Report: Benzinverbrauch bei Motorrädern Rund um den Sprit

Die aktuelle Diskussion um knapper werdende Erdölreserven und hohe Benzinpreise entfacht das Thema Spritverbrauch neu. Schon heute sind Zweiräder im Vergleich zu Autos recht effektiv.

Foto: Sdun
Stotternd erstirbt der Viertakt-Single. Vor 120 Jahren, im August 1888, geht Bertha Benz im Patent-Motorwagen Nr. 1 ihres Mannes Carl wiederholt der Sprit im Fünf-Liter-Tank aus. Zehn Stunden dauern die 100 Kilometer von Mannheim nach Pforzheim, die historisch erste Langstreckenfahrt eines Kraftfahrzeugs. In Wiesloch fragt Frau Benz den verblüfften Apotheker Willi Ocker nach zehn Litern "Ligroin": Wund- und Waschbenzin. Knapp drei Liter hat die badische Apotheke auf Lager, in Fläschchen zu 0,1 und 0,2 Litern. Tankstellen gibt's ja noch nicht.

Seither hat sich der Straßenverkehr völlig geändert. Nur eines könnte wieder kommen: dass Benzin ein knappes Gut wird und quasi tröpfchenweise abgegeben wird. Schließlich haben die Preise heute wieder Apotheken-Niveau erreicht. Selbst gestandene Motoren-Entwickler der selbstbewussten deutschen Automobilindustrie sehen das Ende des Hubkolbenmotors binnen 15 bis 25 Jahren voraus. Zeit also, vom Motorrad fahren allmählich Abschied zu nehmen? Der geliebten Maschine eine letzte Tankfüllung des kostbaren Safts zu spendieren? Mitnichten! Denn Benzin wird langfristig nie wieder so günstig sein wie heute. Und Motorräder stehen beim Benzinverbrauch nicht schlecht da.
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Wie ist der Stand der Dinge?

Wer seinen Supersportler ab und zu über die Rennstrecke scheucht und im Jahr vielleicht 5000 Kilometer zurücklegt, hat nur niedrige Ausgaben für Benzin. Zumindest im Vergleich zu den Kosten für Reifen, Streckenmiete und Bremsen. Wenn man aber jeden Tag mit seinem Big Bike zur Arbeit fährt und es mit großen Touren auf 15000 Kilometer jährlich bringt, sieht man die Spritkosten in einem ganz anderen Licht. Das ganze Spektrum offenbart der Blick auf den von MOTORRAD ermittelten Verbrauch ausgewählter Typen auf der Landstraßen. Dieser wird absolut StVO-konform, also nie schneller als 100, auf einer Strecke mit wenig Stadtverkehr und kaum Ampeln ermittelt.

Am guten Ende der Skala, dem mit den niedrigen Verbräuchen, befinden sich ausnahmslos Zweiräder mit maximal zwei Zylindern und kleinem bis mittlerem Hubraum. Grundsätzlich bedeuten viel Leistung, großer Hubraum und hohes Gewicht eben auch hohen Verbrauch. Da unterscheiden sich Motorräder und Autos prinzipiell nicht. Und so ist es zunächst kein Wunder, dass Hondas pfiffige 125er-Innova die Riege des heute Möglichen anführt. Mit sensationellem Testverbrauch von 1,9 Litern je hundert Kilometer. Diese Kreuzung aus Motorrad und Roller – keine Triebsatzschwinge, große 17-Zoll-Räder, aber freier Durchstieg – begnügt sich vorsichtig bewegt sogar mit 1,6 Litern, bei Dauervollgas sind's 2,2. Ebenfalls ein toller Wert: die 3,1 Liter der Kawasaki Ninja 250 R. Somit schafft der grüne Giftzwerg mit 17-Liter-Tank 548 Kilometer am Stück. Eine Traum-Reichweite. Und ein gewichtiges Argument, denn wer oft tanken muss, kommt auf schlechtere Reiseschnitte.

In der Verbrauchsliste folgen die 650er-BMW-Single-Typen sowie die Twins der Kawasaki ER-6 und Ducati Monster 696. Noch unter vier Litern macht es auch die BMW F 800 S bei 85 PS Nennleistung. Der sparsamste Vierzylinder ist die Suzuki GSR 600 mit 4,4 Litern. Dann folgt ein breites Mittelfeld zwischen 4,5 und 5,5 Litern Landstraßenverbrauch. Es umfasst die meisten Motorradtypen: Allrounder, Reise-Enduros, große Supersportler und Tourer. Weit im roten Bereich, jenseits der sechs Liter, finden sich neben der aktuellen Yamaha YZF-R1 lauter Typen von kleinen Herstellern. Buell, Moto Morini und die Säufer von Benelli, die schon bei homöopathischem Dreh am Gasgriff über sieben Liter brauchen. Um Abgas und Verbrauch zu minimieren, sind heute halt kundige Software-Spezialisten gefragt, die mit herkömmlichen Motoren-Entwicklern Hand in Hand arbeiten. Anders lassen sich die komplexen digitalen Steuersysteme (Kennfelder) für Zündung und Einspritzung nicht mehr auf die individuellen Motoren abstimmen. Da tun sich kleinere Hersteller schwerer. Sieht man von den Positiv- und Negativbeispielen ab, zeigt sich ein klarer Trend: Motorräder liegen quer über alle Motorenbauarten und Gattungen eng beieinander, zwischen vier und sechs Liter Verbrauch auf Landstraßen.
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Verbrauchswerte der Automobile

Das ist bei Autos ganz anders. Ihre Verbrauchswerte variieren stärker. Doch alle brauchen viel mehr Benzin als entsprechende Motorräder. Wobei die Verbrauchswerte von Pkw in der Praxis , ermittelt von "auto, motor und sport", samt und sonders um ein bis zwei Liter über den "Normverbrauchswerten" liegen. Zu deren Veröffentlichung sind die Automobilhersteller per EU-Gesetz verpflichtet. Doch diese Prospekt-Angaben basieren rein auf Prüfstandsläufen. Schaut man sich den realen CO2-Ausstoß der Autos an, so erkennt man schnell, dass selbst ein Kleinwagen wie der Smart mehr Kohlendioxyd in die Athmosphäre bläst als jedes supersportliche Zweirad. Von den oft als Zielvorgabe genannten 120g/km CO2 sind die Blechkutschen de facto meilenweit entfernt – im Gegensatz zu den Bikes. Angaben zum Benzinverbrauch und CO2-Ausstoß sind für Motorräder noch nicht vorgeschrieben. Dies wird erst bei der Abgasnorm Euro 4 der Fall sein. Sie tritt vermutlich zwischen 2011 und 2014 in Kraft. Spätestens dann werden Motorräder noch sparsamer sein. Und sich im Gegensatz zu Autos leicht tun mit den EU-Vorgaben für CO2.

Bereits die aktuell gültige Abgasnorm Euro 3 senkte im Durchschnitt den Spritkonsum. Durch einen gegenüber Euro 2 verschärften Messzyklus, der mit viel mehr Dynamik bis Tempo 120 statt 50 misst. Dadurch muss in einem breiten Bereich mit dem Kraftstoff-Luft-Verhältnis von 1:14,7 Kilogramm ("Lambda 1") gefahren werden; dem besten Verhältnis für effektive Verbrennung. Leistungsfördernde Anfettung des Gemischs, also zusätzliche Benzingaben, dürfen erst außerhalb des Messbereichs erfolgen. Also bei höherem Tempo oder größerer Last. Trotzdem senkte die Euro 3 auch den Maximalverbrauch. In den 90er-Jahren gurgelten Speed-Bikes à la ZZR 1100 oder Yamaha Thunderace bei Vollgas über die Bahn locker 12 bis 15 Liter je 100 Kilometer durch die vier Vergaser. "Volllast-Anfettung" extrem. Heute genehmigt sich eine von LKM auf 220 PS getunte Hayabusa "nur" elf Liter, selbst wenn man, wo immer möglich, volle Pulle fährt.

Dazu ein Generationenvergleich: Die Honda CB 900 F Bol d’Or (95 PS, 260 Kilogramm) brauchte im Dauertest über 25000 Kilometer (MOTORRAD 5/1980) noch 8,1 Liter je 100 Kilometer. Die erste CBR 900 RR Fireblade (100 PS, 206 Kilogramm) kam dagegen mit bescheidenen 5,4 Litern aus (Dauertest über 50000 Kilometer in MOTORRAD 17/1994). Und die 2008er-Blade, mit 178 PS die stärkste aller Zeiten? Sie konsumiert nach bislang 11725 von 50000 Kilometern durchschnittlich 5,9 Liter (minimal: 5,1 Liter) je hundert Kilometer. Wo da der Fortschritt bleibt? Ganz einfach: in 100 cm3 Hubraumplus und 78 Prozent Mehrleistung bei nochmals gesenktem Gewicht (200 Kilogramm). Ähnliches gilt bei den Automobilen. Dort haben jedoch neben dem Trend zu stärkeren Antrieben größere Abmessungen und vor allem enorm gestiegenes Gewicht bislang alle Verbrauchsvorteile moderner Motoren wieder aufgefressen. Sie müssen einfach zu viel schleppen. Ein Smart wiegt 800 Kilogramm, so viel wie der VW Golf I, der aktuelle Nachfolger Golf V bereits 1,3 Tonnen, die derzeit noch hippen SUV-Panzer zwischen zwei und drei Tonnen.

Für deren Herstellung müssen zunächst reichlich Rohstoffe erschlossen, gefördert und veredelt werden. Für eine Tonne Auto entstehen rund 20 Tonnen Produktionsrückstände. Plus Energie-Einsatz und CO2-Ausstoß. Setzt man ein Durchschnitts-Motorrad mit rund 240 Kilogramm Masse und Metalle, Glas und Kunststoff als gleichwertig an, kann man für ein Auto mindestens fünf Motorräder bauen. So streiten Wissenschaftler darüber, ob Hybridantrieb, welcher Otto- oder Diesel- mit Elektromotoren koppelt, wirklich Sinn macht. Weil er Mehrgewicht bedingt und zusätzliche Batterien und Elektro-Motoren produziert werden müssen. Verlagert sich da der Energieverbrauch bloß von der Straße in die Fabrik? Letztlich können alte Fahrzeuge sogar klimaschonender als neue sein, weil ihre Produktion bereits in die Klima- und Ressourcenbilanz eingeflossen ist.

Technische Grundlagen

Gäbe es das Motorrad nicht, man müsste es angesichts der heutigen Verkehrsdichte erfinden. Minimaler Platzbedarf auf der Straße, geringstes Stau-Potenzial, niedriger Materialeinsatz bei der Herstellung. Und bei akzeptabler Transportkapazität im innerstädtischen Alltag in puncto Wendigkeit und bei der Parkplatzsuche unschlagbar. Allein beim Benzinverbrauch setzt es sich gegenüber dem Auto nicht ebenso eindrucksvoll in Szene. Dabei stehen die Voraussetzungen gar nicht schlecht. Vergleichsweise geringe zu beschleunigende Masse, niedriger Rollwiderstand, dazu kleine Hubräume, kompakte Brennräume mit teilweise extrem hoher Verdichtung als Voraussetzung für hohen Wirkungsgrad.

Und auch beim Luftwiderstand (cw x A) sieht das Einspurfahrzeug gegenüber dem Auto recht gut aus. Hauptsächlich, weil ein Motorrad die deutlich geringere Stirnfläche (A) besitzt. Allerdings verschlechtert die zerklüftete Oberfläche den Luftwiderstandskoeffizient (cw). So besitzt ein Naked Bike gegenüber einem Auto annähernd den doppelten cw-Wert, aber eben nur etwa ein Drittel der Stirnfläche. Macht unterm Strich immer noch den geringeren Luftwiderstand. Für Tempo 300 braucht ein Auto 450 PS, beim Motorrad reichen 175 Pferdchen. Anders als der Rollwiderstand wächst der Luftwiderstand bei steigender Geschwindigkeit im Quadrat. Hier ließe sich über eine ausgefeilte Aerodynamik noch einiges verbessern. Aber die Seitenwindempfindlichkeit und damit Sicherheit setzt dem Grenzen.

Viel Sparpotenzial freilich liegt neben der Fahrweise im Motor selbst. Da wird bislang konstruktiv der eine oder andere Liter Kraftstoff unnütz verheizt. Das liegt insbesonders an der leistungsorientierten Auslegung von Motorradmotoren. Dort sind Diesel – allen Ansätzen zum Trotz – aus verschiedenen Gründen konzeptionell (noch) kein Thema: größerer Platzbedarf und höheres Gewicht in erster Linie. Dazu fehlt dem Diesel die für ein Motorrad notwendige breite Drehzahlspanne, und zur Dämmung des Verbrennungsgeräusches wäre eine Kapselung notwendig. Betrachten wir also die Otto-Motoren. Moderne, hoch- drehende Serien-600er erreichen inzwischen 200 PS Literleistung, während für einen Automotor bereits 100 PS Literleistung ein sehr sportlicher Wert sind. Für solch hohe Power sind scharfe Steuerzeiten mit entsprechend langen Ventilüberschneidungsphasen unumgänglich. Schlecht für den Verbrauch. Außerdem lassen sie sich nur über enorm hohe Drehzahlen realisieren, was wiederum die Reibungsverluste im Motor stark in die Höhe treibt. So besitzen beispielsweise hoch drehende Vierzylinder gut 50 Prozent mehr abgewickelte Kolbenringlänge als ein gleich großer Zweizylinder.
Foto: Jahn

Sparsame Motoren?

Vor allem aber sinkt der Wirkungsgrad eines Otto-Motors mit abnehmender Last. Leistungsstarke Motorräder bewegen sich im Landstraßenbetrieb meist nur mit äußerst geringer Last und sanft geöffneten Drosselklappen, was enorme Drosselverluste bedeutet. Zudem wird dabei nur wenig Gemisch angesaugt, was die effektive Verdichtung und damit den thermodynamischen Wirkungsgrad auf ein bescheidenes Niveau herabsetzt. Die gesamte Abstimmung hochgezüchteter Motorrad-Motoren ist also auf gute Füllung nahe der Nenndrehzahl ausgerichtet. Unter Alltagsbedingungen, bei häufig niedrigen Drehzahlen und im Teillastbetrieb, sind die Strömungsverhältnisse dann alles andere als optimal. Dies erklärt hohe Mindestverbräuche speziell bei starken Maschinen. So brauchte die 190 PS starke Kawasaki ZZR 1400 im Dauertest über 50000 Kilometer durchschnittlich moderate 6,9 Liter, Fahrten mit Tempo knapp 300 inklusive. Der dokumentierte Minimalverbrauch, bei Tempo 70 in Kolonne, betrug aber bereits 5,7 Liter. Solche Konzepte belohnen langsam fahren nicht.

Somit liegt das Motorrad im spezifischen Verbrauch, also der Menge an Benzin, die nötig ist, um eine bestimmte Leistung zu erzielen, gegenüber dem Auto noch immer hinten. Während im Zweiradkosmos die Leistungssuche immer größere Priorität erhielt, setzte in der Automobilindustrie ab Mitte der 90er-Jahre ein echter Innovationsschub in Richtung verbrauchsarmer Antriebe ein. Allerdings sind dort auch Bauraum und Gewicht kaum ein Problem. Anders beim Zweirad. Selbst wenn Piaggio bereits mit Hybrid-Antrieben für Roller in den Startlöchern steht (MOTORRAD 19/2007), ist dieses Konzept für Motorräder derzeit noch kein Thema, bestenfalls ein milder Hybrid, bei dem ein Elektromotor den Verbrennungsmotor unterstützt. Bereits 2004 hat Honda fahrbereite Scooter-Prototypen mit Elektro-, Hybrid- und Brennstoffzellen-Antrieb vorgestellt. Dennoch halten alternative Antriebskonzepte nur langsam Einzug in die Serie.

Wo also steckt Potenzial beim Otto-Motor? Honda wagt mit der VFR einen schüchternen Versuch in Richtung variable Steuerzeiten: Unterhalb von rund 6800/min öffnen nur je ein Ein- und Auslassventil pro Zylinder, erst darüber alle vier. Das System verbucht in der Praxis jedoch keine Verbrauchsvorteile. Ähnliches gilt für die Nockenwellenverstellung an der Kawasaki 1400 GTR. Variable Ansauglängen, die einen größeren Platzbedarf haben, nutzt in der Serie lediglich Yamaha in den Supersportlern R1 und R6. Doch nur für das letzte Quäntchen Leistung bei höchsten Drehzahlen.

Eine Alternative könnte das im Auto-Bereich angesagte Downsizing sein. Also kleinere, per Kompressor und/oder Turbolader aufgeladene Hubraumeinheiten mit entsprechend hohem Wirkungsgrad. Gekoppelt mit Start-Stopp-Automatik und Starter-Generator, wäre solch ein Antrieb vielversprechend. Ebenso denkbar ist, Nebenaggregate wie die Wasserpumpe elektrisch zu betreiben. Weiteres Sparpotenzial birgt das Kapitel Reibungsoptimierung. Untersuchungen im Auto-Bereich zeigen, dass wälzgelagerte Nockenwellen Reibungsverluste deutlich minimieren können. Dort laufen auch Versuche mit optimierten Kurbelwellenlagern und Monotherm-Kolben aus Stahl, die aufgrund der geringeren Wärmeausdehnung kleinere Einbauspiele und eine deutliche Reibungsreduzierung ermöglichen. Auf hochdrehende Motorradmotoren mit ihren kleinern Lagerflächen ist das natürlich nicht eins zu eins übertragbar. Aber es zeigt, dass hier bei einem entsprechend konzipierten Motorrad-Triebwerk durchaus Potenzial besteht. Die Zukunft bleibt spannend. Es ist nur eine Frage der Zeit, wer den ersten Schritt macht, und wann.
Foto: Honda

Wie sind die Perspektiven?

Mittlerweile nimmt die Motorrad-Industrie das Thema Benzinverbrauch ernst. Bislang noch macht nur BMW zu jedem Modell freiwillig Verbrauchsangaben, für konstant 90 und 120 km/h. Doch Honda hatte sich selbst verpflichtet, im Zeitraum 1995 bis 2005 den Kraftstoffverbrauch seiner Zweiräder weltweit um 30 Prozent zu reduzieren. Dieses Ziel will der weltgrößte Motoren- wie Motorradhersteller bereits 2003 erreicht haben. Möglich wurde dies durch den Ausstieg aus der Zweitakt-Technologie und die Umstellung auf elektronische Kraftstoffeinspritzung.

Für alle Hersteller hat die Euro-3-Norm das Ende der Vergasertechnologie gebracht. Der Wettlauf um sparsamere Otto-Motoren sowie neue Fahrzeug- und Antriebskonzepte hat begonnen. Vermutlich wird Benzinverbrauch auch für die Kaufentscheidung wichtiger. Weil bei steigenden Preisen das Motorrad nicht mehr bloß in der Freizeit eingesetzt wird. Die Renaissance des leistungsfähigen und zugleich sparsamen Zweirads steht bevor: als vollwertiges Verkehrsmittel, als neu entdeckte, clevere Mobilität. Ist doch ein gutes Gefühl, wenn man mit der gleichen Spritmenge weiter kommt oder fürs gleiche Tempo weniger braucht.

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