen, tritt der bereits erwähnte Drehmomentwandler HydraCoup an der Vorderachse in Aktion. Obwohl TFG und der daran gekoppelte Elektromotor zusammen 1100 Nm erzeugen, genügte das schlicht nicht.
Was macht er? Die Antwort steckt im Namen: Er ist ein Drehmomentwandler, wie er auch in Automatikgetrieben eingesetzt wird. Der HydraCoup kann die 1100 Nm bis 3000 U/min nahezu verdoppeln. Dies geschieht durch die Drehzahldifferenz zwischen dem Pumpenrad, das mit der Antriebswelle verbunden ist, und der Turbine am Vorderachsdifferenzial – beides Bestandteile des HydraCoup.
Wie der HydraCoup arbeitet, zeigt ein YouTube-Video von The Drive. Darin erklärt Christian von Koenigsegg selbst seine Funktionsweise, anlässlich der Präsentation des Regera, der ebenfalls dieses System nutzt.
Das Resultat zeigt sich in den bisher vom schwedischen Hersteller veröffentlichten Daten. Koenigsegg hat ein Diagramm veröffentlicht, in dem die Leistungs- und Drehmomentkurven aller vier Motoren sowie der Einfluss des HydraCoup auf die Verstärkung der Werte von TFG und zugehörigem Elektromotor sichtbar werden – im Diagramm sind dies die gestrichelten Linien.
Auffällig ist außerdem die unmittelbare Verbindung zwischen Motordrehzahl und erzielter Geschwindigkeit, die sich aus der einzigen Übersetzung ergibt. Erst jenseits von 8000 U/min erreicht der Gemera die angegebenen 400 km/h – als würde er von 0 auf 400 in einem einzigen Atemzug beschleunigen …
Reichweite: 1000 km
Für einen Plug-in-Hybrid ist dieser Bereich im Antriebsstrang des Koenigsegg Gemera bemerkenswerterweise der konventionellste. Supersportwagen, die einige Dutzend Kilometer rein elektrisch fahren können, sind nicht neu: Die „heilige Dreifaltigkeit“ beherrschte dies bereits vor einigen Jahren, heute können es beispielsweise auch Honda NSX und Ferrari SF90 Stradale.
Der schwedische Hersteller gibt für den Gemera 50 km elektrische Reichweite an, ermöglicht durch seine 15-kWh-Batterie mit derselben 800-V-Architektur wie beim Porsche Taycan. Wirklich überraschend ist die Gesamtreichweite: 1000 km maximale Reichweite für diesen viersitzigen Mega-GT, wie Koenigsegg ihn bezeichnet. Das unterstreicht die Entscheidung für den kleinen großen Verbrennungsmotor und die gesamte in ihm steckende Technik.
Der Koenigsegg Gemera ist nicht nur das erste Modell der Marke mit vier Sitzen und Allradantrieb – sowie acht Getränkehaltern, doch das ist eine Geschichte für einen anderen Tag. Die technischen Lösungen machen ihn zu weit mehr. Selbst bei einem erwarteten Preis von mehr als 1,5 Millionen Euro für jede der 300 Einheiten wäre es keine Überraschung, wenn sie sämtlich rasch einen Besitzer finden.
Nicht nur wegen der Verbindung aus Leistung und höherer Alltagstauglichkeit im Vergleich zu anderen Supersportwagen, sondern auch wegen seiner enormen technologischen Bedeutung.
Quelle: Jalopnik, Engineering Explained.
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