Drehzahl schlägt Hubraum
Der erste Unterschied beginnt im Kurbeltrieb. Motorradmotoren sind fast ausnahmslos Kurz- oder Superkurzhuber, ausgelegt auf Nenndrehzahlen teils weit jenseits der 13.000 Touren. Kurze Hubzapfen, minimierte Gegengewichte, exakte Auswuchtung – jedes Gramm in der rotierenden Masse wird gezählt.
Der Motor im schwereren Auto muss viel Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen erzeugen. Entsprechend sind selbst die sportlichsten Auto-Motoren Langhuber, der Hub in Millimeter ist größer als die Bohrung.
Und der Motor im Bike trägt mit – wortwörtlich. In vielen Motorrädern ist das Aggregat tragendes Element im Rahmenverbund. Der Motor übernimmt strukturelle Aufgaben und hält das Motorrad im Grunde zusammen. Zusätzlich sind Getriebe, Lichtmaschine und Pumpen bereits im Rumpf integriert. Im Automobil dagegen ist der Motor "nur" eingebaut und treibt das Fahrzeug einfach "nur" an.
Gleiches Gewicht, aber völlig anders gewichtet
Ein aktueller Motorradmotor aus Supersport-Modellen wie der BMW S 1000 RR oder Ducati Panigale bringt rund 60 Kilogramm auf die Waage. Ein gleich großer Automotor etwa 60 bis 70 Kilogramm (2,0 Liter Rumpfmotor um 140 Kilogramm).
Allerdings: Während die 60 Kilo des Motorradmotors im Grunde einsatzbereit sind, müssen die 60 Kilo im Auto noch mit Getriebe, Kupplung und allen Nebenaggregaten addiert werden.
Literleistung: Der Maßstab der Ingenieure
Und trotz niedrigeren Gewichts sind Motorradmotoren viel stärker als ein gleich großer Automotor. Ein moderner 1000er-Reihenvierzylinder im Motorrad leistet 150 bis 220 PS pro Liter Hubraum. Und das ohne Aufladung. Die Leistung entsteht durch Drehzahl, Füllung und Gasdynamik, nicht durch Ladedruck.
Zum Vergleich: Ein moderner 2,0-Liter-Turbobenziner im Auto bringt in der Breite 150 bis 250 PS, also 75 bis 125 PS pro Liter – unterstützt durch Turbolader, Ladeluftkühler und Abgasgegendruckmanagement.
Nur wenige Automotoren, etwa der Mercedes-AMG M139, erreichen mit 421 PS bei 2,0 Liter Hubraum über 200 PS pro Liter – doch dafür braucht er 2,5 bar Ladedruck, einen großvolumigen Wasserkreislauf und komplexe Regeltechnik. Ein Superbike-Motor schafft das ohne Turbo – nur mit Mechanik, Ventilhub und Drehzahl.
Ventiltrieb: Mechanik als Feinkunst
Hohe Drehzahlen verlangen schnelle Gaswechsel. Auf kaum etwas anderes stimmen die Hersteller die Motoren für Motorräder ab. Entsprechend sind die Zylinderköpfe mechanische Sinfonien.
Die meist 4 Ventile je Brennraum sind über Tassenstößel und Schlepphebel direkt von der Nockenwelle beaufschlagt. Einfachere Konstruktionen mit Kipphebeln aller Art sind allerdings ebenso verbreitet. Allerdings nur in Motoren, bei denen Drehzahlen unter 10.000/min die Regel sind.
Als Antrieb der meist obenliegenden Nockenwellen nutzen nahezu alle aktuellen Motorradmotoren die Steuerkette. Ausnahmen mit Zahnriemen gibt es noch bei Ducati. Ebenso als Ausnahme gelten Antriebe mit Stößelstangen und Hydrostößeln wie bei Harley-Davidson und Moto Guzzi.
Im Automotor dominieren entsprechend simplere Grundsysteme mit Kipphebeln aller Art, allerdings meist ergänzt um eine variable Ventilsteuerung, selbst in den Basis-Antrieben. Besondere Systeme nutzen dabei die Ventile selbst als Drossel und verzichten gänzlich auf Drosselklappen.
Fun-Fact: Tassenstößel gelten als die puristische Lösung in beiden Motorwelten: Die Nocke drückt auf eine leichte Tasse, die das Ventil direkt bewegt. Ausnahme: Ducatis Desmodromik steht außerhalb jeder Norm – die Ventile werden mechanisch geöffnet und geschlossen.
Gemischaufbereitung: Präzision gegen Perfektion
Motorräder waren späte Schüler der Einspritztechnik – doch sie lernten schnell. Erst ab Ende der 1990er-Jahre ersetzte die elektronische Kraftstoffeinspritzung flächendeckend die Vergaser, also gut 30 Jahre nach den ersten Einspritzungen im Auto.
Doch sind moderne Einspritzungen in den Automotoren heute wieder deutlich voraus und erlauben durch die Direkteinspritzung in den Brennraum deutlich höhere Verdichtungen, Verbrennungsarten und steigern die Effizienz im Teillastbereich.
Hier hängt die Saugrohreinspritzung im Motorradmotor deutlich hinterher. In Serie gab es nach den Versuchen von Aprilia mit 2-Taktern keine Antriebe mehr mit Direkteinspritzung. Einzig in Kawasakis-H2-Motor ist diese Technik versuchsweise im Einsatz. Allerdings durch den Wasserstoff unumgänglich und weit weg von der Serie. Entscheidend ist dabei nicht nur die Einspritzung selbst, sondern die Art der Luftdosierung.
Die Zahl der Drosselklappen
Der moderne Motorradmotor arbeitet in der Regel mit einer eigenen Drosselklappe pro Zylinder. Vier Zylinder, vier Drosselklappen – oft als Einzeldrosselanlage ausgeführt. Diese Bauweise erlaubt kurze Ansaugwege, minimale Strömungsverluste und eine hochpräzise Laststeuerung. Gasannahme erfolgt spontan, direkt, nahezu verzögerungsfrei.
Bei sportlichen Aggregaten wird zusätzlich mit zwei oder drei Klappen pro Zylinder gearbeitet: einer mechanischen Fahrerdrossel und elektronisch gesteuerten Klappen zur Feinregelung von Drehmoment, Emissionen und Fahrbarkeit.
Der Automotor verfolgt einen völlig anderen Ansatz. Hier versorgt in den meisten Fälle eine zentrale Drosselklappe den gesamten Motor – unabhängig davon, ob vier, sechs oder acht Zylinder arbeiten. Die Lastverteilung erfolgt über das Saugrohr und die Ventilsteuerung, nicht über einzelne Luftschieber.
Moderne Pkw-Motoren gehen sogar noch weiter: Bei variablen Ventilhubsystemen übernimmt der Ventilhub selbst die Lastregelung, die Drosselklappe wird zur Nebenrolle oder entfällt nahezu vollständig.
Und umgekehrt zum Motorradmotor: Hier haben die wenigsten Antriebe je Zylinder eine Drosselklappe, meistens Hochleistungsmotoren der Premiumhersteller. Wobei es auch V-Motoren mit je einer Drosselklappe je Zylinderbank gibt.
Ungleiche 5 Liter pro 100 Kilometer
So verschieden die Motoren in Autos und Motorrädern rein technisch sind, so ähnlich sind ihre Verbräuche. Unter 5 Liter je 100 Kilometer Verbrauch sind praktisch machbar. Und doch ist der Automotor der sparsamere Antrieb.
Zum einen muss er mit mindestens 1.000 Kilogramm das 5- bis 8-fache an Gewicht eines Motorrads der Mittelklasse beschleunigen. Zum anderen: Der Automotor ist durch Normen und Gesetze zur Effizienz verflucht, während der Motorradmotor in diesem Kontext so viel verbrauchen kann, wie er oder sein Entwickler will.
Entsprechend sind die 5 Liter Verbrauch im Auto ein mühevoll erreichter Wert, während er im Motorrad mit einfachen Mitteln zu schaffen ist.
