Ein kräftiges Klopfen notierte Nikolaus August Otto beim Probelauf seines Versuchsmotors anno 1862 zu Köln. Kurz darauf herrschte Totenstille, der erste Ottomotor war ruiniert. Seither gilt das Motorklopfen - hervorgerufen durch unkontrollierte Selbstzündungen - als Suizidgefahr für alle Ottos: Druckwellen der seriellen Explosiönchen fräsen Löcher in die Kolbenböden, Hitze und Schwingungen lassen den Motor früh vergreisen.

Fast 130 Jahre später versuchen Ingenieure genau das hinzutrimmen, was Nikolaus Otto peinlich vermeiden musste: einen Benzinmotor, der absichtlich klopft. Denn dabei glänzt der Otto mit einem Minidurst, der an die Dieselkonkurrenz der TDIs, CDIs und HDIs heranreicht, und seine Abgase sind völlig rußfrei. Der neue Motortyp benötigt jedoch extrem streng kontrollierte Magerdiät - sonst klopft er sich ins Jenseits.

Verbrennungsmotoren, ob Otto oder Diesel, kranken an einem Grundproblem: Durch den Brennraum läuft eine Flammenfront. Das wollen die Motorenentwickler nun abschaffen, indem sie das Treibstoff-Luft-Gemisch homogen im ganzen Zylinder zünden - gerade so, wie es bei ungewollten Selbstzündungen geschieht, die Motoren zum Klopfen und Klingeln bringen. Allerdings ist das Vermeiden von Flammenfronten schwierig. Denn sie entstehen zwangsläufig im Ottomotor, wenn der Zündfunke das komprimierte Benzin-Luft-Gemisch entfacht. Von der Kerze her breitet sich die Flamme aus und verursacht eine Druckwelle, die den Brennraum in heiße und kalte Bereiche aufteilt. Zu kalte Verbrennung erzeugt Ruß, zu heiße (über 2000 Grad Celsius) produziert Stickoxide (NOx). Im Dieselmotor hingegen entzündet sich der eingespritzte Kraftstoff spontan, er bildet vor allem am Rande des Sprühstrahls sehr heiße Flammen. Fernab davon knallt's kälter - wieder entstehen Stickoxide und Ruß.

Noch bockt der Zwitter, wenn ihn der Bleifuß kräftig tritt

Es gilt also, den Verbrennungsprozess wesentlich besser über den Zylinder zu verteilen, sprich: zu homogenisieren. Die explosive Mischung soll gleichzeitig, ohne Druckwelle und Flammenfront, im Zylinder abfackeln. Dennoch muss die Explosion sanft sein, damit der Motor nicht auseinander fliegt. Bei DaimlerChrysler in Stuttgart läuft es schon. "Wir verwenden ein extrem mageres Kraftstoff-Luft-Gemisch und dosieren bis zu 50 Prozent Abgas zu", verrät Motorenforscher Willand. "In welchem Verhältnis das geschieht und welche Verdichtung man wählt - das ist das eigentliche Geheimnis."

Das Wirkprinzip erläutert er jedoch gerne: Das eingesetzte Gemisch ist so mager - wenig Benzin, viel kühlende Luft -, dass eine Zündkerze es gar nicht mehr entflammen könnte. Heißes Abgas wird vom vorherigen Verbrennungsgang im Zylinder zurückbehalten, wärmt die dazukommende Mischung auf und bringt den eigentlich klopffesten, handelsüblichen Sprit in Explosionsstimmung. Gleichzeitig dämpft das schon verbrannte Gas die Reaktion. Ergebnis: sanftere Explosionen, keine Temperaturschwankungen mehr im Brennraum - und kaum noch Schadstoffe. "Wir haben quasi keine NOx-Emissionen und keinerlei Partikel", sagt Willand stolz. "Das war bisher so nicht möglich."

Doch damit fangen die Schwierigkeiten mit dem Wundermotor erst an. Bisher seien lediglich Einzylindermotoren in Stuttgart gelaufen, und die schnurrten nur bei einer bestimmten Belastung stabil, heißt es. Mehr wird nicht zugegeben. Noch ungelöst ist das Problem des Gasgebens. Bei herkömmlichen Motoren öffnet sich die Drosselklappe, oder es wird mehr Dieselkraftstoff eingespritzt. Beim HCCI-Motor muss jedoch der Cocktail aus Kraftstoff, Luft und Abgas für jeden Betriebszustand neu gemixt werden. Oder man ändert die Zulufttemperatur. Oder die Verdichtung. Oder spritzt etwas Wasser zu. Oder, oder. Die Ingenieure pröbeln weiter. "Bis jetzt hat sich noch keine Methode herauskristallisiert, um den HCCI-Motor zu steuern", schreibt Motorenforscher Rudolf H. Stanglmaier in einem Forschungsbericht für die US-Ingenieursvereinigung SAE.