Warum Reihensechszylinder die V6-Motoren wieder verdrängen

Wenn von „mechanischem Adel“ die Rede ist, kommen Motoren mit weniger als sechs Zylindern kaum zur Sprache. Warum eigentlich? Die Erklärung ist zugleich einfach und komplex: „Ausgewogenheit“ ist das entscheidende Wort in dieser Sinfonie aus Bauteilen, die mit mehr als 7000 Umdrehungen pro Minute rotieren.

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

Bei Reihenvierzylindern stehen die Kolben um 180° versetzt zueinander. Während die Kolben eins und vier nach oben laufen, bewegen sich die Kolben zwei und drei in die entgegengesetzte Richtung. Diese Bewegungen überlagern sich jedoch nicht, wodurch ein Massenausgleichsfehler entsteht, der sich in Vibrationen bemerkbar macht.

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

In dieser Hinsicht dominieren zwei Bauarten: Reihensechszylinder und V6-Motoren.

Beim Reihensechszylinder sind die Kolben auf der Kurbelwelle in Abständen von 120° angeordnet, zudem liegt eine gerade Zylinderzahl (6) vor. Jeder Kolben besitzt somit einen „Zwilling“, der sich in die Gegenrichtung bewegt: Die Unwucht wird aufgehoben und die Vibrationen werden verringert. Gemeinsam mit dem V12 zählen Reihensechszylinder bei Hubkolbenmotoren zu den ausgewogensten und laufruhigsten Konzepten.

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

Der Winkel zwischen den beiden Zylinderbänken kann unterschiedlich ausfallen; am häufigsten sind 60° oder 90°. Die 60°-Varianten sind ausgewogener als jene mit 90°. Letztere basieren in der Regel auf V8-Motoren, bei denen dieser Winkel die Balance begünstigt. Beispiele sind die V6-Motoren der Alfa Romeo Quadrifoglio-Modelle, der neue Maserati Nettuno sowie die V6-Aggregate des Volkswagen Konzerns in Audi- und Porsche-Modellen.

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

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

Reihensechszylinder: Kosten, Kosten und noch mehr Kosten

V6-Motoren sind in der Herstellung teurer. Alles muss verdoppelt werden: Statt zwei Nockenwellen für sechs Zylinder sind vier Nockenwellen nötig, zwei pro Zylinderbank. Anstelle eines Zylinderkopfs gibt es zwei. Und aus einem einfachen Steuertrieb wird ein deutlich komplexeres System.

Dabei geht es nicht allein um die Anzahl der Bauteile. Die Vorteile von Reihensechszylindern zeigen sich auch in anderen Bereichen – insbesondere bei der Entwicklung.

Ein gutes Beispiel sind BMW und die modularen Motoren der „B-Familie“. Wussten Sie, dass die wichtigsten mechanischen Komponenten des Motors im MINI One mit Dreizylinder und 1,5 l Hubraum, im BMW 320d mit Vierzylinder und 2,0 l Hubraum sowie im BMW 540i mit Sechszylinder und 3,0 l Hubraum identisch sind?

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

Die BMW-Motoren der „B-Familie“ haben stets mehr als 40 % ihrer Bauteile gemeinsam, unabhängig von Zylinderzahl und Kraftstoffart – Benzin oder Diesel. Man kann sich diese Motorenfamilie wie LEGO vorstellen: mehrere 500-cm³-Bausteine, die zu Drei-, Vier- oder Sechszylindern zusammengesetzt werden.

Mit diesem Verfahren hat BMW eine Motorenfamilie entwickelt, die vom kleinsten MINI bis zum besonders aristokratischen 7er reicht. BMW ist damit allerdings kein Einzelfall: Auch Mercedes-Benz und Jaguar haben beispielsweise bereits dieselbe Philosophie übernommen.

Bei V6-Motoren wäre ein derartiger Gleichteileansatz unmöglich. Bemerkenswert, oder?

Technische Herausforderungen, die V6-Motoren nicht lösen können

Vor einigen Jahren, als die meisten V6-Motoren noch Saugmotoren waren oder lediglich eine einfache Aufladung nutzten, überwogen die Vorteile dieser Bauart. Dazu gehörte vor allem ihre kompakte Bauweise.

Doch mit der zunehmenden Verbreitung der Aufladung – die heutigen Turbo-Vierzylinder haben die V6-Motoren abgelöst, die früher in den damaligen „Alles-vorne“-Modellen arbeiteten – und der wachsenden Bedeutung der Abgasnachbehandlung entstanden neue Herausforderungen.

Reihenmotoren bieten den Vorteil, dass sich sequentielle Turbolader einfacher montieren lassen. Ein weiterer Pluspunkt betrifft die Abgasbehandlung: Bei Reihenmotoren gibt es nur zwei Seiten, Ansaugung und Abgas. Das vereinfacht die Unterbringung sämtlicher Peripheriekomponenten eines Verbrennungsmotors.

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

Mercedes-Benz hat sie bereits aufgegeben: Der M 256 ersetzte den 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. Die Reihensechszylinder sind bereits in mehreren Land Rover-, Range Rover- und Jaguar-Modellen erhältlich, sowohl als Benziner als auch als Diesel. Weitere folgen, darunter die beiden Reihensechszylinder von Mazda.

Die Entwicklung geht weiter! Zur Freude all jener, die auf die Vorzüge und die Faszination von Verbrennungsmotoren nicht verzichten wollen.