Ausgabe 13/2010: Autohaus

Autohaus 30 Prozent PotenzialMotorensymposium E Die Wiener Traditionsveranstaltung gab Ausblicke auf neue Antriebsformen. Vom E-Antrieb wird noch zu viel erwartet. Von Peter DiehlSeit 1979 treffen sich jedes Jahr im April bzw. Mai in Wien die Entwickler von Verbrennungsmotoren, Automobilhersteller und Zulieferer mit weltweitem Rang und Namen. Elektrifizierung des Antriebsstrangs, Hybrid- und Elektroantriebe waren unter anderem die Themen der diesjährigen 31. Veranstaltung. Doch welche Elektro-Motor-Bauarten eignen sich für den Fahrzeugantrieb? Ist der Lithium-Ionen-Akku der Nickel-Metallhydrid-Batterie in allen Punkten überlegen? Welche Akkutypen kommen noch in Betracht? Wie steht es um die benötigten Rohstoffe für Elektro-Motoren und Akkus? Bisherige Veröffentlichungen besitzen oft mehr PR- als Informationscharakter. Es fehlt die neutrale Quelle, und auch in Wien gab es keine zufriedenstellenden Antworten darauf. Hier könnte das 32. Wiener Motorensymposium Anfang Mai 2011 nachlegen. SparpotenzialeWas aber klar wurde: „Die Erwartungshaltungen gegenüber dem Elektro-Auto sind weit überzogen. Die Elektro-Mobilität wird in einer Weise hochstilisiert, die nicht berechtigt ist. Verbrennungsmotoren werden noch auf Jahrzehnte unsere Hauptantriebsquelle sein. Es gibt wohl kaum ein Gebiet der Technik, auf dem so große Fortschritte im Hinblick auf Umweltschutz erreicht werden wie beim Automobil und besonders beim Verbrennungsmotor“, so Prof. Dr. Hans Peter Lenz, Vorsitzender des Österreichischen Vereins für Kraftfahrzeugtechnik, der das Symposium von Beginn an leitet. Dem pflichteten die Vertreter der Automobilindustrie gerne bei. Audi-Chef Rupert Stadler: „Wir sind überzeugt, dass der Verbrennungsmotor noch großes Potenzial hat. Wenn wir allein den Motor betrachten, können wir bis zum Jahr 2020 Spritverbrauch und CO2-Ausstoß um ein weiteres Fünftel reduzieren.“ Bosch-Geschäftsführer Dr. Bernd Bohr legte nach: „Sowohl für Benzin- wie auch Dieselmotoren gehen wir von einem Potenzial zur Verbrauchsreduzierung von ca. 30 Prozent aus. Direkteinspritzung und Downsizing, aber auch Start-Stopp und Thermo-Management sind hier wichtige Hebel.“ Drei-Liter S-KlasseDie tatsächliche Serienreife reiner Elektro-Fahrzeuge ist nach Meinung von Prof. Dr. Wolfgang Steiger, Leiter Antriebsforschung bei VW, erst für das Jahr 2020 zu erwarten. Bis dahin werden konventionelle Antriebe optimiert und parallel die Weiterentwicklung der Hybrid-Technologie und der Einstieg in die Elektro-Mobilität vorangetrieben. Für Daimler kündigte Forschungsvorstand Dr. Thomas Weber an, dass die nächste Mercedes-Benz S-Klasse das erste Drei-Liter-Auto in der Luxusklasse wird. Der Antrieb: Ein V6-Ottomotor mit Direkteinspritzung, ein zusätzlicher 44-kW-Elektromotor und eine Zehn-kWh-Lithium-Ionen-Batterie sollen einen Verbrauch von 3,2 Liter pro 100 Kilometer ermöglichen. Zudem fährt die S-Klasse mit Plug-in-Hybridmodul 30 Kilometer ausschließlich elektrisch. Welche Möglichkeiten der Optimierung von Verbrennungsmotoren bestehen, zeigen die neuen V6- (M 276) und V8-Ottomotoren (M278) von Daimler, die, beginnend im Herbst dieses Jahres mit S-Klasse und CL, Schritt für Schritt ihre Vorgänger M272 und M273 ablösen. Bis zu zwölf Prozent mehr Leistung, bis zu 32 Prozent mehr Drehmoment und bis zu 20 Prozent weniger Fahrverbrauch bescheinigt man den neuen Motoren. Die besseren Werte erreicht man mit strahlgeführter Direkteinspritzung und Piezoinjektoren, Mehrfachzündung und zwei neuen, zusätzlichen Betriebsarten mit den Bezeichnungen Homogen-Schicht (HOS) und Homogen-Split (HSP). Die strahlgeführte Direkteinspritzung gibt es bereits seit dem 350 CGI, dem Vorgänger des neuen V6. Unter schneller Mehrfachzündung, neu-deutsch Multi Spark Ignition (MSI), ist die Flexibilisierung der Energiezufuhr in den entstehenden Funken zu verstehen. Mit steigender Anzahl von Folgefunken, d. h. mit wachsender Gesamtenergie, bildet sich ein Plasmakanal mit großer räumlicher Ausdehnung und Dichte. Zwei neue BetriebsartenDie MSI basiert auf der Optimierung von konventionellen Zündungskomponenten (Spule-Boot-Zündkerze). Über die Ansteuerung der MSI kann man die Zeit bis zu einem Folgefunken als auch die Brenndauer für den jeweiligen Betriebspunkt optimal anpassen. Die deutliche Leistungssteigerung konnte auf Basis einer 12-V-Bordnetz-Versorgung unter Reduzierung des Bauraums und Gewichts dargestellt werden. Die Betriebsarten HOS und HSP wurden entwickelt, um den Kennfeldbereich, in dem mit Schichtbetrieb gefahren werden kann, auszudehnen. Die Betriebsart HOS stellt eine Betriebsart im Übergangsbereich dar. Die ersetzt den oberen Bereich des Schichtbetriebs und einen Teil des darüber liegenden Homogenbetriebs. Zudem ist HOS eine Kombination aus Homogen-Mager- und klassischem Schichtbrennverfahren. Bei entdrosseltem Motor wird die erste Einspritzung in den Ansaughub gespritzt, worauf sich ein homogenes Basisgemisch ausbildet. Die Schicht-Einspritzung erfolgt in die Kompression vor der Zündung kennfeldabhängig als einfache oder zweifache Einspritzung. Sowohl der Schicht- als auch der HOS-Betrieb wird zur NOx-Absenkung mit Abgasrückführung betrieben. Beim Homogen-Split-Betrieb (HSP) werden gut 95 Prozent der Kraftstoffmenge ein- oder mehrfach in den Ansaughub gespritzt. Es folgt eine sehr kleine Zünd-Einspritzung zur Stabilisierung der Verbrennung. Somit unterteilt sich das Motorkennfeld in diese wesentlichen Bereiche: (siehe Grafik): Schichtbetrieb bei niedriger Teillast bis vier bar und 4.000/min, HOS-Betrieb bei mittlerer Teillast vier bis acht bar und bis 4.000/min und Homogen- oder HSP-Betrieb bei hoher Last im gesamten Drehzahlbereich. zLesen SIe hier......warum der Verbrennungsmotor noch bis mindestens 2020 die dominierende Antriebsform bleiben wird.Die Division Powertrain von Continental arbeitet an einem neuen Diesel-Einspritzsystem. Es soll dynamische Eigenschaften besitzen, mit denen man den Brennverlauf modellieren kann. Die wichtigsten Eckdaten: Piezoinjektoren, Einspritzdrücke bis 2.300 bar, Erst-Einsatz 2014 oder 2015. Zudem befinden sich bei Continental einige neue Sensoren in der Entwicklung. Darunter ein Partikelsensor, der die Partikelmasse über die anlagerungsbedingte Veränderung des elektrischen Widerstands eines Keramikplättchens sensiert. Gemeinsam mit dem neuen Diesel-Einspritzsystem ist auch ein Rückschluss auf die Partikelzahl möglich. Im Rahmen der Brennverlaufmodellierung ist auch die Größe der entstehenden Partikel bekannt, womit sich auf die Partikelzahl schließen lässt. Weitere in der Entwicklung befindliche Sensoren sind ein neuer Luftmassensensor, den teilweiser Ersatz der Elektronik durch Mikromechanik unempfindlicher und billiger machen soll, und ein separater, nicht in den Glühstift integrierter Brennraumdrucksensor. Zudem entwickelt das Unternehmen neue Elektro-Motoren mit einem Leistungsspektrum von fünf bis 120 Kilowatt.Kennfeld mit BetriebsartenModellierung möglich

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