INTERNATIONALES WIENER MOTORENSYMPOSIUM 25. UND 26. APRIL 2013 34TH INTERNATIONAL VIENNA MOTOR SYMPOSIUM APRIL 25TH AND 26TH, 2013
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34. INTERNATIONALES
WIENER MOTORENSYMPOSIUM
25. UND 26. APRIL 2013
34TH INTERNATIONAL
VIENNA MOTOR SYMPOSIUM
APRIL 25 TH AND 26 TH, 2013
Von/By MTZextra
Hans Peter Lenz MTZ Motortechnische Zeitschrift 74 (2013), Nr. 9 | Springer Vieweg | Wiesbaden | Germany
TAGUNGSBERICHT Wiener Motorensymp o sium 34. INTERNATIONALES WIENER MOTORENSYMPOSIUM Zum 34. Internationalen Wiener Motorensymposiums am 25. und 26. April 2013 trafen sich wie jedes Jahr über 1000 führende Ingenieure der Motorenentwicklung und Wissenschaftler aus aller Welt. Sie präsentierten ihre neuesten Entwicklungen und gaben Ausblicke auf zukünftige Trends. Der vorliegende Bericht stellt zum Teil gekürzte Zusammenfassungen der Vorträge der einzelnen Autoren vor. 2
A U T OR EINLEITUNG ein schlechtes Gewissen zu haben – wie
es von manchen Kreisen suggeriert wird –
Nach der Begrüßungsfanfare des Orches- wenn er ein neues Auto kauft“, so Pro-
ters der Technischen Universität be- fessor Lenz.
grüßte Professor Lenz, ❶, die Teilneh- Die Fortschritte bei Verbrennungsmo-
mer des ausgebuchten 34. Internationa- toren seien auch heute noch von Modell-
len Wiener Motorensymposiums, ❷. reihe zu Modellreihe groß, 15 bis 20 %
UNIV.-PROF. DR. TECHN. Alle Vorträge sind wieder in den VDI- Verbrauchsabsenkung seien keine
HANS PETER LENZ Fortschritt-Berichten, einschließlich Seltenheit.
ist Vorsitzender des Österreichischen einer CD mit den Texten in englischer Alternative Kraftstoffe werden vermehrt
Vereins für Kraftfahrzeugtechnik
(ÖVK) in Wien (Österreich).
Sprache, enthalten. Die Vorträge aus dem Anwendung finden. Öl werde aber noch
universitären Bereich wurden – soweit für Dekaden die Hauptquelle unserer
gewünscht – einem Peer-Review-Verfah- Kraftstoffe sein. Kraftstoffe hätten in
ren durch die Wissenschaftliche Gesell- manchen Ländern oft unzureichende
schaft für Kraftfahrzeug- und Motoren- Qualität und damit eine negative Wech-
technik e.V. (WKM) unterzogen. Profes- selwirkung auf unsere Verbrennungsmo-
sor Lenz wies auch auf das Suchsystem toren. Schwefelfreier Otto-Kraftstoff über
des Österreichischen Vereins für Kraft- Europa hinaus würde zum Beispiel die
fahrzeugtechnik hin, das die Möglichkeit Einführung magerbetriebener Ottomoto-
bietet, mithilfe von Suchbegriffen die ren ermöglichen. Eine globale Koordina-
Vortragstitel, Autoren und Firmen der tion der Kraftstoffqualität sei dringend
vorangegangenen Motorensymposien erforderlich. Darüber hinaus möchte man
und auch sonst gehaltener Vorträge zu sich wünschen, so Professor Lenz, „dass
finden. Insgesamt sind über 1400 Vor- Erdgas – das in genügender Menge zur
träge seit 1985 in dieser Datenbank Verfügung steht – mehr Anklang findet“.
enthalten. Nach der gemeinsamen Plenar-Eröff-
Professor Lenz führte einleitend aus: nungssektion, ❸, folgten in zwei Paral-
„Wir stehen vor verbesserten oder neuen lelsektionen, ❹ und ❺, die Fachvorträge
Antriebskonzepten. Im vergangenen Jahr unter der Leitung der Professoren G.
sagte ich hier: ,Es war noch nie so span- Brasseur, B. Geringer, G. Hohenberg, G.
nend in der Entwicklung der Automobil- Jürgens und H. P. Lenz. Eine umfassende
antriebe wie heute‘. Ich kann das nur und eindrucksvolle Ausstellung neuer
wiederholen. Noch nie hatten wir durch Motoren, Komponenten und Fahrzeuge
die Fortschritte der Technik so große ergänzte die Vorträge, ❻, ❼ und ❽.
Möglichkeiten der Verbesserungen.
Unser Ziel, nachhaltige Mobilität sicher
zu stellen, werden wir auch in Zukunft
erreichen, dabei setzen wir weniger auf
revolutionäre Prozesse als auf Evolution,
langjährige Entwicklungsprozesse“.
Nach Einschätzung von Professor Lenz
stehen wir aber auch vor zum Teil über-
großen Erwartungshaltungen an die
neuen Antriebskonzepte, wie die reine
Elektromobilität. Dies sei mittlerweile
durch sachliche Berichterstattung
ersetzt worden.
Dennoch gebe es unterschiedliche
Auffassungen: Aktivitäten zur Einfüh-
rung von E-Mobilen auf der einen Seite,
Rückzug von geplanten reinen E-Model-
len auf der anderen Seite. Interessant und
erfreulich sei jedenfalls, dass Verbesse-
rungen an Verbrennungsmotoren wieder
stärker das Interesse der Medien finden.
„Wer hätte gedacht, dass sich der Verbren-
nungsmotor auch nach über 100 Jahren
Entwicklungsarbeit als so ungeheuer
anpassungsfähig an die neuen Anforde-
rungen erweisen würde. Keiner braucht ❶ Univ.-Prof. Dr. Hans Peter Lenz
extra 3
TAGUNGSBERICHT Wiener Motorensymp o sium
❷ Eröffnung mit Fanfare
Die Begleitpersonen erlebten ein kultu- ohne Elektrifizierung, die über die bereits derlich sein. Mittels Plug-In-Hybrid-Sys-
rell anspruchsvolles Rahmenprogramm eingeführten Start-Stopp-Systeme hinaus- temen sind aber auch für diese Fahrzeug-
mit einer Fahrt ins romantische Wald- geht, erreichen. antriebe geringste CO2-Emissionen reali-
viertel in Niederösterreich, einer Besich- In der Kompaktklasse werden inner- sierbar. Auf Grund der Elektrifizierung
tigung der Ernst-Fuchs-Villa und einem motorische Optimierungen die CO2- ist in dieser Fahrzeugklasse jedoch mit
Besuch von Schloss Schönbrunn. Den Emissionen bei Ottomotoren in den Be höheren Zusatzkosten zu rechnen.
Abend verbrachten die Teilnehmer beim reich von 95 g/km bringen. Zur weiteren CNG-Antriebe haben in allen Fahrzeug-
Heurigen auf Einladung des Bürgermeis- CO2-Reduzierung und Komfortverbesse- klassen durch ihre gute CO2-Bilanz bei
ters von Wien. rung stehen Einstiegshybridisierungen vergleichsweise niedrigen Zusatzkosten
wie das Boost Recuperation System (BRS) die Chance, in den nächsten Jahren ihren
zur Verfügung. Dieselmotoren werden Marktanteil auszubauen. Voraussetzung
PLENAR-ERÖFFNUNGSSEKTION
das Ziel ohne Elektrifizierung deutlich dafür ist jedoch, dass die heute noch vor-
Dr. Volkmar Denner, ❾, Vorsitzender unterschreiten können. handenen Mehrkosten durch Skalenef-
der Geschäftsführung, Robert Bosch Im Flottenmix der Hersteller dienen fekte reduziert und die notwendigen In
GmbH, Stuttgart: „Zukunft gestalten – diese „Best-in-Class“-Fahrzeuge mit frastrukturen deutlich ausgebaut werden.
Innovationen für effiziente Mobilität“: günstigstem CO2-Gewichts-Verhältnis der Toshiaki Tanaka, ❿, Head of Advanced
Die zukünftigen CO2-Emissionsziele Kompensation schwererer oder höher Engine Development and Energy Research,
für die Jahre 2015 und 2020 erfordern motorisierter Fahrzeuge und somit der Toyota Motor Corporation, Aichi, Japan:
ambitionierte technische Fortschritte. In Erreichung des CO2-Flottenziels. „Globale Herausforderungen im Energie-
einer umfangreichen Analyse auf Basis Fahrzeuge der Large/SUV-Klasse wer- und Umweltbereich, reflektiert in Toyotas
der „Best-in-Class“-Fahrzeuge des Jahres den das CO2-Ziel für das Jahr 2020 durch Antriebsstrangvorentwicklung“:
2012 wurden für die Fahrzeugsegmente eine reine Optimierung des Verbrennungs- Die Themen Umwelt und Energie tra-
Subkompakt, Kompakt sowie Large/SUV motors nicht erreichen können. Neben gen heute zur Diversifizierung der Ener-
mögliche Lösungsstrategien erarbeitet. weiterführenden Fahrzeugmaßnahmen, gieressourcen bei. Gleichzeitig steigen
In der Subkompakt-Klasse werden wie zum Beispiel Reduktion von Fahrwi- die Herausforderungen an das Automobil
sowohl Otto- als auch Diesel-Antriebs- derständen und/oder Gewicht, wird eine für immer geringeren Kraftstoffverbrauch
stränge das CO2-Ziel für das Jahr 2020 stärkere Elektrifizierung zwingend erfor- und Abgasemissionen.
4
Alternative Kraftstoffe finden wegen Markteinführung werden zwei Fahr- besteht. Neben markentypischer Fahr
der begrenzten Ölressourcen vermehrt zeuge angeboten: BMW i3 und BMW i8. dynamik und gleichzeitig signifikanter
Verbreitung, weshalb Automobilherstel- Durch Einsatz von CFK wird das Bat- Absenkung des Kraftstoffverbrauchs,
ler Entwicklungen in mehrere Kraftstoff- teriegewicht kompensiert. Der BMW i3 unabhängig von der lokal vorliegenden
richtungen betreiben müssen. Dennoch ist ein Elektrofahrzeug mit Range Exten- Kraftstoffqualität, bietet die BMW Twin-
wird Öl auch in den nächsten Dekaden der, der BMW i8 ist ein Sportwagen mit Power-Turbo-Technologie weitere Frei-
als Hauptquelle unserer Kraftstoffe die- dem modifizierten E-Motor des i3 an der heitsgrade, deren Ausnutzung eine deutli-
nen. Daher bleibt die kontinuierliche Vorderachse und einem 1,5-l-Dreizylin- che Absenkung der Abgasemissionen
Weiterentwicklung des Verbrennungs- der-Ottomotor mit BMW TwinPower- erlaubt. Besondere Herausforderungen
motors eine wichtige Herausforderung. Turbo-Technologie an der Hinterachse. stellen die in Kalifornien und weiteren
Darüber hinaus kann erwartet werden, US-Bundesstaaten gültigen SULEV-Ab
dass Hybridtechnologie und Plug-in-Hyb- gasgrenzwerte sowie die europäische
NEUE OTTOMOTOREN I
ridtechnologie zur Reduktion des Euro-6-Emissionsgesetzgebung mit neu
Gesamtölverbrauchs beitragen werden. Dipl.-Ing. N. Klauer, Dr.-Ing. M. Klüting, eingeführten Partikelanzahlgrenzwerten
In diesem Zusammenhang ist aber auch Dr.-Ing. E. Schünemann, Prof. Dr.-Ing. für direkteinspritzende Ottomotoren dar.
die Elektrizitätserzeugung mit geringem C. Schwarz (Vortragender), Ing. F. Im Beitrag werden die Potenziale der
CO2-Ausstoß und die Entwicklung von Steinparzer, BMW Group, München: BMW TwinPower-Turbo-Technologie zur
Batterien mit höherer Energiedichte „Die BMW TwinPower Turbo Ottomoto- sicheren Erfüllung der Euro-6- und
erforderlich. ren Technologie als Enabler zur Erfüllung SULEV-Abgasgesetzgebungen beschrie-
Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die weltweiter Emissionsanforderungen“: ben. Dabei wird insbesondere auf die
Luftverschmutzung. Während die Ab Die konsequente Umsetzung weiterer Maßnahmen zur Emissionsabsenkung im
gasgesetzgebung kontinuierlich ver- Potenziale am Verbrennungsmotor, der Start und während des Katalysatorheizbe-
schärft wurde, gibt es weltweit einen auch bei steigendem Elektrifizierungs triebs eingegangen, wo ein wesentlicher
Widerspruch zwischen Abgasgesetzge- grad den größten Anteil am weltweiten Teil der Abgasemissionen entsteht.
bung und Kraftstoffqualität. Da es einige Antriebsportfolio haben wird, ist wesent- Dipl.-Ing. G. Doll (Vortragender),
Zeit in Anspruch nehmen kann, bis die licher Bestandteil der BMW Efficient Dipl.-Ing. M. Schütz, Dipl.-Ing. R.
entsprechende Kraftstoffqualität angebo- Dynamics-Strategie. Dazu kommt in Kemmler, Dipl.-Ing. A. Waltner, Dipl.-
ten wird, sind Entwicklungen seitens der den Otto- und Dieselmotoren der BMW Ing. H. Herwig, Daimler AG, Stuttgart
Automobilhersteller erforderlich, um die Group das Technologiepaket BMW Twin- und Sindelfingen: „Der neue 3,0-l-V6-
Kunden vor Problemen in der Mobilität Power-Turbo zum Einsatz, das für Otto- Ottomotor mit Direkteinspritzung und
zu bewahren. Die globale Koordination motoren aus den Elementen Abgasturbo- Bi-Turboaufladung von Mercedes-Benz“:
von Kraftstoffqualität ist enorm wichtig, aufladung, vollvariabler Ventiltrieb mit Mit der Einführung des M276 DELA 30
um Luftqualität lokal und global verbes- VALVETRONIC und Direkteinspritzung im neuen Mercedes-Benz E 400 wurde
sern zu können.
Dr.-Ing. Herbert Diess, ⓫, Mitglied
des Vorstands, Entwicklung, BMW AG,
München: „BMW gestaltet die Zukunft
der Mobilität. Heute“:
Das Automobil, wie wir es kennen,
entwickelt sich radikal weiter. Seine
Industrialisierung befindet sich in einem
technologischen Umbruch. Nicht nur
fortschreitende Innovationen, sondern
vor allem auch Umweltauflagen, stei-
gende Kraftstoffpreise und die Urbani
sierung prägen diesen Systemwechsel
und damit die Entwicklungsarbeit. Die
sprichwörtliche „Freude am Fahren“ bei
geringstmöglichem Energieeinsatz auch
in Zukunft zu realisieren, ist die zentrale
Aufgabe der Forschungs- und Ingenieurs
arbeit der BMW Group. Eine entschei-
dende Rolle hierbei spielt die Motoren-
und Antriebstechnik. Antworten auf die
umweltpolitischen und selbst gesteckten
Ziele sind neue Technologien: Plug-in-
Hybride und Elektrofahrzeuge.
Als eine Antwort auf die genannten
Anforderungen hat der Hersteller eine ❸ Plenar-Eröffnungssektion v. r. n. l.: Dr. Denner, Mr. Tanaka, Dr. Mohammadi, Dr. Diess,
neue Submarke gegründet, BMW i. Zur Prof. Lenz, Dr. Hametner
extra 5
TAGUNGSBERICHT Wiener Motorensymp o sium die bewährte V6-Ottomotorenbaureihe motoren mit strahlgeführtem Brennver- BRENNVERFAHREN M276 im Frühjahr 2013 um eine Variante fahren eingeführt worden sind, erfolgte UND KRAF TSTOFFE erweitert, die höchste Komfortansprüche, ein breiter Rollout dieser Technologie auf souveräne Fahrleistungen und Effizienz Basis der Motorbaureihen mit dem Brenn- Dipl.-Ing. C. Doppelbauer (Vortragen- gleichermaßen vereint. So konnte gegen- verfahren BlueDIRECT. Mit diesen Moto- der), Ing. M. Penz, Dipl.-Ing. D. Renner, über dem frei saugenden Motor M276- ren werden in Wettbewerbsvergleichen Dr. K. Masser, Dipl.-Ing. F. Dorfer, 3,5-l die Leistung um 9 %, das Drehmo- Bestwerte im Kraftstoffverbrauch erzielt. MAGNA POWERTRAIN – Engineering ment sogar um 30 % gesteigert werden. Das Angebot ist momentan allerdings Center Steyr GmbH & Co KG, St. Valen- Die Verbräuche bewegen sich im auf Länder beschränkt, in denen schwe- tin: „DUAL FUEL – Potential kombinier- Vergleichsumfeld dabei nach wie vor auf felfreier Kraftstoff verfügbar ist. ter Verbrennung von Erdgas und dem markentypischen Niveau. Die über- Welche technischen Maßnahmen oder Dieselkraftstoff“: arbeitete Verbrennung und das einge- geänderten Randbedingungen sind erfor- Die stetig steigenden Preise für den setzte Technologieset sichern die derlich, um eine weitere Durchdringung Dieselkraftstoff, die längere Verfügbar- Zukunftsfähigkeit des Aggregats und dieser umweltschonenden Technologie keit von Erdgas und das CO2-Reduktions- erfüllen die weltweiten Emissionsvor- zu ermöglichen? In diesem Beitrag wer- potenzial erhöhen die Attraktivität, Die- schriften. Der EU-Abgasgrenzwert Euro den insbesondere die potenziellen Märkte selkraftstoff durch Erdgas zu ersetzen, 6 wird ab Markteinführung im neuen USA und China betrachtet. Herausforde- insbesondere in den aufstrebenden Typ E400 erreicht. rungen stellen dabei vor allem die The- Wirtschaftsmärkten. Dipl.-Ing. C. Enderle, Dipl.-Ing. R. men Kraftstoffqualität und Emissionen Eine Möglichkeit dafür ist ein Dual- Kemmler (Vortragender), Dipl.-Ing. G. sowie marktspezifisch auch die On- Fuel-Betrieb unter Verwendung eines Vent, Dipl.-Ing. A. Waltner, Daimler AG, Board-Diagnose dar. Unter der Prämisse konventionellen Dieselmotors, der mit Sindelfingen und Stuttgart: „Der mager- einer weiteren Reduzierung des Kraft- geringfügigen Änderungen wechselweise betriebene Ottomotor – ein Konzept für stoffschwefelgehalts besteht die Chance, im Diesel- oder Mischbetrieb (Gas/Die- den weltweiten Einsatz“: mittelfristig auch in den betrachteten sel) betrieben werden kann. Im Mischbe- Nachdem von Mercedes-Benz im Jahr Regionen magerbetriebene Ottomotoren trieb sollten dabei Gaszumischraten von 2006 die ersten magerbetriebenen Otto- anbieten zu können. bis zu maximal 90 % beziehungsweise ❹ Festsaal 6
❺ Zeremoniensaal
70 % im Durchschnitt möglich sein, wie Dr.-Ing. P. Adomeit (Vortragender), s ystematischen Untersuchung mittels
die vorliegende Arbeit zeigt. Dr.-Ing. J. Dohmen, Dipl.-Ing. M. Motorversuch, optischer Diagnostik und
Um die Potenziale eines derartigen Thewes, Dr.-Ing. J. Ewald, FEV GmbH, CFDR für verschiedene Gemischbildner
Konzepts darzustellen, werden die Ver- Aachen; Dipl.-Ing. M. Günther, Dipl.- und Kraftstoffe vor.
suche an einem Vierzylinder-7,0-l-Nutz- Ing. B. Morcinkowski, Prof. Dr.-Ing. S. Die Untersuchung zum Einfluss des
fahrzeugmotor durchgeführt, welcher Pischinger, RWTH Aachen University: Brennverfahrens auf das Vorentflam-
für eine äußere Gemischbildung mit „Einfluss von Kraftstoff und Brennver- mungsverhalten ist hier auf die Gemisch-
handelsüblichen CNG-Komponenten fahren auf die Vorentflammung beim bildung fokussiert. Es zeigt sich, dass die
sowie einem Entwicklungssteuergerät aufgeladenen Ottomotor“: Vorentflammungsneigung mit Direktein-
mit eigens entwickelter Software ausge- Bei Ottomotoren ist Downsizing eine spritzung bei optimaler DI-Injektoraus
stattet ist. Schlüsseltechnologie, um die geforderte legung durch die Ladungskühlung deut-
Das Ziel der Untersuchungen ist die CO2-Emissionsminderung zu erzielen. lich geringer ist als mit vorgelagerter
Kalibrierung des Motors für den Dual- Zusätzlich eröffnet der Einsatz von Saugrohreinspritzung. Gleichzeitig wird
Fuel-Betrieb durch optimierte Einsprit- Kraftstoffen mit regenerativen Biokom- ein deutlicher Einfluss der DI-Injektor
zungs- und Verbrennungsparameter, ponenten weitere CO2-Potenziale. Es ist auslegung beobachtet, da weite Strahlbil-
damit die Euro-6-Emissionsvorschriften daher zu erwarten, dass zukünftige der mit erhöhtem Kraftstoffauftrag auf
unter stationären und transienten Bedin- Ottomotoren eine Kombination von die Laufbuchse den thermischen Zustand
gungen erfüllt werden können. Downsizing und Flex-Fuel-Fähigkeit im Brennraum verändern und eine höhere
Die schwierige Konvertierung von Me erfordern werden. Vorentflammungsneigung aufweisen.
than, die erst bei vergleichsweise hohen Gesteigerte Downsizing-Grade und Die Untersuchung des Kraftstoffein-
Temperaturen stattfindet, stellt die größte neuartige Kraftstoffe führen zu neuen flusses auf die Vorentflammung konzen-
technische Herausforderung dar. Herausforderungen durch das Einsetzen triert sich vor allem auf ethanolhaltige
Energetisch ist das Konzept eine Brü irregulärer Verbrennung. Der Artikel Kraftstoffe. Mit zunehmendem Ethanol-
ckentechnologie zum reinen Erdgasbe- stellt die an einem hochaufgeladenen gehalt nimmt die Vorentflammungsnei-
trieb und kann somit zum rascheren Aus- Versuchsaggregat gewonnenen Erkennt- gung ab. Weiterhin wird beim hier ein-
bau der Erdgasinfrastruktur beitragen. nisse zur Vorentflammung aus einer gesetzten Versuchsmotor mit den hoch
extra 7
TAGUNGSBERICHT Wiener Motorensymp o sium
❻ Ausstellung
ethanolhaltigen Kraftstoffen E85 und reicher Entwicklungsschritte wird unter stoß im NEFZ im Vergleich zur Basis-
E100 keine Glühzündungsneigung beob- anderem das Verdichtungsverhältnis Benzinmotorvariante bereits um über
achtet, obwohl insgesamt deutlich höhere angehoben sowie ein Brennverfahren 30 % abgesenkt werden. In Hinsicht auf
Lasten erreicht werden. mit Direkteinblasung für den Fahrzeug die Erreichung des Flottenverbrauchs-
Prof. Dr. P. Hofmann (Vortragender), einsatz entwickelt. Zum Einsatz kom- ziels für 2020 von 95 g CO2/km stellt die-
M.Sc. T. Hofherr, Dipl.-Ing. M. men hier CNG-Einspritzdüsen aus dem ses Konzept damit eine attraktive Alter-
Damböck, Technische Universität Wien; Hause Delphi. Das Potenzial jeder Ein- native zu E-Fahrzeugen dar.
Dipl.-Ing. W. Fritz, Dr. F. Kampelmühler, zelmaßnahme wird durch den Querver-
Magna Steyr Fahrzeugtechnik AG & Co. gleich zum Benzinbetrieb analysiert. Die
MOBILITÄT UND KRAF TSTOFFE
KG, Graz: „Der CULT Antrieb: Hocheffizi- Kombination von Direkteinblasung und
enter CNG Motor mit Direkteinblasung“: hohem Verdichtungsverhältnis entschärft Dr. P. Sauermann (Vortragender),
Neben der kontinuierlichen Verbesse- die Problematik eines ansprechenden Dr. U. Balfanz, W. Dörmer, BP Europe
rung der Otto- und Dieselmotoren ist Volllastverhaltens unter Einhaltung der SE, Bochum: „Mobilität der Zukunft“:
eine größere CO2-Reduktion auch durch thermischen Bauteilschutzgrenzen. Seit mehr als einem Jahrhundert ist
den Einsatz von Kraftstoffen mit einem Gleichzeitig konnte damit der CO2-Aus- Erdöl der dominierende Rohstoff für
niedrigeren C/H-Verhältnis möglich. In
diesem Zusammenhang stellt Methan
einen vielversprechenden Ansatz dar, da
durch den geringen C-Gehalt eine Ver-
ringerung der CO2-Emissionen von mehr
als 20 % erreicht wird. Weiter bietet
Methan effizienzsteigernde Eigenschaf-
ten wie hohe Klopffestigkeit, weite Zünd-
grenzen und bessere Gemischbildung.
Im Zuge eines Forschungsprojekts am
Institut für Fahrzeugantriebe und Auto-
mobiltechnik an der TU Wien wird in
Zusammenarbeit mit Magna Steyr Fahr-
zeugtechnik ein Antriebsstrang mit Gas-
motor für ein Ultraleicht-Fahrzeug im
A-Segment entwickelt. Als Basis für das
Antriebsaggregat dient ein serienmäßi-
ger Dreizylinder-Vierventil-Ottomotor
mit Abgasturboaufladung, der auf mono
valenten Erdgasbetrieb adaptiert und
detailoptimiert wird. Im Zuge umfang- ❼ Ausstellung
8
nicht sehr hoch. Viele regulatorische
Eingriffe in den Preis von Energie ver-
stärken dies noch. Damit gerät oft die
Einsicht aus dem Blick, dass aus vielerlei
Gründen Mobilität und Nachhaltigkeit
miteinander vereint werden müssen.
Regenerativ gewonnener Wasserstoff
als Treibstoff ist eine Alternative, die
ebenso ihren Beitrag leisten kann. Die
Batterietechnik bei der Elektromobilität
verfügt hinsichtlich der Traktion über
weitere Potenziale, wird aber niemals in
die Nähe der Speicherdichte chemischer
Energieträger kommen können. Für
Langstreckenreisen und den Güterfern-
transport besteht weiterhin ein erhebli-
cher Bedarf an Kraftstoffen mit hoher
Energiedichte, der sich nicht elektrisch
decken lässt. Hier bietet es sich an, den
primär erzeugten regenerativen Wasser-
❽ Ausstellung stoff mit CO2 nicht in Methan, sondern in
flüssige Kraftstoffe umzusetzen.
Der Beitrag zeigt die benötigten Stoff-
ströme und ihren Einbau in zukünftige
Benzin und Dieselkraftstoff und damit Ergänzung zum herkömmlichen Kraft- Energiesysteme auf. Er geht weiter kurz
Garant unserer Mobilität. Nachdem stoff dar. Die drei Säulen – Nachhaltig- auf die noch erheblichen wissenschaft-
lange Zeit die Verfügbarkeit und Reich- keit, Bezahlbarkeit und Verfügbarkeit – lich technologischen Hürden ein, die der-
weite des fossilen Rohöls im Fokus stan- sind Grundlage für eine erfolgreiche artigen Systemen entgegenstehen, wenn
den, gewinnen heute Themen wie Ver- Implementierung. BP hat gerade die man die entsprechende Skalierung und
sorgungssicherheit und Umweltschutz neuen Biokraftstoffe Butanol, Ethanol die Nachhaltigkeitsfragen, die sich daraus
zunehmend an Bedeutung. BP veröffent- aus Lignozellulose und Diesel aus Zucker ergeben, bedenkt. Allerdings bestehen
licht jährlich den „Statistical Review of der Weltöffentlichkeit vorgestellt. gute Aussichten, diese Herausforderungen
World Energy“, eine anerkannte Statistik Moderne Konzepte mit Verbrennungsmo- zu überwinden, wenn man rechtzeitig
der wesentlichen Energieträger wie Erdöl, tor, Hybridisierung und nachhaltigen auf ein auf mehrere Optionen gestütztes
Erdgas, Kohle und nichtfossile Energie- Biokraftstoffen haben noch enormes System von regenerativen Kraftstoffquel-
träger. Der BP „Energy Outlook 2030“ Potenzial, so Sauermann. Erdöl werde len, die den unterschiedlichen Mobili-
gibt zusätzlich Prognosen über Langzeit- im Transportsektor auch langfristig seine tätsprofilen angepasst werden, setzt.
trends im Bereich Energie ab. Die Erwar- Schlüsselposition unter den Energieträ- Dies gilt sowohl für wissenschaftliche
tung ist, dass der globale Rohölverbrauch gern behalten. Fragen wie für die regulatorischen und
in absoluten Zahlen nach wie vor steigt, Prof. Dr. R. Schlögl, Fritz-Haber-Insti- gesellschaftlichen Randbedingungen.
dessen relativer Anteil im Vergleich zu tut der Max-Planck-Gesellschaft (FHI), Die Sicherstellung von Mobilität in
den anderen Energiequellen aber stetig Berlin; Max-Planck-Institut für Chemi- nachhaltigen Energiesystemen ist in
abnimmt. Erdgas und erneuerbare Ener- sche Energiekonversion (CEC), Mülheim mehrfacher Weise möglich. Hierzu ist
gien werden voraussichtlich die größten a. d. Ruhr: „Mobilität in der Energie- eine enorme Anstrengung in Grundlagen-
Zuwächse verzeichnen. BP geht davon wende: Ansichten eines Chemikers“: forschung und Technologieentwicklung
aus, dass die Nutzung aller erneuerbaren Individuelle Mobilität ist eine funda- erforderlich, die derjenigen der Entwick-
Energien – einschließlich der Biokraft- mentale Errungenschaft unserer Kultur. lung der Halbleitertechnik gleichkommt,
stoffe – bis 2030 etwa fünfmal so schnell Sie erfordert in unserer heutigen techni- so Schlögl. Die Automobilindustrie könne
ansteigen wird wie der allgemeine Ener- schen Ausprägung Energiequellen, die den erforderlichen Treiber bereit stellen.
gieverbrauch. Der globale Trend nach hohe Dichten, leichte Verfügbarkeit, Sowohl der grundsätzliche Bedarf an
Motorisierung und individueller Mobili- sichere Handhabung und nachhaltige Mobilität in der Zukunft wie der unaus-
tät wird auch zukünftig weiter ansteigen, Bereitstellung in sich vereinen müssen. weichliche Zwang zur Umstellung der
Kraftstoffalternativen sind daher zuneh- Fossile Kohlenwasserstoffe und ihre Sub- Energieträger auf Zeithorizonte von
mend wichtiger. BP forscht intensiv und stitute aus nachwachsenden Rohstoffen Dekaden stelle eine stabile Handlungs-
unvoreingenommen an sämtlichen Opti- erfüllen zumindest die letzte Bedingung grundlage dar.
onen, die die Effizienz des Gesamtsys- nicht, wenn man die Dimension ihres Dr. W. Warnecke (Vortragender), Dr. J.
tems Mobilität steigern. Produkte auf Einsatzes berücksichtigt. Da immer wie- Karanikas, Dr. B. Levell, Dr. C. Mesters,
Biobasis können einen wichtigen Beitrag der neue fossile Lagerstätten von Kohlen- Dr. J. Schreckenberg, Dr. J. Adolf, Shell,
zur CO2-Vermeidung im Straßenverkehr stoff gefunden werden, ist der Druck, die The Hague: „Gas – Eine Brückentechnolo-
leisten. Sie stellen damit eine sinnvolle Energiebasis der Mobilität umzustellen, gie für die Mobilität der Zukunft?“:
extra 9
TAGUNGSBERICHT Wiener Motorensymp o sium
In den letzten Jahren gab es große der nicht ausreichenden Tankstellen
Fortschritte bei der Exploration und För- infrastruktur überwunden werden. Die
derung von Erdgas. Konventionelles Erd- wichtigsten Handlungsoptionen hierfür
gas ist reichlich vorhanden und große wären ein adäquates Erdgasfahrzeug-
Vorkommen von unkonventionellem Erd- Angebot, wettbewerbsfähige Erdgas-Ver-
gas sind noch hinzugekommen. Gleich- braucherpreise, Ausbau der Tankstellen-
zeitig bleibt der Druck für klimapoliti- infrastruktur sowie die Schaffung einer
sches Handeln für die Absenkung von höheren Verbraucherakzeptanz, so
Treibhausgasemissionen weiterhin groß. Warnecke.
Erdgas ist der kohlenstoffärmste fossile
Energieträger.
MOTORMECHANIK
Fast alle mittel- bis langfristigen Ener-
gieszenarien gehen daher von einem Em. Univ.-Prof. Dr.-Ing. G. Hohenberg,
deutlichen Anstieg des weltweiten Erd- IVD Hohenberg GmbH, Graz; Univ.-Prof.
gasverbrauchs aus. Erdgas kann zur Dr. techn. C. Beidl (Vortragender), TU
Strom- und Wärmeerzeugung genutzt Darmstadt; Dr. D. Höfler, tectos gmbh,
werden. Als Handlungsoption für den Graz: „Drehschwingungsberuhigung
Verkehrssektor nehmen gasförmige Kraft- von Hybridantrieben mit niedrigen
stoffe bislang nur eine Nischenfunktion Zylinderzahlen“:
ein. Erst in jüngerer Zeit werden gasför- Plug-in-Hybridantriebe sind in der
mige Kraftstoffe, insbesondere Erdgas, absehbaren Zukunft die dominierende
verstärkt als Zukunftsoption für den Variante für die Elektrifizierung von ❾ Dr. Volkmar Denner
Verkehr diskutiert. Fahrzeugen. Der Trend geht zu Verbren-
Der Beitrag befasst sich zunächst mit nungsmotoren mit geringen Zylinderzah-
der Entwicklung des Angebots und der len und auch niedrigen Betriebsdrehzah-
heute erwarteten Verfügbarkeit von Erd- len. Problematisch sind dabei die aus integration und Reibungsreduktion – der
gas. Er diskutiert, welche Gasarten es geprägten Torsionsschwingungen und Grundmotor im Spannungsfeld zwischen
gibt, insbesondere konventionelle und deren Auswirkungen auf Triebstrang Kosten und CO2-Optimierung“:
unkonventionelle, und mit welchen und Motorlagerung. Mit konventionellen Die Elektrifizierung des Antriebsstrangs
(neuen) technischen Verfahren Erdgas mechanischen Lösungen bei Zweimas- ist zur Erfüllung zukünftiger Verbrauchs
gefördert werden kann. Er behandelt senschwungrädern mit Pendelunterstüt- ziele nicht mehr wegzudenken. Dabei
außerdem Szenarien und künftige zung und ähnlichem sind deutliche Gren- bleibt die Verbrennungskraftmaschine
Märkte für Erdgas einschließlich der zen zur Beeinflussung des NVH-Verhaltens bei allen stückzahlrelevanten Antriebs-
Erdgaswertschöpfungskette. gesetzt. Ein Betrieb des Antriebsmotors konzepten auch weiterhin ein Schlüssel-
Den Schwerpunkt der Untersuchungen bei den verbrauchsmäßig relevanten nied- element. Die Herausforderung für die
bildet die Anwendung gasförmiger bezie- rigen Drehzahlen ist daher nur bedingt
hungsweise gasbasierter Kraftstoffe im möglich. Als Lösung wird ein Verfahren
Verkehrssektor. Es werden unterschied vorgestellt, bei dem über die Generierung
liche Produktionspfade für Erdgaskraft- von zusätzlichen Momentenpulsen mit
stoffe und Erdgaskraftstoffe als solche dem vorhandenen E-Motor eine Verdopp-
(CNG/LNG/GTL) betrachtet. Die Pro- lung der Anregungsfrequenz erzeugt
dukteigenschaften von Erdgaskraftstof- wird. Damit erreicht man eine Anregung
fen werden mit konventionellen Kraft- auf Triebstrang und Motorlager wie bei
stoffen (OK/DK) und anderen gasförmi- einem Verbrennungsmotor mit doppelter
gen Kraftstoffen, insbesondere LPG und Zylinderzahl. Das als „directE-Konzept“
Wasserstoff, verglichen. Die Anwen- bezeichnete Verfahren ist insbesondere
dungsmöglichkeiten von Gas-Kraftstof- für Zwei- und Dreizylinder-Motoren inte-
fen in den unterschiedlichen Verkehrs- ressant. Durch Zusammenlegung der
trägern wird diskutiert. Der Einsatz einzelnen Komponenten zu einem hoch
gasförmiger Kraftstoffe in Verbrennungs- integrierten directE-Hybridmodul lässt
motoren unterschiedlicher Verkehrsträ- sich eine einfache Kombination mit vor-
ger mit verschiedenen Verbrennungs handenen Verbrennungsmotoren und
verfahren, einschließlich ihrer Energie Getrieben realisieren. Der Beitrag be
effizienz (Verbrauch/Leistung) und schreibt das Verfahren, diskutiert Vor-
ökologischen Performance (Luftschad- teile und Nachteile und zeigt erste prak-
stoff- und Treibhausgasemissionen), tische Ergebnisse.
wird erörtert. Damit sich Erdgasmobilität Dr. W. Schöffmann (Vortragender),
besser im Markt etablieren kann, muss Dr. H. Sorger, Dipl.-Ing. G. v. Falck, M.
jedoch das Dilemma zwischen der zumeist Howlett, Dipl.-Ing. K. Weihrauch, AVL
zu kleinen Erdgas-Fahrzeugflotte und List GmbH, Graz: „Leichtbau, Funktions- ❿ Mr. Toshiaki Tanaka
10Motorentwickler besteht in der weiteren entstand aus der konsequenten Weiterent-
Effizienzsteigerung bei steigendem wicklung des Vorgängerkolbens EVOTEC 2
Kostendruck. auf Basis des EVOTEC-Prinzips.
Der durchgängige Trend zu Turboauf- Dieses Prinzip zeichnet sich gegenüber
ladung und Direkteinspritzung, die un Konstruktionsprinzipien vorheriger Jahr-
klare Prognose der Stückzahlverteilung zehnte durch eine umgekehrte Asymme-
der Verbrennungskonzepte und die For- trie der Kolbengeometrie für Druck- und
derungen nach flexibler Positionierung Gegendruckseite aus. Eine schmale Druck-
lassen eine einheitliche Familienarchi- seite wird mit einer für die Führung des
tektur mit Gleichteile- und Gleichbear- Kolbens breiten elastischen Gegendruck-
beitungskonzepten zur Lastenheftforde- seite kombiniert.
rung für zukünftige Otto- und Diesel Im leichten und robusten EVOTEC-
familien werden. 2-Kolben sind Varianten mit Ringträger
Schlüsselkriterien sind dabei konse- oder Kühlkanal verfügbar.
quenter Leichtbau sowie die Optimierung Mit dem EVOLITE wird das EVOTEC-
des mechanischen Wirkungsgrads durch Prinzip fortgeschrieben und die Asym-
Reibungsreduktion und bedarfsgeregelte metrie weiter verstärkt. Durch geometri-
Aggregatesteuerung. Eine hohe Funkti- sche Optimierungen der Kastenwand
onsintegration bei gleichzeitiger Modul- anbindung an Schaft und Boden wird
bildung stellt einen vielversprechenden gegenüber dem EVOTEC 2 die Lebens-
Ansatz zur Reduktion der Komplexität dauer je nach Position bis auf das acht
des Antriebsaggregats sowie zur Mini- fache vergrößert, während das Gewicht
mierung der Packageabmessungen dar. um bis zu 5 % sinkt. Die für niedrige ⓫ Dr. Herbert Diess
Die Auswirkungen auf die Komponen- CO2-Emissionen wichtige Reibung wird
tenkosten als auch auf die Umsetzbar- mit der neuen Kolbenbauart ebenfalls
keit, bei begrenzten Investitionsauf reduziert.
wänden unter bestehenden Rahmen lungstätigkeiten effizienter durchzufüh-
bedingungen in der Fertigung, sind ren. Insbesondere müssen Arbeitsinhalte
KOOPERATIONEN/DIESELMOTOREN
wesentliche Entscheidungskriterien für von der Straße auf den Prüfstand und in
die Einführung neuer Technologien. Prof. Dr. U. D. Grebe, AVL List GmbH, die virtuelle Welt verschoben werden.
Gezielter Leichtbau sowie Konzepte Graz: „Herausforderungen der Globali- Mithilfe von Simulationsmodellen, die
mit kostengünstigen Gießverfahren bie- sierung – Wie ändert sich die Zusam- eine Durchgängigkeit entlang der gesam-
ten auch für die Motorhauptkomponen- menarbeit in der Automobilindustrie?“: ten Prozesskette erlauben, kann die Ent-
ten erhebliches Potenzial. Die Automobilindustrie verändert sich wicklung und Applikation von Varianten
Am Kurbelgehäuse stehen Funktions- derzeit infolge des Wachstums in den deutlich schneller erfolgen.
integration sowie extreme Dünngusskon- BRIC-Staaten und der stark zunehmenden Dr. H.-J. Neußer, Dipl.-Ing. J.
zepte mit Eisenwerkstoffen im Wettbe- Komplexität durch die wachsende Zahl Kahrstedt (Vortragender), Dipl.-Ing.
werb mit Aluminiumkonstruktionen. von Produktvarianten. Die etablierten H. Jelden, Dipl.-Ing. R. Dorenkamp, Dr.
Am Zylinderkopf bietet eine modulare Automobilhersteller und die Zulieferindus- rer. nat. T. Düsterdiek, Volkswagen AG,
Architektur Chancen für den erweiterten trie globalisieren ihr Geschäft durch Loka- Wolfsburg: „Die EU 6-Motoren des Modu-
Einsatz von kostenoptimiertem Druck- lisierungen sowie durch das Eingehen von laren Dieselbaukastens von Volkswagen –
guss. Allianzen und Joint Ventures. Teilweise innovative motornahe Abgasreinigung
Im Beitrag werden die wesentlichen wurden in den Wachstumsmärkten Auto- für weitere NOx- und CO2-Minderung“:
Potenziale am Grundmotor hinsichtlich mobilunternehmen gegründet. Im Zuge der Einführung der Euro-
Auslegung, Architektur, Reibung, Wir- Die zu erbringenden Entwicklungsleis- 5-Motoren des Modularen Dieselbaukas-
kungsgrad, Gewicht und Kosten identi tungen nehmen stark zu. Eine nahtlose tens werden weitere Maßnahmen sowie
fiziert und in einer Kosten/Nutzen- Zusammenarbeit zwischen den Automo- die Integration der DeNOx-Abgasnach
Betrachtung im Hinblick auf CO2-Reduk- bilherstellern und der Zulieferindustrie ist behandlung für die Euro-6-Motoren auf-
tion bewertet. zwingend erforderlich. Insbesondere die gezeigt. Die modulare Basis wird bereits
Dr.-Ing. S. Spangenberg (Vortragen- Engineering-Dienstleister müssen ihre für die zusätzlichen Motormaßnahmen
der), Dipl. Wirt.-Ing. J. Adelmann, Dr.- globale Präsenz an die Bedürfnisse der ausgelegt und ermöglicht zudem einen
Ing. T. Hettich, A. Hammen, MAHLE Hersteller anpassen und sich in deren alternativen Einsatz der NOx-Speicher
GmbH, Stuttgart: „EVOLITE – Leicht Prozesse integrieren. Ihre regionalen Ent- katalysator- oder der SCR-Technik.
baukolben für reibleistungsoptimierte wicklungszentren müssen die Bedürfnisse Mit den nachfolgend angeführten
Ottomotoren“: der Kunden vor Ort erfüllen und gleichzei- Komponenten können die NOx- und CO2-
Der Vortragende beschreibt, wie die tig vernetzt sein, um das Wissen der Engi- Emissionen in verschiedenen Motorbe-
MAHLE-Kolbentechnologie den steigen- neering-Dienstleister optimal zu nutzen. triebsbereichen im Hinblick auf die zu
den Anforderungen von modernen, hoch Zur Beherrschung der Variantenvielfalt künftigen Anforderungen reduziert wer-
effizienten Ottomotoren gerecht wird. Der ist eine verbesserte Entwicklungsmetho- den. Der Konzern hat eine vollständig
neue MAHLE-Leichtbaukolben EVOLITE dik erforderlich, die es erlaubt, Entwick- neue Motorsteuergeräte-Software entwi-
extra 11TAGUNGSBERICHT Wiener Motorensymp o sium
ckelt, um die gestiegene Komplexität der zung immer sauberer, verbrauchsärmer Reduktion der CO2-Emissionen zu erfül-
Motorfunktionen zu beherrschen. und leistungsfähiger. len, liegt der Fokus von Neuentwicklun-
Wesentliche Bausteine der Euro-6-TDI- In diesem Vortrag steht die Gesetzge- gen traditionell auf der Steigerung der
Motoren sind: bung zu Emissionen und Kraftstoffver- Einspritzdrücke sowie einer Verbesserung
:: SCR-System brauch sowie die Marktentwicklung der der Mengenzumessgenauigkeiten. Dies
:: NOx-Speicherkatalysator zur Erfüllung Antriebstechnologien im Zentrum. zielt maßgeblich auf die hochentwickelten
Euro 6 In Europa wird ab 2017 die Abgasnorm Regionen wie zum Beispiel Europa ab,
:: Hochdruck-Abgasrückführung durch Euro 6c mit strengen Partikelanzahl- während die neuen Märkte – Indien,
den Zylinderkopf Grenzwerten eingeführt. Bis 2020 wird der China, Brasilien oder andere Schwellen-
:: Hochdruck-Einspritzsystem CO2-Ausstoß auf 95 g/km limitiert. Der länder – mit bestehender Technologie
:: Integriertes Ventiltriebsmodul Vortragende erläutert die Auswirkung der abgedeckt wurden. Die spezifischen
mit VVT-Steller neuen Test-Zyklen WLTC (Worldwide Har- Anforderungen neuer Märkte fordern
:: Saugrohr mit integriertem Ladeluft monized Light Duty Driving Test Cycle) jedoch spezifische und neue Lösungen.
kühler und Hochdruck-AGR-Ventil. und RDE (Real Driving Emissions) auf Zur weiteren Verbreitung von Dieselfahr-
Dipl.-Ing. U. Baretzky (Vortragender), Emissionen und Kraftstoffverbrauch zeugen wurde bereits in der Konzept-
Dipl.-Ing. H. Diel, Dipl.-Ing. W. ebenso wie die unterschiedlichen Maß- phase von D-FRESH der weltweite Einsatz
Kotauschek, Dr.-Ing. P. Kuntz, Dipl.-Ing. nahmen zur Emissions- und CO2-Reduk- mit sich ändernden Kraftstoffqualitäten
(FH) S. Dreyer, Dipl.-Ing. A. Schneider, tion beim hubraumreduzierten Turbo-Ben- und Umweltbedingungen geplant.
Dr.-Ing. W. Ullrich, Dr.-Ing. M. zindirekteinspritz-Motor. Im Einzelnen Hierbei sind mehrere Bereiche abzu
Mühlmeier, AUDI AG, Ingolstadt und umfasst dies die folgenden Technologien: decken: Erstens müssen robuste und effi-
Neckarsulm; Dipl.-Ing. W. Hatz, Dr. Ing. :: Luftpfad inklusive Ventilvariabilitäten, zienzgesteigerte Common-Rail-System-
h. c. F. Porsche AG, Weissach: „Der 3,7 l V Niederdruckabgasrückführung, Komponenten entwickelt und validiert
6 TDI für die 24h von Le Mans – Sieg einer Turboaufladung werden. Zweitens muss sichergestellt
neuen Idee“: :: Potenziale durch verschiedene sein, dass Sensoren und intelligente
Mit den Siegen beim 24-Stunden-Ren- Hybridisierungsgrade Steuergerätefunktionen in diese Kompo-
nen von Le Mans im Jahr 2011 und 2012 :: Zukunftspotenziale durch weiterent- nenten integriert werden können, um ein
hat AUDI bewiesen, dass auch Rennmoto- wickelte Einspritzsysteme Diesel-System hervorzubringen, welches
ren mit deutlich kleineren Hubräumen als :: Funktionen zur Emissionsreduktion unter sich ändernden Umgebungs- und
bisher äußerst erfolgreich sein können. (Kaltstart und Warmlauf) Kraftstoffbedingungen die optimale Ver-
Dank zahlreicher innovativer Technolo- :: neue Funktionen im Zusammenhang brennung sicherstellen kann. Drittens ist
gien und einer ungewöhnlichen, wegwei- mit fehlendem Saugrohrdruck wie ein entsprechendes System zur Abgas-
senden Architektur bildet dieses sehr Tankentlüftung mit HC-Sensor und nachbehandlung vorzusehen, welches
kompakte Aggregat die Grundlage für aktiver Spülpumpe. den weltweiten Einsatz mit hohen Kon-
eine Serie von Rennsiegen, zuletzt als Y. Shinohara (Vortragender), A. Kojima, versionsraten auch in Zyklen mit extrem
„e-tron quattro“ in Kombination mit K. Takeuchi, S. Matsumoto, DENSO niedrigen Abgastemperaturen erlaubt.
einem Elektroantrieb. Bislang unerreicht Corporation, Aichi-ken, Japan; Dipl. Wirtsch.-Ing. (FH) M. W. Ott
niedrige Verbräuche machen diesen Mo M. Nakagawa, O. E. Herrmann, DENSO (Vortragender), Dipl.-Ing. C. Holtkötter,
tor erneut zu einem Technologieträger für Automotive Deutschland GmbH, Weg- MBtech Group GmbH & Co. KGaA, Sin-
Entwicklungen, die zuerst im härtesten berg: „Neue Lösungen zur Optimierung delfingen; Dr. W. Rossegger (Vortragen-
Langstreckenrennen erprobt werden, um eines Welt-Diesel-Einspritzsystems im der), Kristl, Seibt & Co GesmbH, Graz:
dann den Kunden zur Verfügung zu ste- Hinblick auf zunehmend diversifizierte „Endlich Road to Rig: Durchgängige Ent-
hen, so Baretzky. Kraftstoffe“: wicklungsmethodik mittels innovativem
Das neu entwickelte Diesel-Motor- Prüfstandssystem für die vollumfäng
Management-System von DENSO mit der liche Validierung von alternativen
MOTORSTEUERUNG,
Bezeichnung „D-FRESH“ (Diesel-Fuel Antriebssystemen“:
EINSPRITZUNG, VALIDIERUNG
Robust Engine Shining) wurde im Hin- Ein neuartiger Antriebs-System-Prüf-
Dr.-Ing. D. Schöppe (Vortragender), blick auf den weltweiten Einsatz von stand (ASP) ermöglicht die Validierung
Dr.-Ing. H. Zhang, Dr.-Ing. G. Rösel, Dieselmotoren ausgelegt und leistet somit von alternativen Gesamt-Antriebssträn-
Dr.-Ing. E. Achleitner, Dipl.-Ing. F. einen Beitrag zur weiteren Verbreitung gen und auch von Gesamtfahrzeugen.
Kapphan, Dipl.-Ing. H. Dupont, dieselangetriebener Fahrzeuge und Ma Die komplexen Abhängigkeiten zwischen
Continental, Regensburg und Toulouse: schinen. Der Schwerpunkt der Entwick- elektrifiziertem Antriebsstrang und
„Nächste Generation Motorsteuerungs- lung liegt auf Common-Rail-System-Kom- Gesamtfahrzeug werden von Simulation
systeme für die Benzin-Direkteinsprit- ponenten und Sensoren, welche unab- über Komponentenversuch und Erpro-
zung“: hängig von Einsatzort, Kraftstoffqualität bung im Fahrzeug unter realen Bedin-
Der Verbrennungsmotor wird mindes- sowie anderen Umgebungsbedingungen gungen – mechanischer und elektrischer
tens für die nächsten 15 bis 20 Jahre die eine optimale Verbrennung sicherstellen Belastung sowie Umgebungstemperatu-
dominante Antriebsquelle im Straßenver- können. ren – dargestellt.
kehr bleiben. Moderne Verbrennungsmo- Um die zunehmend strengeren Emissi- Kernstück des Antriebs-System-Prüf-
toren werden durch zusätzliche technische onsnormen und Anforderungen an Wir- stands ist für konventionelle ebenso wie
Maßnahmen wie Benzin-Direkteinsprit- kungsgradsteigerungen beziehungsweise für alternative Antriebe das neue Prüf-
12MÖGLICHKEITEN 48 V / 12 V-BORDNETZ 12 V-BORDNETZ
für das physikalische Fahrzeugbordnetz
und für Fahrwerksregelsysteme einge-
Energieversorgung für zukünftige Verbraucher ✓ ✗
gangen.
Hoher Elektrifizierungsgrad des Antriebsstrangs ✓ ✗ Das 48-V-Bordnetz ist die sinnvolle
Erhöhung der Start/Stopp-Schwelle (Redundanz) ✓ ✗ Erweiterung des etablierten 12-V-Bord-
Hohe Rekuperationsleistungen ✓ ✗ netzes und schafft damit die Infrastruk-
Downsizing des physikalischen Bordnetzes ✓ ✗
tur für die effektive Elektrifizierung des
Antriebsstrangs. Das Netz bietet die
Kostengünstiges Mild-Hybrid-Konzept – iHEV 48 V ✓ ✗
Basis für neue innovative Systeme und
⓬ Zusammenfassung einiger Möglichkeiten durch das Zwei-Spannungsbordnetz Funktionen im Automobil, die mit dem
reinen 12-V-Bordnetz nicht möglich
wären. Abbildung ⓬ fasst einige dieser
Möglichkeiten zusammen, die auf Basis
standskonzept R2R (Road to Rig), mit Mit fortschreitender Weiterentwicklung des Zwei-Spannungsbordnetzes sinnvoll
dem nach minimaler Rüstzeit und ohne der elektrischen Zusatzaufladung kristal- erschlossen werden können.
Parametrierungsaufwand für die Rege- lisiert sich eine Vielzahl neuer potenziel- Dipl.-Ing. D. Semmler (Vortragender),
lungstechnik, der Prüfling wie auf der ler Anwendungen und Vorteile heraus: Dipl.-Ing. (FH) J. Kerner, Dr. L. Spiegel,
Straße belastet wird. Die Assistenzsys- Downsizing und Downspeeding von Dipl.-Ing. O. Bitsche, Dipl.-Ing. (FH) T.
teme des Fahrzeugs sind während des Otto- und Diesel-Motoren sowie sport Rauner, Dipl.-Ing. I. Stache, Dipl.-Ing.
Prüflaufs auf dem Prüfstand aktiv. Die liche Anwendungen mit enormer Dyna- (FH) M. Marques, Dr. Ing. h.c. F. Por-
Ergebnisse von Vergleichsmessungen mik. Es gibt natürlich auch Saugmotoren sche AG, Weissach: „Der Antriebsstrang
zwischen Straße und Prüfstand belegen, mit hohen Kompressionsraten und die des Porsche Panamera S E-Hybrid“:
dass selbst in Extremsituationen wie Eis- Miller-Zyklus-Strategie zur signifikanten Im neuen Panamera S E-Hybrid prä-
platte und ABS-Bremsung der Anspruch Leistungssteigerung, was potenziell kos- sentiert Porsche das erste in Serie pro
„Road to Rig“ erfüllt wird. tengünstiger als die Hybrid-Lösung ist. duzierte Plug-in-Hybridkonzept für die
Die elektrische Zusatzaufladung und die Oberklasse. Der Antriebsstrang stellt die
gekühlte AGR können effizient kombiniert konsequente Weiterentwicklung der am
ELEKTRIFIZIERUNG
werden. Damit erfolgt eine stärkere Ver- Markt bereits erfolgreichen Vollhybrid-
ANTRIEBSSTRANG
mischung unter transienten Bedingun- Fahrzeuge dar. Er wurde überarbeitet,
Dipl.-Ing. M. Forissier, Dipl.-Ing. D. gen, verbessertes Scavenging-Verhalten um niedrigste Verbrauchswerte zu errei-
Zechmair, Dr.-Ing. O. Weber (Vortragen- und eine bessere transiente Regelung, chen und vorzeitig zukünftigen Emissi-
der), Dipl.-Ing. M. Criddle, Dipl.-Ing. D. die die Leistungsgrenzen der modernen onsgesetzen zu genügen. Die Leistungs-
Durrieu, Dipl.-Ing. V. Picron, P. Verbrennungsmaschine erweitert. fähigkeit und der Wirkungsgrad der
Menegazzi, PhD, Dipl.-Ing. K. Surbled, Dipl.-Ing. J. Bast, Dr. rer. nat. M. Hybridkomponenten konnten gesteigert
Dipl.-Ing. Y. Wu, Valeo Powertrain Sys- Kilger (Vortragender), W. Galli, Dipl.- werden, um sowohl die elektrischen
tems, Cergy Pontoise: „Die Elektrische Ing. A. Eiser, Dipl.-Ing. H.-W. Vaßen, Fahrleistungen als auch die elektrische
Zusatzaufladung: Verbessertes transien- Dipl.-Ing. I. Kutschera, AUDI AG, Ingol- Reichweite signifikant zu verbessern.
tes Verhalten sowie reduzierte CO2- und stadt und Neckarsulm: „Die Chancen Wesentlichen Anteil daran hat die neue
NOx-Emissionen zur gleichen Zeit?“: des Antriebsstrangs durch das E-Maschine. Im bisherigen Bauraum
Die elektrische Zusatzaufladung ist 48V-Bordnetz“: konnte unter anderem die Leistung auf
eine vielversprechende Technologie, die Dieser Vortrag zeigt die Chancen des 70 kW mehr als verdoppelt werden.
die Zukunft der Motor-Roadmap durch Antriebsstrangs durch das 48-V-Bordnetz Zusätzlich ermöglicht eine neue intelli-
erschwingliche Elektrifizierung und auf. Im ersten Schritt wird die Motivation gente Betriebsstrategie die Erfüllung der
Unterstützung der Downsizing- und für eine neue Spannungslage im Fahr- Euro-6-Abgasgrenzwerte.
Downspeeding-Strategien mit CO2-Kraft- zeugbordnetz erörtert und im Anschluss Neben wirkungsgradsteigernden Maß-
stoffverbrauchs-Reduktion und gleich der Aufbau und die Komponenten des nahmen trägt insbesondere die Lithium-
zeitiger Verbesserung der Emissionen Zwei-Spannungsbordnetzes beschrieben. Ionen-Batterie mit einer Kapazität von
beeinflussen kann. Ein weiterer Kunden- Neben den Vorteilen der Elektrifizie- 9,4 kWh zu einer Reichweitensteigerung
nutzen ist die verbesserte Fahrbarkeit rung des Verbrennungsmotors und der bei. Durch die höhere Energiedichte der
und die Entfernung des Turbolochs mit Möglichkeit eines elektrischen Bi-Turbo- neuen Zelltechnologie benötigt die Batte-
einer starken und gleichförmigeren Be Konzepts liegt der Schwerpunkt des Bei- rie nur unwesentlich mehr Bauraum im
schleunigung. Diese Technologie ist auch trags auf dem iHEV-48-V-Mild-Hybrid- Vergleich zum Panamera S Hybrid.
in Kombination mit „Kinetic Energy Konzept von Audi, das auf Basis des Das Fahrzeug erreicht im rein elektri-
Recovery“ als alternative Hybridisierung Zwei-Spannungsbordnetzes aufbaut und schen Betrieb eine Höchstgeschwindig-
sehr vielversprechend. Da die Energie- dessen Vorteile für den Antriebsstrang keit von 135 km/h (abgeregelt) und hat
Rekuperation während der Verzögerung maximal ausnutzt. eine elektrische Reichweite im NEFZ-
oder der Bremsphase erfolgt, die immer Für eine umfassendere Betrachtung Fahrprofil von 36 km. Markentypische
einer Beschleunigungsphase folgt, gibt werden die Vorteile des Zwei-Spannungs- Fahrleistungen werden durch eine Sys-
es einen völlig symmetrischen Energie bordnetzes im Gesamtfahrzeug darge- temleistung von 416 PS (306 kW) sicher-
fluss, der eine Energiebalance ermöglicht. stellt. Dabei wird auf die Möglichkeiten gestellt. Im NEFZ-Normverbrauch bleibt
extra 13TAGUNGSBERICHT Wiener Motorensymp o sium
der E-Hybrid mit 3,1 l/100 km und CO2- der Abgasnachbehandlung durch die Für viele dieser Systemlösungen sind
Emissionen von 71 g/km überzeugend Verwendung neuer Katalysatortechnolo- sowohl ein robustes, kostengünstiges
sparsam. gien sowie einer angepassten Heizstrate- SCR-System als auch die Diagnose der
gie erreicht werden kann. Die Kombina- kompletten Abgasnachbehandlung ent-
tion aus modellgestützter Kalibrierung scheidende Bausteine. Daher rundet eine
ABGASNACHBEHANDLUNG
der motorischen Verbrennung sowie des Vorstellung von drei Neuentwicklungen
Dr. rer. nat. L. Krämer (Vortragender), elektrischen Heizens erlaubt eine Opti- von Bosch diesen Vortrag ab. Neben dem
Dipl.-Ing. G. Buschmann, Dipl.-Ing. L. mierung des Zielkonflikts zwischen Auf- standardisierten und kostenreduzierten
Stiegler, Dipl.-Ing. F. Bunar, IAV GmbH, heizverhalten und Kraftstoffverbrauch. AdBlue-Dosiersystem Denoxtronic 5.1 und
Berlin; Prof. S. Richardson, Dipl.-Ing. K. Nachdem der Vortragende das Poten- dessen Weiterentwicklung werden aktu-
F. Hansen, Jaguar Land Rover Limited, zial zur Erreichung der SULEV-Emissions- ell die Serieneinführung eines Sensors
Whitley: „Mit der Diesel-Abgasnach anforderungen mithilfe des entwickelten zur Diagnose des Partikelfilters sowie
behandlung auf dem Weg zum ‚Super- Abgasnachbehandlungskonzepts auf ein neuartiger NOx-Sensor vorbereitet.
Ultra-Niedrig-Emissionsfahrzeug‘ gezeigt hat, erklärt er, wie sich die Dr. K. Harth (Vortragender), Dr. K.
(SULEV)“: getroffenen Maßnahmen auf den Kraft- Wassermann, Dr. M. Arnold, BASF Cor-
Die amerikanische Gesetzgebung zur stoffverbrauch, die Regelung und Diag- poration, Iselin, NJ, USA; Dr. S. Siemund,
Regulierung des mittleren Flottenver- nose sowie auf die Treibhausgasemissi Dr. A. Siani, Dr. T. Schmitz, Dr. T.
brauchs der Fahrzeuge eines Herstellers onen auswirken. Die Wettbewerbsfähig- Neubauer, BASF Catalysts Germany
(„CAFE“) verlangt eine kontinuierliche keit von Diesel-Fahrzeugkonzepten für GmbH, Hannover: „Katalysierte Benzin
Absenkung des Kraftstoffverbrauchs von eine künftige Zertifizierung nach SULEV Partikelfilter: Integrierte Lösungen für
Personenkraftwagen (Pkw). Da Diesel- hängt sehr stark von mehreren, hier nicht strenge Emissionsregulierungen“:
Pkw weniger Kraftstoff verbrauchen als näher untersuchten Faktoren ab (wie zum Die kommende Euro-6-Norm wird
vergleichbare Otto-Pkw und zudem eine Beispiel Dauerhaltbarkeit, Gesamtsystem neben den bekannten Grenzen für Koh-
größere Reichweite ermöglichen als Elekt komplexität, Bauraumbedingungen, lenwasserstoffe (HC), Kohlenmonoxid
rofahrzeuge, ist die Erhöhung des Diesel- Kraftstoffqualität und Gesamtkosten). (CO) und Stickoxide (NOx) auch eine
Marktanteils eine vielversprechende Dipl.-Ing. J. Gerhardt (Vortragender), strengere Kontrolle der Feinstaub-Emissi-
Option, um die zukünftigen Marktanfor- Dr. T. Heiter, Dipl.-Ing. C. Kern, Dr. R. onen von benzinmotorgetriebenen Fahr-
derungen zu erreichen. Eine Erhöhung Maier, Dr. D. Samuelsen, Dr. M. Strobel, zeugen festlegen. Die Europäische Kom-
des Diesel-Marktanteils würde allerdings Dr. D. Welting, Robert Bosch GmbH, mission hat beschlossen, neue Maßstäbe
auch die Erfüllung von Emissionsgrenz- Stuttgart: „Denoxtronic 5 und weitere für die maximale Anzahl von Partikeln
werten für Stickoxide (NOx) und Kohlen- BOSCH-Systemlösungen zur Erfüllung in zwei Phasen zu implementieren. Phase
wasserstoffe (NMOG) erfordern, die un der ‚Post EU 6’-Anforderungen“: 1 wird mit einem anfänglichen Grenz-
terhalb dessen liegen, was mit heutigen Nach ihrer ersten Einführung in 2014 wert von 6×1012/km im Jahr 2014 begin-
Serientechnologien darstellbar ist. wird die Euro-6-Emissionsgesetzgebung nen, gefolgt durch die Phase 2 (Euro 6c)
In diesem Vortrag wurde ein Abgas- voraussichtlich in 2017 auf einen neuen mit einem strengeren Standard von
nachbehandlungskonzept entwickelt, dynamischeren Testzyklus (WLTC, World- 6×1011/km im Jahr 2017. Darüber hinaus
um mit einem Jaguar XF, angetrieben wide Harmonized Light Duty Test Cycle) müssen die Real-Fahremissionen (Real-
von einem 2,2-l-Reihendieselmotor, die umgestellt und um die Limitierung von Driving Emissions, RDE) ab 2017 be
Emissionsgrenzwerte eines „Super-Ultra- Emissionen im realen Fahrbetrieb erwei- trachtet werden.
Niedrig-Emissionsfahrzeugs“ (SULEV) tert (RDE, Real Driving Emissions). Auch Derzeit werden drei Ansätze verfolgt,
zu erreichen. Das Konzept wurde aus bei unveränderten Euro-6-Emissions- um diese anspruchsvollen Vorgaben der
einer Vielzahl möglicher Varianten mit grenzwerten haben beide Änderungen Partikel-Gesetzgebung zu erfüllen:
Hilfe einer validierten Gesamtsystemsi- Einfluss auf die Auslegung der Abgas- 1. Änderungen an Motor-Hardware und
mulation ausgewählt und besteht aus nachbehandlungssysteme für moderne Motorsteuerungsstrategien
einem motornahen, elektrisch beheiz Dieselfahrzeuge. Langfristig tragfähige 2. Anwendung eines nicht-katalysierten
baren Katalysator (EHC), einem integ- Systemlösungen müssen diese zukünf Filters zum Abgassystem
rierten System aus Diesel-Partikelfilter, tigen Anforderungen schon heute 3. Verwendung eines katalysierten Ben-
selektiver katalytischer Reduktion (SCR/ berücksichtigen. zin-Partikelfilters (catalyzed Gasoline
DPF) sowie einem Unterboden-SCR-Kata- Auf Basis der heute bekannten gesetz- Particulate Filter, c-GPF).
lysator. Die Dosierung und Reduktions- lichen Anforderungen im „Post Euro Die Potenziale und die Grenzen dieser
mittelaufbereitung von „AdBlue“ wird 6“-Zeitraum stellt dieser Vortrag spezifi- Konzepte werden angesprochen. Die Ein-
für einen sehr kompakten Bauraum sche Systemlösungen von Bosch für die führung von Filtern in Drei-Wege-Kataly-
simulationsunterstützt optimiert. Eine Abgasnachbehandlung in unterschiedli- sator-Systemen (Three-Way-Conversion,
hohe Reduktionsmittelgleichverteilung chen europäischen Fahrzeugsegmenten TWC) wird als die nachhaltigste Lösung
am SCR/DPF-Eintritt wird durch den vor. Unter Erfüllung der gesetzlichen zur Erfüllung der Euro-6-Grenzen, der
Einsatz eines für diese Anwendung Anforderungen berücksichtigt jede die- RDE-Anforderungen und der Anforderung
angepassten Mischers sowie eines opti- ser Lösungen dabei klassenspezifische einer langfristigen Haltbarkeit angesehen.
mierten wassergekühlten Dosiersystems Herausforderungen wie zum Beispiel Während Ansatz 2 unter einem drastisch
erreicht. Der Vortragende zeigt, dass eine unterschiedliche Fahrzeuggewichte und/ erhöhten Gegendruck und höheren Sys-
Erhöhung der Tieftemperaturaktivität oder Motorleistungen. temkosten leidet, ermöglicht die Integra-
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