Warum Reihensechszylinder die V6-Motoren wieder verdrängen

Wenn von «mechanischem Adel» die Rede ist, geht es nie um Motoren mit weniger als sechs Zylindern. Haben Sie sich schon gefragt, weshalb? Die Erklärung ist zugleich einfach und komplex. «Ausgewogenheit» lautet das Schlüsselwort in dieser Sinfonie aus Bauteilen, die mit mehr als 7000 Umdrehungen pro Minute rotieren.

Unabhängig von ihrer Bauform sind Sechszylindermotoren – und Motoren mit noch mehr Zylindern – von Natur aus besser ausbalanciert als ihre Pendants mit lediglich vier oder weniger Zylindern. Deshalb laufen sie kultivierter und … vornehmer!

Bei Reihenvierzylindern sind die Kolben um 180° versetzt angeordnet. Steigen also Kolben eins und vier nach oben, bewegen sich Kolben zwei und drei in die entgegengesetzte Richtung. Diese Bewegungen überlagern sich jedoch nicht, wodurch ein Massenausgleichsdefizit entsteht, das sich als Vibrationen bemerkbar macht.

Die Hersteller versuchen, diese Unwuchten mit Gegengewichten, Schwungrädern und weiteren Maßnahmen zu kompensieren. Das Niveau eines Sechszylindermotors – oder eines Motors mit mehr Zylindern – lässt sich damit jedoch nie erreichen.

Dabei dominieren zwei Bauformen: Reihensechszylindermotoren und V6-Motoren.

Reihensechszylinder: besonders ruhiger Lauf

Beim Reihensechszylinder sind die Kolben auf der Kurbelwelle in Abständen von 120° angeordnet, zudem ist ihre Zahl gerade: sechs. Jeder Kolben besitzt somit einen «Zwilling», der sich in die Gegenrichtung bewegt. Das hebt die Unwucht auf und verringert die Vibrationen. Neben V12-Motoren zählen Reihensechszylinder bei Kolbenmotoren zu den ausgewogensten und laufruhigsten Konstruktionen.

Obwohl sie ebenfalls sechs Zylinder besitzen, erreichen V6-Motoren keinen ebenso guten Primärausgleich. Der Grund: Ihre Zylinder sind auf zwei Bänke mit jeweils drei in Reihe angeordneten Zylindern verteilt – eine Architektur, die für ihre Unausgewogenheit bekannt ist.

Der Winkel zwischen den beiden Zylinderbänken kann unterschiedlich sein; üblich sind 60° oder 90°. Die 60°-Varianten sind ausgewogener als jene mit 90°. Letztere leiten sich in der Regel von V8-Motoren ab, bei denen dieser Winkel die Balance begünstigt. Beispiele sind die V6 der Alfa Romeo Quadrifoglio und der neue Maserati Nettuno sowie die V6-Motoren des Volkswagen-Konzerns in Audi- und Porsche-Modellen.

In den vergangenen 20 Jahren haben zahlreiche Marken den V6-Motoren geradezu «Liebesschwüre» geleistet. Sie sind kompakter – selbst in der verbreiteten Frontantriebsarchitektur mit quer eingebautem Motor lassen sie sich leichter unterbringen – und zugleich leistungsstark. Ihre Vorteile schienen alle überzeugt zu haben. Inzwischen kehren jedoch viele Hersteller zum «klassischen» Reihensechszylinder zurück.

Warum? Dieser Frage gehen wir in diesem SPECIAL von Razão Automóvel nach.

Kosten, Kosten und nochmals Kosten

Die Herstellung von V6-Motoren ist teurer. Alles muss verdoppelt werden: Statt zwei Nockenwellen für sechs Zylinder sind vier Nockenwellen erforderlich, zwei pro Zylinderbank. Anstelle eines Zylinderkopfs gibt es zwei. Und aus einem einfachen Steuertrieb wird ein komplexerer Steuertrieb.

Es geht allerdings nicht nur um die Anzahl der Bauteile. Die Vorzüge von Reihensechszylindern setzen sich auch in anderen Bereichen fort, insbesondere bei der Entwicklung.

Ein Blick auf BMW und die modularen Motoren der «B-Familie» zeigt dies deutlich. Wussten Sie, dass die wichtigsten mechanischen Komponenten des Motors im MINI One mit drei Zylindern und 1,5 l Hubraum, im BMW 320d mit vier Zylindern und 2,0 l Hubraum sowie im BMW 540i mit sechs Zylindern und 3,0 l Hubraum identisch sind?

Stark vereinfacht – wirklich sehr stark vereinfacht … – baut BMW heute Motoren aus einzelnen Modulen mit jeweils 500 cm³ auf. Wird ein Dreizylinder mit 1,5 l für den MINI One benötigt, werden drei Module kombiniert. Für den 320d braucht es vier Module. Und für den BMW 540d? Genau: sechs Module. Der Vorteil besteht darin, dass diese Module den Großteil ihrer Komponenten teilen, unabhängig davon, ob sie in einem MINI oder einem 5er eingesetzt werden.

Die BMW-Motoren der «B-Familie» haben stets mehr als 40 % ihrer Komponenten gemeinsam, ungeachtet der Zylinderzahl oder der Kraftstoffart – Benzin oder Diesel. Man kann sich diese Motorenfamilie wie LEGO vorstellen: mehrere 500-cm³-Bausteine, die zu Drei-, Vier- oder Sechszylindermotoren zusammengesetzt werden.

Dank dieses Konzepts konnte BMW eine Motorenfamilie entwickeln, die sowohl den kleinsten MINI als auch den aristokratischsten 7er versorgen kann. BMW ist damit jedoch keineswegs ein Einzelfall: Auch Mercedes-Benz und Jaguar haben beispielsweise bereits dieselbe Philosophie übernommen.

Bei V6-Motoren wäre ein solches Teilen von Komponenten unmöglich. Bemerkenswert, finden Sie nicht?

Technische Herausforderungen, die V6 nicht bewältigen können

Vor einigen Jahren, als die meisten V6-Motoren noch Saugmotoren waren oder lediglich eine einfache Aufladung nutzten, überwogen die Vorteile dieser Bauform. Vor allem ihre kompakteren Abmessungen spielten eine Rolle.

Doch mit der Verbreitung der Aufladung in allen Motoren – die heutigen Turbo-Vierzylinder haben die V6 ersetzt, die früher in den damaligen «alles vorn»-Modellen eingesetzt wurden – und weil die Abgasnachbehandlung zunehmend in den Mittelpunkt rückte, entstanden neue Herausforderungen.

Aufladung und Abgasnachbehandlung bei Reihenmotoren

Reihenmotoren bieten den Vorteil, dass sich sequentielle Turbolader einfacher montieren lassen. Ein weiterer Pluspunkt betrifft die Abgasnachbehandlung. Bei Reihenmotoren gibt es nur zwei Seiten: Ansaugung und Abgas. Dadurch wird die Anordnung sämtlicher Nebenaggregate eines Verbrennungsmotors einfacher.

Aus all diesen Gründen – Kosten, Komplexität und technische Anforderungen – verschwinden V6-Motoren schrittweise.

Mercedes-Benz hat sie bereits aufgegeben: Der M 256 trat an die Stelle des M 276. Auch Jaguar Land Rover folgt diesem Weg. Die Ingenium-Motorenfamilie ist, ebenso wie die BMW-Motorenfamilie, modular aufgebaut und umfasst Reihenmotoren mit drei, vier und sechs Zylindern. Letztere sind bereits in mehreren Land Rover-, Range Rover- und Jaguar-Modellen erhältlich, sowohl als Benziner als auch als Diesel. Weitere folgen, darunter das Duo aus Reihensechszylindern von Mazda.

Die Entwicklung geht weiter! Zur Freude all jener, die auf die Vorteile und den Genuss von Verbrennungsmotoren nicht verzichten wollen.