Hondas CVCC bestand den Clean Air Act von 1975 ohne Katalysator

1970 schrieb der US-Kongress den Clean Air Act neu: Fahrzeuge des Modelljahrs 1975 mussten 90 Prozent weniger Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffe ausstoßen als Fahrzeuge von 1970, Stickoxide sollten folgen. Detroits Antwort war Hardware, die stromabwärts des Motors angebaut wurde – Katalysatoren, die mit dem damals neuen bleifreien Benzin liefen. Honda, mit weniger als fünf Prozent Marktanteil am japanischen Automarkt und auf der Suche nach einem Vorteil gegenüber Toyota und Nissan, setzte auf den Motor selbst. Das Unternehmen wählte die Ladungsschichtung, eine fünfzig Jahre alte Idee, an der Texaco, Ford (PROCO) und Curtiss-Wright alle gearbeitet hatten, ohne je einen Seriensieger hervorzubringen.

Der CVCC fügte neben jedem Zylinder eine kleine Vorkammer um die Zündkerze hinzu, mit einem eigenen zusätzlichen Einlassventil. Etwa fünf Prozent der Ladung – ein fettes Gemisch von 4:1 – befanden sich in dieser Vorkammer; die restlichen 95 Prozent waren ein mageres Gemisch von 20:1 im Hauptzylinder. Der Funke entzündete zuverlässig die fette Tasche, und brennende Strahlen schossen durch Verbindungsöffnungen, um die magere Ladung zu zünden, die langsam über den Expansionshub hinweg abbrannte. Eine niedrige Spitzentemperatur bedeutete wenig NOx; die lange, sauerstoffreiche Verbrennung bedeutete, dass der Kraftstoff tatsächlich vollständig verbrannte, was CO und HC senkte.

Der EPA-Test von 1972 an einem CVCC-Honda maß 0,21–0,26 g/Meile CO, 1,96–2,57 HC und 0,81 NOx – innerhalb der gesetzlichen Grenzwerte von 1975 ohne Katalysator. Detroit widersprach: Ford teilte der National Academy of Sciences im Januar 1973 mit, die Daten beträfen nur leichte Fahrzeuge und CVCC lasse sich nicht auf große V-8-Motoren übertragen, während Ingenieure von Ford und GM behaupteten, der Motor verbrauche 25 Prozent mehr Kraftstoff und leiste 25 Prozent weniger. Doch die Zahlen hielten stand, und Honda erwies sich als das einzige Schichtladungsdesign jener Generation, das in die Serienproduktion ging.

Eine fette Vorkammer zündet eine magere Hauptladung; kein Katalysator

Ein fettes Gemisch entzündet sich an der Zündkerze zuverlässig, sodass die winzige Vorkammer wie eine Fackel wirkt, die eine Hauptladung entzünden kann, die für jede Zündkerze viel zu mager wäre.

Die Verbrennung über den Expansionshub zu strecken, hält die Spitzengastemperatur niedrig, und die Spitzentemperatur ist es, die NOx erzeugt.

Das insgesamt magere Gemisch hinterlässt überschüssigen Sauerstoff im Zylinder, sodass CO und Kohlenwasserstoffe ausbrennen, statt bis zum Auslassventil zu überleben.

Nichts an der Lösung ist Verbrauchsmaterial: kein Platin, keine Infrastruktur für bleifreien Kraftstoff, keine Anbauteile – nur Kammergeometrie und zwei Gemischstärken.

Wenn eine Vorschrift eine teure Technologie zu erzwingen scheint, greife die Physik an, die sie misst. Detroit kaufte Katalysatoren; Honda ordnete die Verbrennung neu und bestand die Vorgaben ohne Zusatztechnik.

Ford schätzte, dass die Umstellung von zwei Motorenlinien auf CVCC 150 und 160 Millionen Dollar kosten würde; da bereits Milliarden in Katalysatorwerke investiert waren, blieb Detroit bei Katalysatoren und bekämpfte stattdessen die Standards. Honda stellte das CVCC-Know-how anderen Herstellern nicht exklusiv zur Verfügung – es hielt rund 280 Patente rund um den Motor – und der CVCC Civic wurde ohne Katalysator ausgeliefert. Die Idee überlebte ihren Moment: Die Vorkammerzündung ist wieder ein Mainstream-Forschungsfeld für mager laufende kohlenstoffarme Motoren, wobei der CVCC als ihr Vorläufer gilt.