INTERNATIONALES WIENER MOTORENSYMPOSIUM 26. UND 27. APRIL 2012 33RD INTERNATIONAL VIENNA MOTOR SYMPOSIUM APRIL 26TH AND 27TH, 2012
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33. Internationales
Wiener Motorensymposium
26. und 27. April 2012
33rd International
Vienna Motor Symposium
April 26 th and 27 th, 2012
Von/By MTZextra
Hans Peter Lenz MTZ Motortechnische Zeitschrift 73 (2012), Nr. 9 | Springer Vieweg | Wiesbaden | Germany
Tagungsbericht W iener Motorensymp o sium 33. Internationales Wiener Motorensymposium Zum 33. Internationalen Wiener Motorensymposium am 26. und 27. April 2012 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
Autor Einleitung tenheit. Die Überlegenheit der Verbren-
nungsmotoren gegenüber der reinen
Nach der Begrüßungsfanfare des Orches- E-Mobilität, geprägt in erster Linie durch
ters der Technischen Universität die Speicherfähigkeit der Batterien, wird
begrüßte Prof. Lenz, ❶, die Teilnehmer nicht geringer. Noch fehlt mindestens
des voll ausgebuchten 33. Internationa- eine 10er-Potenz. Und warum sollten an
len Wiener Motorensymposiums, ❷. ein reines E-Mobil geringere Anforderun-
Univ.-Prof. Dr. techn. Alle Vorträge sind wieder in den VDI- gen gestellt werden als an Fahrzeuge
HANS PETER LENZ Fortschritt-Berichten, einschließlich ei mit konventionellen Antrieben?
ist Vorsitzender des Österreichischen ner CD mit den Texten in englischer Die Erkenntnis, dass reine E-Mobilität
Vereins für Kraftfahrzeugtechnik
(ÖVK) in Wien (Österreich).
Sprache, enthalten. Die Vorträge aus dem nur Sinn macht, wenn der Strom regene-
universitären Bereich wurden – soweit rativ erzeugt wird, habe sich mittler-
gewünscht – einem Peer-Review-Verfah- weile durchgesetzt, so Lenz.
ren durch die Wissenschaftliche Gesell- Konventionelle Antriebe, Otto- und
schaft für Kraftfahrzeug- und Motoren- Dieselmotoren in Kombination mit elek-
technik e. V. (WKM) unterzogen. Prof. trischer Unterstützung werden also die
Lenz wies auch auf das Suchsystem des nächsten Jahrzehnte prägen.
Österreichischen Vereins für Kraftfahr- Auch die emotionellen Bindungen be
zeugtechnik hin, das die Möglichkeit züglich der individuellen Mobilität wer-
bietet, mithilfe von Suchbegriffen die Vor- den sich in Zukunft nicht drastisch än
tragstitel, Autoren und Firmen der vor dern. Das Erlebnis der Geschwindigkeit,
angegangenen Motorensymposien und Beschleunigung, der Wunsch nach ört
auch sonst gehaltener Vorträge zu fin- licher Unabhängigkeit werden durch die
den. Insgesamt sind über 1000 Vorträge modernen Kommunikationsmittel kaum
seit 1985 in dieser Datenbank enthalten. abgelöst werden können.
Prof. Lenz erklärte, dass auch in die- Nach Einschätzung von Prof. Lenz ist
sem Jahr die neuesten Ergebnisse aus es eine aufregende und spannende Zeit
den Bereichen Antriebstechnik, Energie, für die globale Automobilindustrie mit
Umwelt und benachbarter Gebiete prä großen Aufgaben, für die es sicher nicht
sentiert werden, und bedankte sich bei nur eine Lösung geben wird.
allen Vortragenden, den besten Experten Nach der gemeinsamen Plenar-Eröff-
ihres Gebietes, für ihren Einsatz und ihre nungssektion folgten in zwei Parallelsek-
Mühe. tionen, ❸, ❹ und ❺, die Fachvorträge
„Wir stehen vor verbesserten, weiterent- unter der Leitung der Professoren G. Bras-
wickelten oder neuen Antriebskonzepten. seur, B. Geringer, G. Hohenberg,
Es war noch nie so spannend in der Ent-
wicklung der Automobilantriebe wie
heute. Noch nie hatten wir so große Mög-
lichkeiten der Verbesserungen, von der
Verminderung der Reibung über den Ein-
satz von Motorvariabilitäten, Aufladung
bis zu elektrischen und elektronischen
Hilfsmitteln“, stellte Prof. Lenz fest und
fügte hinzu: „Das Ziel, nachhaltige Mobi-
lität sicher zu stellen, wird in Zukunft
erreicht. Dabei setzt man weniger auf
revolutionäre Prozesse als auf Evolution,
langjährige Entwicklungsprozesse.“
Nach Einschätzung von Prof. Lenz ste-
hen wir aber auch vor großen Erwartungs-
haltungen an neue Antriebskonzepte wie
die reine Elektromobilität. Hier müssen
wir realistisch bleiben. Es ist sicher rich-
tig und wichtig, auch reine E-Mobile zu
entwickeln, um Serienerfahrung zu sam-
meln und um zu zeigen, dass wir die Sache
ernst nehmen.
Die Fortschritte bei Verbrennungsmoto-
ren seien von Modellreihe zu Modell-
reihe groß, 15 bis 25 % seien keine Sel- ❶ Univ.-Prof. Dr. Hans Peter Lenz
extra 3
Tagungsbericht Wiener Motorensymp o sium
G. Jürgens und H. P. Lenz. Eine umfas-
sende und eindruckvolle Ausstellung
neuer Motoren, Komponenten und Fahr-
zeuge ergänzte die Vorträge, ❻, ❼ und ❽.
Die Begleitpersonen genossen ein
kulturell anspruchsvolles Rahmenpro-
gramm mit einer Fahrt zu zwei Klöstern
in N
iederösterreich, einer Besichtigung
der Augarten-Porzellanmanufaktur und
einem Besuch einer Ausstellung zum
150. Geburtstag von Gustav Klimt im
Leopold Museum. Den Abend verbrach-
ten die Teilnehmer im Rathaus bei einem
Empfang des Bürgermeisters.
Plenar-Eröffnungsektion
Den ersten Plenarvortrag der Eröffnungs-
sitzung hielt Dipl.-Ing. Wolfgang Hatz,
❾, Mitglied des Vorstands – Forschung
und Entwicklung, Dr. Ing. h.c. F. Porsche
AG, Weissach, zum Thema „Porsche In ❷ Eröffnung mit Fanfare
telligent Performance – Effizienzstrategien
der Zukunft im Sportwagen“:
Nach einem Überblick über die traditio-
nellen Ziele des Hauses Porsche – maxi- BMW Group möchte führender Anbieter Dr. Jürgen M. Geißinger, ⓫, Vorsit-
male Leistung und höchste Effizienz – von Premium-Fahrzeugen und Premium- zender des Vorstands, Schaeffler AG,
kam Hatz auf die entscheidende Forderung Mobilitätsdienstleistungen sein und ver- Herzogenaurach: „Der Antriebsstrang
der Zukunft: der Effizienzsteigerung, die folgt dieses Ziel konsequent. Die Nach- im Spannungsfeld von Verbrennungs
zum Beispiel bei Vermeiden eines Tank- haltigkeit der Produktangebote ist dabei motor und Elektromobilität“:
stopps bei einem 24-Stunden-Rennen über von besonderer Bedeutung. Konventi In der öffentlichen Diskussion lässt die
Sieg oder Niederlage entscheiden kann. onelle Antriebe bleiben in den nächsten Euphorie nach, einen schnellen und flä-
Anschließend stellte er die drei Schwer- Jahrzehnten eine wichtige Säule im Lö chendeckenden Einsatz der Elektromobi-
punkte zukünftiger Entwicklungen bei sungsportfolio, haben aber Grenzen, die lität zu erwarten. Die Automobilindustrie
Porsche vor: Optimierung der konventi den Einstieg in Alternativen erfordern. hat aber keineswegs einen Gang zu
onellen Verbrennungsmotoren, Weiter- Dazu gehören primär die Elektrifizierung rückgeschaltet. Es gilt vielmehr, die Ent-
entwicklung der Elektrifizierung in den und langfristig auch alternative Kraft- wicklungsprogramme zur Verbesserung
Porsche-Hybridmodellen, gezielter Ein- stoffe wie Wasserstoff. des konventionellen Antriebs zu forcie-
satz der Plug-in-Hybrid-Technik. BMW verfügt insbesondere bei den ren und gleichzeitig die Einführung von
Hatz berichtete begeistert über seine Verbrennungsmotoren mit BMW Twin- elektrifizierten und elektrischen Antrie-
Testfahrt mit dem neuen Porsche 918 Power Turbo über eine überzeugende ben voranzubringen.
Spyder. Dieser Parallel-Hybrid besteht Technologie, die auch Basis für die Schaeffler treibt mit seinen Aktivitäten
aus einem bis zu 9000/min drehenden nächste Motorengeneration sein wird. auf Komponenten-, Modul- und System
4,6-l-V8-Saugmotor mit über 570 PS und Der erfolgreiche Einstieg in die Elektrifi- ebene konsequent die weitere Optimierung
der zwischen Motor und Getriebe ange- zierung ist bei der BMW Group über die des Antriebsstrangs mit Verbrennungs
ordneten hinteren E-Maschine mit rund BMW ActiveHybrid Technologie in wich- motoren voran. Hierzu tragen Reibungs-
90 kW, die die Hinterräder antreibt. tigen Fahrzeugbaureihen erfolgt. Fortge- minimierung und Gewichtseinsparung,
Vom GT 3 R Hybrid übernimmt der setzt wird dies mit der neuen Submarke aber vor allem Variabilität im Ventiltrieb –
918 Spyder die Idee der elektri- BMW i, die mit „born electric“ für die diskrete wie auch kontinuierliche Sys-
schen Vorderachse. Dort befindet sich Elektrifizierung und Integration innova- teme – mit erheblichen Potenzialen bei.
eine autarke Elektromaschine mit über tiver Antriebslösungen steht. Darüber hinaus ergeben sich sowohl
80 kW Leistung. Mit Dienstleistungen in Verbindung bei Getrieben als auch bei radnahen Kom-
Dipl.-Ing. Peter Langen, ❿, Bereichs- beziehungsweise auch unabhängig vom ponenten Handlungsfelder für die Wei-
leiter Entwicklung Antrieb, BMW Group, Fahrzeug bringt BMW schon heute weg- terentwicklung des verbrennungsmotori-
München: „Zukünftige Mobilitätslösun- weisende Mobilitätslösungen auf den schen Antriebs.
gen der BMW Group”: Markt. Die für Elektromobilität notwen- Verbrennungsmotor und Elektromobi-
Die Anforderungen an Angebote zur dige Infrastruktur und den langfristigen lität stehen dabei nicht im Gegensatz
individuellen Mobilität verändern sich Aufbau einer Wasserstoff-Infrastruktur zueinander. Downsizing- und Down-
weltweit und stellen die Automobilher- unterstützt die BMW Group in industrie- speedingkonzepte werden durch elektri-
steller vor große Herausforderungen. Die übergreifenden Initiativen. fizierte Systeme ergänzt, die gemeinsam
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ein Fahrerlebnis sicherstellen, das dem
Anspruch an weitere Verbesserung von
Fahrdynamik aber auch Kraftstoffeffizi-
enz gerecht wird. Die größten Potenziale
für das rein elektrische Fahren liegen in
der urbanen Mobilität der boomenden
Megacities, um lokal emissionsfreies
Fahren sicherzustellen. Es entstehen
neue Fahrzeugkonzepte, die der ange-
spannten Verkehrssituation gerecht wer-
den.
Schaeffler leistet bereits heute einen
wesentlichen Beitrag mit der Entwick-
lung von Radnabenantrieben, die die
Manövrierbarkeit deutlich verbessern
und die Möglichkeit für Automobile mit
neuen Raumkonzepten schaffen.
Neue Ottomotoren
❸ Plenar-Eröffnungssektion (v.r.n.l.): Dr. Geißinger, Dipl.-Ing. Langen, Dipl.-Ing. Hatz, Prof. Lenz
Dipl.-Ing. T. Wasserbäch (Vortragender),
Dipl.-Ing. M. Kerkau, Dipl.-Ing. G. Bofin-
ger, Dipl.-Ing. M. Baumann, Dipl.-Ing.
J. Kerner, Dr.-Ing. H.-J. Neußer, Dr. Ing. schaltgetriebe und dem Porsche-Doppel- (AVS) aufbaut. Die Reibleistung konnte
h.c. F. Porsche AG, Weissach: „Perfor- kupplungsgetriebe wurden spezielle Funk- durch verschiedene Maßnahmen deut-
mance und Effizienz – die Boxermotoren tionen entwickelt, die die spontane Reak- lich verringert und ein innovatives Ther-
im neuen Porsche 911 Carrera“: tion des Motors auf Gaspedal und momanagement (ITM) realisiert werden.
Der neue Porsche 911 Carrera ist mit 48 Schaltbefehl akustisch hervorheben und Der neue V8-TFSI kommt erstmalig in
Jahren jünger denn je. Die völlig neu ent- damit den neuen 911 Carrera deutlich den neuen Audi-Modellen S6, S7 und S8
wickelte Generation der Sportwagen-Ikone emotionaler gestalten. Start-Stopp, Segeln, zum Einsatz. Sowohl der Audi S6 als auch
legt die Messlatte bei Performance und Thermomanagement, Bordnetzrekupera- der Audi S8 der Vorgängergeneration
Effizienz noch einmal deutlich höher. Alle tion sowie Reibungsmaßnahmen verbes- wurden noch von einem 5,2-l-V10-FSI
Versionen haben einen Kraftstoffver- sern gleichzeitig die Effizienz. angetrieben. Der Umstieg auf den neuen
brauch von weniger als 10 l auf 100 km. Dipl.-Ing. J. Königstedt (Vortragen- 4,0-l-V8-TFSI konnte den CO2-Ausstoß
Im Vergleich zum Vorgänger sinken Ver- der), Dipl.-Ing.(FH) M. Aßmann, Dipl.- um bis zu 25 % reduzieren, und das bei
brauch und Emissionen um bis zu 16 %. Ing. C. Brinkmann, Dipl.-Ing. A. Eiser, deutlich verbesserten Fahrleistungen.
Einen wesentlichen Beitrag liefern Dr.-Ing. A. Grob, Dipl.-Ing. J. Jablonski, Ing. F. Steinparzer (Vortragender),
hierzu die tiefgreifend optimierten Dipl.-Ing. R. Müller, Audi AG, Neckars- Dr.-Ing. M. Klüting, Dipl.-Ing. J. Poggel,
Sechszylinder-Boxermotoren. Durch ulm und Ingolstadt: „Die neuen BMW Group, München: „Die neuen
die weitere Entdrosselung der An 4,0-l-V8-TFSI-Motoren von Audi – die BMW V8-Antriebe: Kundenwertigkeit
saugstrecke sowie der Abgasanlage in konsequente Verbindung von Effizienz durch Aufladung und variable
Verbindung mit der Optimierung des und Performance“: Ventilsteuerung“:
Brennverfahrens konnte die Leistung Die neu entwickelten 4,0-l-V8-TFSI- Der 2008 als komplette Neukonstruk-
des 3,8-l-Motors beim 911 Carrera S auf Motoren von Audi bringen die Down tion am Markt eingeführte aufgeladene
400 PS gesteigert werden. In Verbin- sizing-Strategie in das Hochleistungs- 4,4-l-V8-Otto-Turbomotor stellt einen
dung mit dem Porsche-Doppelkupplungs- Segment. Dabei leisten die Biturbo-Moto- wichtigen Eckpfeiler im oberen Produkt-
getriebe wurde der Verbrauch gleichzei- ren bis zu 382 kW (520 PS). Die portfolio der BMW-Angebotspalette dar.
tig um 15 % gesenkt. Der 3,4-l-Motor des Aufladung verleiht dem V8-TFSI eine Im Hinblick auf die weiter gestiegenen
911 Carrera hat gegenüber seinem Vor- souveräne Kraftentfaltung. Es stehen bis Anforderungen wie Reduzierung des
gänger einen verringerten Hubraum. Auch zu 650 Nm Drehmoment von 1700 bis Kraftstoffverbrauchs, Verbesserung des
hier konnten sowohl die Motorleistung 5500/min zur Verfügung. stationären und dynamischen Leistungs-
als auch die Beschleunigungswerte trotz- Das Konzept der Zylinderköpfe – die verhaltens, verschärfte weltweite Ab
dem weiter gesteigert werden, bei gleich- Ansaugseite liegt außen, die Abgasseite gasgesetze sowie die Ausdehnung des
zeitig 16 % geringerem Verbrauch. innen – steht für kurze Gaslaufwege mit Anwendungsportfolios auch auf den
Zur emotionalen Steigerung des minimalen Strömungsverlusten. Der neuen BMW M5 wurde dieser Motor
Fahrerlebnisses wurde die Drehfreudigkeit Motor spricht dadurch in Verbindung mit grundlegend überarbeitet.
der Boxermotoren durch eine Verringerung den beiden Twinscroll-Turboladern sehr Nach dem bewährten Grundkonzept
der Drehmassen weiter verbessert sowie spontan an. Bei diesen Motoren wird das des 90°-V8-Triebwerks wurden die Mo
die Maximaldrehzahl auf 7800/min „Cylinder on demand“-System einge- tormechanik, das Brennverfahren sowie
erhöht. Mit dem neuen Siebengang-Hand- setzt, das auf das Audi Valvelift System die Aufladung konsequent weiterentwi-
extra 5
Tagungsbericht Wiener Motorensymp o sium
ckelt. Mit der BMW Valvetronic verfügt Diese Einspritzsysteme wurden speziell Prüfständen und in den neuesten Nutz-
der Motor nun über die bereits von den für die Euro-VI-Anforderungen entwi- fahrzeugmotoren und Nutzfahrzeugen
BMW-Reihenmotoren bekannte weltweit ckelt. Sie ermöglichen es, Motoren mit auf Funktion und im Dauerlauf getestet,
einzigartige Kombination von Direktein- wenig bis keinen Motoränderungen auf damit Nutzfahrzeughersteller die Euro-
spritzung, Abgasturboaufladung und den neuesten Stand zu bringen. Diese VI- und US-13-Anforderungen erfüllen
vollvariabler Einlassventilsteuerung. Systeme sind auf Einspritzdrücke bis zu können. Die baukastenartigen Systeme
Im neuen M5 erreicht das neue Aggregat 3000 bar ausgelegt, mit mindestens fünf sind flexibel installierbar und anpas-
eine Nennleistung von 412 kW, ein maxi- Einspritzungen pro Zyklus, bei gleich- sungsfähig an die Motorenarchitektur im
males Drehmoment von 680 Nm und eine bleibend hohem Wirkungsgrad. Erreicht Bereich von 7 bis 16 l.
maximale Drehzahl von 7200/min bei wird dies durch marktführende Ein- Die nachhaltige Grundkonstruktion
einem Normverbrauch von nur spritztechnologie und flexible Pumpen- der Systeme ist entwicklungsfähig, um
9,9 l/100 km und unterstreicht damit nach- konstruktion mit einzigartiger Ansteue- zukünftige Anforderungen über Euro VI
haltig die BMW-Strategie EfficientDyna- rung und wählbarer Förderleistung. hinaus zu erfüllen. Dies wird erreicht
mics auch im obersten Fahrzeugsegment. Die Systeme sind mit Hard- und Soft- durch höhere Drücke, Leistungssteige-
ware voll mit dem Steuersystem integ- rung durch höhere Wirkungsgrade und
riert. Sie basieren auf dem neuesten Stand durch genauere Steuerung.
Einspritzung
der bewährten Delphi-Technik, um die Dr. R. Maier (Vortragender), J. Warga,
A. Knight, BEng, S. Crossley, MEng, aktuellen Anforderungen von Nutzfahr- Dr. T. Pauer, Dipl.-Ing. J. Gerhardt, Dr.
CEng, D. E. Draper, BSc, CEng, (Vor zeugen und gesetzliche Anforderungen M. Krüger, Robert Bosch GmbH, Stuttgart:
tragender), Delphi Diesel Systems – zu erfüllen. Sie beinhalten innovative „Die nächste Generation von BOSCH
Heavy Duty Business, Stonehouse: Luft- und Kraftstoffsteuerstrategien und Common Rail Injektoren mit Digital Rate
„Entwicklung eines Hochdruck Com- einzigartige Kalibrierverfahren, um eine Shaping – Der Schlüssel zur Erfüllung
mon Rail Systems mit fortschrittlichen gleichbleibende Funktion über die zukünftiger Anforderungen“:
elektronischen Ansteuerstrategien für gesamte Motorlebensdauer zu gewährleis- Verbrauch, Emissionen und Geräusch
zukünftige Heavy Duty Fahrzeuge“: ten, um Motor- und Fahrzeugsteuerfunk- eines Dieselmotors stehen im gesamten
Dieser Vortrag beschreibt und disku- tionen zu übernehmen und um die neues- Betriebskennfeld in einem komplexen
tiert die Details der neuesten Genera- ten OBD-Anforderungen zu erfüllen. Zusammenhang. Mithilfe der Pilotein-
tion der Nutzfahrzeug-Common-Rail- In der Entwicklung der Systeme wur- spritzung (PI) lässt sich der Verbrennungs-
Systeme von Delphi Diesel Systems. den sie auf speziell dafür entwickelten vorgang optimiert gestalten, wobei die
❹ Festsaal
6
❺ Zeremoniensaal
Freiheitsgrade bei konventionellen PI- weiteren Verbesserung des Verbrauchs den Anforderungen für Komponenten
Strategien eingeschränkt sind. Die Öff- von Dieselmotoren umgesetzt werden. und Funktionalitäten abgeleitet, die einen
nung dieser Beschränkungen bietet Der neue CRI2-20 von Bosch gehört zu maßgeblichen Beitrag zur Reduzierung
eine zeitlich eng angelagerte Vorein einem modularen, hinsichtlich des Ein- der Partikelemissionen leisten.
spritzung. Damit lässt sich mit digitalem spritzdrucks erweiterbaren Baukasten- Der Einsatz eines innovativen Ferti-
Einspritzmuster (Voreinspritzung/Haupt konzepts, wodurch Vorteile und Attrakti- gungsverfahrens am Hochdruckein-
einspritzung) ein „weicher“ Brennver- vität des Dieselmotors auch in Zukunft spritzventil reduziert die Spraypenetra-
lauf ohne Unterbrechung realisieren, der weiter gesteigert werden können. tion und erschließt Freiheitsgrade bei
zu Geräuschminderung führt und wei- Dr.-Ing. A. Kufferath (Vortragender), der räumlichen Kraftstoffzuteilung im
tere Reduzierung von Emissionen und Dr.-Ing. S. Berns, Prof. Dr.-Ing. J. Ham- Brennraum durch individuelle Spritz-
Verbrauch zulässt. mer, Dr.-Ing. R. Busch, Dipl.-Ing. (FH) lochgrößen. Die Entwicklung einer Funk-
Aus dieser Digital-Rate-Shaping-Strate- M. Frank, Dipl.-Ing. (FH) A. Storch, tionalität zur Adaption der Kraftstoffzu-
gie entstehen neue Anforderungen an Robert Bosch GmbH, Stuttgart: messung bei ballistischer Einspritzung
den Injektor in Bezug auf zeitlichen Ab „EU6 als Herausforderung für die Ben- ermöglicht erstmalig stabile kleine Ein-
stand zwischen Vor- und Haupteinsprit- zindirekteinspritzung – Eine Bewertung spritzmengen auch bei hohem Kraftstoff-
zung, Mengenpräzision und Reprodu- zukunftsfähiger Systemansätze“: druck und wird damit zu einer Schlüs-
zierbarkeit. Diese wurden bei der Die Ende 2011 definierte EU-6-Gesetz- seltechnologie bei Betriebsarten mit meh-
Entwicklung des neuen Magnetventil- gebung legt belastbare Rahmenbedin- reren Einspritzpulsen. Die konsequente
Injektors CRI2-20 berücksichtigt, der ein gungen für die Anforderungen der nächs- Umsetzung dieser Ansätze an einem ak
neues Grundkonzept mit integriertem ten Jahre fest. Die Reglementierung der tuellen EU-5-Motor konnte sukzessive
Hochdruckvolumen und einem „Lange Partikelanzahl (PN) auf 6 x 1011 Partikel/ die Rohemissionen reduzieren. Der Euro-
Nadel“-Design verfolgt. Die realisierba km stellt dabei eine Herausforderung für 6-PN-Grenzwert wird eingehalten. Bosch
re Mehrfacheinspritzung weist bislang Ottomotoren mit Direkteinspritzung dar. stellt hiermit den Fahrzeugherstellern
unerreichte Zumessgenauigkeit und Im Rahmen von Untersuchungen an verschiedene Hardware-, Software- und
Geräuschminderungspotenzial auf. CO2- einem optisch zugänglichen Einzylinder Applikationsmaßnahmen zur Verfü-
optimierte Verbrennungsansätze mit werden die Wirkzusammenhänge der gung, die bei den spezifischen Brennver-
kürzesten Spritzabständen können zur Partikelentstehung diskutiert. Daraus wer- fahren die Rohemission verbessern.
extra 7
Tagungsbericht Wiener Motorensymp o sium
gelegt. Erst der Einsatz des modularen
Konzepts ermöglichte es, zukünftige
Herausforderungen wie Gesetzes-, Regi-
ons- und Länderanforderungen wirt-
schaftlich zu erfüllen. Vorgestellt wur-
den die neuen und weiterentwickelten
Bausteine für diese neue Motorengenera-
tion sowie deren Kombination, ein-
schließlich der hierfür entwickelten
Motorsteuerungsfunktionen.
Der Ersteinsatz des 2,0 l TDI MDB
erfolgte im neuen Audi A3, gefolgt vom
neuen Golf. Gegenüber dem Vorgänger
setzte das neue MDB-Konzept Maßstäbe
bei Fahrleistungen, Kraftstoffverbrauch
und Schadstoffemissionen.
Infolge des fülligeren Drehmomentver-
laufs und des Leistungsplateaus – ab
❻ Ausstellung 3000/min steht die Nennleistung bereit –
trug die Fahrzeuggewichtsreduktion
bei gleichzeitig verbessertem Luftwider-
standsbeiwert zu den eindrucksvollen
Alternative Lösungen wie Dualeinsprit- Jelden, Dipl.-Ing. H.-J. Engler, Dipl.-Ing. Verbesserungen bei. Im gleichen Zug
zung, Druckerhöhung und Abgasnachbe- R. Dorenkamp, Dr.-Ing. S. Jauns-Sey- konnte der Kraftstoffverbrauch nochmals
handlung wurden im Vortrag dargestellt fried, Dipl.-Ing. A. Krause, Volkswagen gesenkt werden.
und auf die Vorzüge der hier im Schwer- AG, Wolfsburg: „Die neue modulare TDI- Neben diesen Maßnahmen sorgten
punkt präsentierten Gesamtsystemopti- Generation von Volkswagen“: Start-Stopp und Bremsenenergierückge-
mierung wurde hingewiesen. Die neue TDI-Motorengeneration er winnung (Rekuperation) für eine Redu-
gänzt die Modulstrategie der Marke Volks- zierung des Kraftstoffverbrauchs. In Ver-
wagen. Bei der Entwicklung des Trieb- bindung mit einem Handschaltgetriebe
Neue Dieselmotoren
werks wurden deutliche Schwerpunkte wurde in der Kompaktklasse ein Kraft-
Dr.-Ing. H.-J. Neußer, Dipl.-Ing. J. auf die Aggregateeigenschaften, Kraft- stoffverbrauch von 4,1 l/100 km im NEFZ
Kahrstedt (Vortragender), Dipl.-Ing. H. stoffverbrauch und Leistungsentfaltung erreicht – eine Größenordnung, die sonst
❼ Ausstellung
8
❽ Ausstellung
nur Fahrzeugen mit Ausstattungsrestrik- zur NVH-Optimierung. Die BMW-TwinPower-Turbo-Dieselvari-
tionen beziehungsweise deutlich kleine- Dieser Vortrag beschrieb die unter- anten erreichen inzwischen eine Nenn-
ren Fahrzeugen vorbehalten ist. schiedlichen Applikations- und Betriebs- leistung von bis zu 160 kW beim 2,0-l-V4
Dipl.-Ing. P. Lückert (Vortragender), strategien der Powertrainauslegung, um beziehungsweise 230 kW beim 3,0-l-V6.
Dipl.-Ing. D. Busenthür, Dipl.-Ing. R. die anspruchsvollen Verbrauchsziele und Zum weiteren Ausbau der Führungspo-
Binz, Dipl.-Ing. H. Sass, Dipl.-Ing. T. einen in der Fahrperformance und Agi sition im Premiumsegment wurde als Die-
Roth, Dr.-Ing. M. Stotz, Daimler AG, lität attraktiven Antrieb darzustellen. selspitzenmotorisierung eine neue BMW-
Stuttgart: „Die Mercedes-Benz Dieselmo- Die neuen Mercedes-Benz-Diesel-Pow- TwinPower Turbo-Variante entwickelt.
toren Powertrains für die neue A- und ertrains tragen sowohl den Komfortan- Wesentliche Ziele waren ein Leistungs-,
B-Klasse – eine innovative sprüchen der traditionellen B-Klasse-Kun- Drehmoment- und Komfortangebot min-
Integrationslösung“: den als auch den Anforderungen der destens auf Niveau von Achtzylinder
Ende 2011 hat sich die neue B-Klasse zukünftigen A-Klasse-Kunden nach spor- Wettbewerbern, jedoch gleichzeitig ein für
erfolgreich auf dem Markt etabliert. tiven Fahreigenschaften Rechnung. bisherige BMW-Sechszylinder-Dieselmoto-
Jetzt führt Mercedes-Benz mit der neuen Dr.-Ing. N. Ardey (Vortragender), ren typisch niedriger Kraftstoffverbauch
A-Klasse ab Sommer 2012 den neuen Dipl.-Ing. R. Wichtl, Dipl.-Ing. T. Stein- und ein niedriges Leistungsgewicht. Der
Mercedes-Benz-Vierzylinderdieselmotor mayr, Dr. techn. M. Kaufmann, Dipl.- neue Motor wird erstmals in den betont
OM 651 ein, in drei Leistungsstufen in Ing. D. Hiemesch, Dipl.-Ing. W. Stütz, sportlichen BMW- M-Performance-Auto-
Kombination mit einem Sechsgang- BMW Motoren GmbH, Steyr: „Die mobilen (MPA) der X5/X6- und 5er-Bau-
Handschaltgetriebe und dem neuen Sie- neuen Diesel Spitzenmotorisierungen reihe eingesetzt. Aufladung, Einspritz-
bengang-Doppelkupplungsgetriebe (7G- von BMW“: technik und die triebwerksseitige Darstell-
DCT) von Mercedes-Benz. Dieselantriebe waren von Beginn an barkeit hoher Zylinderdrücke tragen als
Um ein optimales Antriebskonzept wichtige Bausteine der BMW-Strategie Schlüsseltechnologien zur Leistungsstei-
zu entwickeln, wurde ein Schwerpunkt EfficientDynamics. Hohe Fahrdynamik gerung bei. Der neue BMW-TwinPower
auf innovative Motor- und Getriebe- in Kombination mit attraktivem Kraft- Turbo-Dieselantrieb basiert auf den
Antriebskomponenten und deren Integ- stoffverbrauch zeichnen die breite Modell- Hauptabmessungen der bisherigen
ration und Applikation zu einer opti palette aus. Mit der erstmaligen Einfüh- 3,0-l-V6-Reihendieselmotoren. Kernstück
malen Powertraineinheit gelegt. Wei- rung der zweistufigen Abgasturboaufla- des neuen Motors ist ein zweistufiges Auf-
tere Schwerpunkte sind die neue dung für Pkw-Dieselmotoren in 2004 ladesystem, bestehend aus drei Abgastur-
TopType-Leistungsvariante in Kombi durch BMW konnte die Leistungsdichte boladern. Erstmals wird ein Common-
nation mit dem neuen Doppelkupp- signifikant gesteigert werden, ohne Rail-Einspritzsystem mit 2200 bar Sys-
lungsgetriebe sowie die Maßnahmen Zylinderzahl oder Hubraum zu erhöhen. temdruck eingesetzt. Das Triebwerk
extra 9
Tagungsbericht Wiener Motorensymp o sium
wurde für einen maximalen Zylinder- toren, Krailling: „Dieselkraftstoffe im Beide Alkohole kann man Dieselkraft-
druck von 200 bar ausgelegt. Innovatives technologischen Übergang zum post stoff nicht direkt zumischen. Durch che-
Merkmal ist ein Aluminium-Zylinderkur- fossilen Zeitalter“: mische Umwandlung dieser Alkohole in
belgehäuse mit Zugankerverschraubung. Im Zusammenspiel mit DPF-SCR- Oximethylenether (OME) und weiteren
Das Kühlsystem beinhaltet eine indirekte Abgassystemen, verbesserten Dieselkraft- Polyethern können multifunktionelle Die-
zweistufige Ladeluftkühlung. Die Abgas- stoffen und Motorenölen bieten Niedrigst- selkraftstoffzusätzen hergestellt werden,
anlage des neuen BMW-Dieselantriebs in emissions-Dieselmotoren weiteres Poten- die bereits im 5 bis 10 Vol.-%-Bereich die
der 5er-Baureihe ist serienmäßig mit ei zial für Verbrauchsreduzierung und Rußbildung bei der motorischen Verbren-
nem NOx-Speicherkatalysator ausgerüstet. Langzeitstabilität limitierter Emissionen. nung signifikant vermindern, die konti-
Der neue BMW-Sechszylinder-Twin Der Mineralölindustrie gelangen in nuierliche Regeneration von Partikelfil-
Power-Turbo-Dieselmotor erreicht letzter Zeit bedeutende Fortschritte bei tern erleichtern, die Cetanzahl erhöhen
eine Nennleistung von 280 kW und ein der Verbesserung der Kraftstoffqualität, und die Kältestabilität verbessern. Im
maximales Drehmoment von 740 Nm. insbesondere durch die Einführung derzeit laufenden Projekt „EREKA“ wer-
Mit einer spezifischen Leistung von schwefelfreier Kraftstoffe. Gleichzeitig den Hunderte von Oxygenaten auf ihre
93,6 kW/l Hubraum nimmt er die Spit- hat die Politik durch die Beimischungs- Eignung untersucht und die wirkungsak-
zenposition unter Seriendieselmotoren pflicht von qualitativ minderwertigen tivsten Zusätze erprobt. Polyethern, che-
ein. Durch umfangreiche Reibleistungs- Biokomponenten unter dem Vorwand der misch verwandt mit den höherpolymeren
maßnahmen wird trotz höherer Zünd- CO2-Verminderung diese positive Ent- Polyalkylenglykolen (PAG), gewährleistet
druckauslegung das Reibleistungsniveau wicklung konterkariert. Gerade die Bei- als Basisöl für nicht verkokende, asche-,
bisheriger BMW-Sechszylinder-Diesel mischung von Biodiesel (FAME) senkt schwefel- und phosphorfreie Motorenöle
antriebe erreicht. die Qualität des Dieselkraftstoffs. Verant- über lange Dauer niedrigere Emissionen
wortlich hierfür sind die Schwerflüchtig- bei zukünftigen Motoren.
keit und die Zersetzlichkeit von FAME. Dr. D. Gagliardi (Vortragender),
Zukünf tige Kraftstoffe
Die Hydrierung der Pflanzenöle zu HVO T. Finken, Ricardo Deutschland GmbH,
und Rohstoffe
(Hydrotreated Vegetable Oil), einem Schwäbisch Gmünd: „Risiken und Fak
Prof. A. Steinfeld, Ph.D., ETH Zürich: hochwertigen Alkangemisch, überwin- toren der Rohstoffverfügbarkeit und de
„Flüssige Kohlenwasserstoffkraftstoffe det diese Nachteile. Doch bedeutet die ren Folgen für die Entwicklung zukünf
aus Wasser, CO2 und konzentrierter Einbeziehung der indirekten Landnut- tiger Automobilantriebe“:
Solarenergie“: zungsänderung (ILUC) in die CO2-Bilanz Der Vortragende untersuchte die Risi-
Bei solaren H2O/CO2-trennenden, ther- ein absehbares Ende von pflanzenöl ken und externe Faktoren, die die Ver-
mochemischen Redoxzyklen für die Dar- basierten Kraftstoffzusätzen. fügbarkeit von Rohstoffen beeinflussen
stellung synthetischer Treibstoffe wird Mineralölbasierte Dieselkraftstoffe und die Folgen für die Entwicklung zu
die konzentrierte Sonneneinstrahlung bleiben mindestens bis 2045 unsere künftiger Automobilantriebe. Der Vor-
als Quelle der Prozesswärme mit hoher wichtigste Versorgungsbasis. Hochwer- trag gliederte sich in eine eingehende
Temperatur eingesetzt. Diese Prozesse tige, bereits heute im Handel befindli-
laufen bei hohen Temperaturen ab, nut- che Premiumdiesel sind Qualitätsziele
zen das gesamte Spektrum der Sonnen- für den Standarddiesel der Zukunft. Die
einstrahlung und bieten somit thermody- Herstellung von synthetischem Diesel
namisch günstige Voraussetzungen für (GtL) gewinnt nach einer Stagnation in
die Herstellung von Solartreibstoffen. Das den letzten Jahren zunehmend an Attrak-
erzeugte Produkt ist ein Synthesegas, tivität. Die Produktion von GtL erfordert
eine Mischung, die vorwiegend aus H2 erhebliche Mengen an Wasserstoff und
und CO2 besteht und zu flüssigen Kohle- Prozessenergie. Im nächsten Jahrzehnt
wasserstoffen für das Verkehrswesen wird vor allem Erdgas (Sinken des Gas-
weiterverarbeitet werden kann. Die For- preises, steigende Explorations- und Ver-
schungs- und Entwicklungsarbeiten um arbeitungskosten des Erdöls) für diesen
fassen grundlegende Studien der Ther- Zweck eingesetzt werden. Wenn neue
modynamik, Reaktionskinetik, Wärme-/ Raffinerien und Anlagen zur Herstellung
Massenübertragung und chemischer Ver- synthetischer Kraftstoffe im Sonnengür-
fahrenstechnik. Sonnenreaktorprototy- tel der Erde angesiedelt werden, kann
pen – mit einer Leistung von 5 bis 10 kW die Einkopplung von solarthermischer
– werden entworfen, als Modelle gebaut, Prozesswärme und Elektrizität zur Er
in einem Hochfluss-Sonnenofen getestet, zeugung von „grünem“ Wasserstoff den
dann weiter optimiert, um so bestmög- CO2-Fußabdruck der so produzierten
lich Sonnenenergie in Treibstoffenergie Kraftstoffe deutlich vermindern.
umzuwandeln. Ziel ist es, konzentrierte Biomethanol kann über Synthesegas
Solarturmtechnologie auf das Niveau durch Vergasung (zum Beispiel nach
von MW-Leistungen für industrielle An dem Bioliq-Verfahren) und Bioethanol
wendungen zubringen. enzymatisch jeweils aus Lignocellulose-
Dr. E. Jacob, Emissionskonzepte Mo haltigen Reststoffen hergestellt werden. ❾ Dipl.-Ing. Wolfgang Hatz
10„Mobilitätsbedürfnisse der kommenden erwartet, dass sich die heutige Zahl ver-
Kundengeneration und Auswirkungen dreifachen, das heißt, auf etwa zwei Mil-
auf den Antriebsstrang”: liarden Fahrzeuge ansteigen wird. Stei-
Der Vortrag fasste auf Grundlage jüngs- gende Nachfrage nach Mobilität bedeutet
ter Studien wesentliche Kundenanforde- zugleich steigenden Energiebedarf. Um
rungen an zukünftige Kraftfahrzeuge bei gleichzeitiger Senkung von CO2-
und deren Antriebe zusammen. Prof. Eck- Emissionen und Verbesserung der Luft-
stein zeigte vor diesem Hintergrund qualität diese Anforderungen erfüllen zu
mehrere Entwicklungsrichtungen für können, werden integrierte, intelligen-
alternative Antriebsstränge auf. tere Mobilitätskonzepte mit einer breiten
Er nannte Emissionsminderung, Urba- Palette von intelligenteren Fahrzeugen
nisierung und Peak-Oil als die wesent und Treibstoffen sowie innovativer Infra-
lichen Megatrends, die die Zukunft der struktur benötigt. Damit wird eine intelli-
Mobilität beeinflussen. Sie wirken auf gentere Fahrzeugnutzung erst möglich.
die Fahrzeugentwicklung, die nicht zu Shell setzt auf die Vielzahl unterschiedli-
letzt auch durch legislative Rahmenbe- cher Mobilitätsansätze im Straßenver-
dingungen bestimmt wird. Das Institut kehr und befasst sich aktiv mit der Ener-
für Kraftfahrzeuge der RWTH Aachen gieversorgung zukünftiger Antriebs-
untersuchte die Auswirkungen geänder- stränge, die einen Teil dieser integrierten
ter Rahmenbedingungen auf die Mobi Lösung darstellen.
litätsbedürfnisse der kommenden Kun- Abgesehen von der Weiterentwicklung
dengeneration. Abgefragt wurden neben der heute bestehenden Benzin- und
der Grundeinstellung zum Automobil Dieselmotoren, die mit Treibstoffen auf
❿ Dipl.-Ing. Peter Langen insbesondere die auf den Antriebsstrang Rohölbasis sowie Biotreibstoffen der
bezogenen Anforderungen in techni- ersten und nachfolgender Generationen
scher und wirtschaftlicher Hinsicht. Ein angetrieben werden, untersucht Shell
Schwerpunkt dieser Analyse lag auf den auch Treibstoffe aus Gas, wie kompri-
Analyse der aktuellen Situation, eine Optionen zur Elektrifizierung des Antriebs- miertes Erdgas (CNG), verflüssigtes Erd-
Zusammenfassung der zu erwartenden strangs in unterschiedlichen Märkten. gas (LNG) oder aus Gas in Flüssigkeit
zukünftigen technologischen Entwick- Neben den zentralen Charakteristika umgewandeltes Erdgas (GTL), aus Was-
lungen sowie unterschiedliche Zukunfts- der verschiedenen Antriebsstrangkon- serstoff und aus der Rückgewinnung
szenarien für das Marktpotenzial verschie- zepte beschrieb der Vortragende die Ent- der Energie von mit elektrischen Moto-
dener Architekturen für Hybrid- und wicklungsbedarfe für alternative Antriebe ren betriebenen Fahrzeugen. Die vom
Elektrofahrzeuge. Der Vortragende stellte sowie unterschiedliche Lösungen in einer Straßenverkehr verursachten Emissionen
die aktuelle Konstellation politischer Kostenanalyse, die mit den zuvor erho-
Faktoren, den Zugang zu den Ressourcen benen Kundenanforderungen in Verbin-
und weitere Aspekte vor. Dabei wurden dung gesetzt wurden. Der für die Gesamt-
einige der wichtigeren Risiken mit ihrem kostenanalyse wichtige Aspekt des Ener-
Einfluss auf die Einführung von alterna- gieverbrauchs alternativ angetriebener
tiven Antriebstechnologien hervorgehoben. Fahrzeuge wurde anschließend anhand
Dr. Gagliardi untersuchte die Be zweier Forschungs- beziehungsweise
ziehung zwischen Angebot und Nach- Benchmarking-Projekte mit konkreten
frage für bestimmte Seltenerdmetalle Beispielen hinterlegt.
sowie deren Auswirkung auf die Preis- Abschließend fand eine Bewertung der
entwicklung. Er zeigte Möglichkeiten Antriebsstrangkonzepte vor dem Hinter-
auf, wie diese Faktoren bestehende Be grund verschiedener technischer und wirt-
ziehungen innerhalb der Automobilin schaftlicher Kriterien mit Ableitung ent-
dustrie beeinflussen können. Dr. Gagliardi sprechender Anwendungsfelder statt.
schloss mit Vorschlägen zu alternativen F. Balthasar, Dr. W. Warnecke (Vortra-
Strategien für bestimmte Gruppen inner- gender), Shell Global Solutions (Deutsch-
halb der automobilen Wertschöpfungs- land) GmbH, Hamburg; Dr. H. Ma, Dr.
kette, mit denen sich die genannten Risi- X. Riera-Palou, Dr. N. Tait, Shell Gobal
ken gegebenenfalls mindern lassen. Solutions (UK), Chester: „Studien zur
Mobilität in der Zukunft – ‘Life Cycle’
Betrachtungen von BEVs und ICVs aus
Mobilität der Zukunft
globaler Sicht“:
Univ.-Prof. Dr.-Ing. L. Eckstein (Vortra- Bis zum Jahr 2050 wird die steigende
gender), Dipl.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing. C.-S. Nachfrage nach individueller Mobilität
Ernst, Dipl.-Ing. S. Faßbender, Dr.-Ing. weltweit zu einer massiven Ausweitung
B. Gnörich, RWTH Aachen University: des Fahrzeugbestands führen. Es wird ⓫ Dr. Jürgen M. Geißinger
extra 11Tagungsbericht Wiener Motorensymp o sium
stellen einen Schlüssel für die Beurtei-
lung der besten zukünftigen Kombinati
onen von Energie/Antriebskonzepten
dar. Die ständig wachsenden Herausfor-
derungen, die sich aus der Zunahme der
Weltbevölkerung, der fortschreitenden
Urbanisierung, aus Emissionen infolge
von Verkehrsstaus und Smog ergeben,
sind ebenfalls wichtige Faktoren. Ande-
rerseits hat der Straßenverkehr einen
beachtlichen Anteil am weltweiten Ener-
gieverbrauch und ist für den damit ver-
bundenen Ausstoß von Treibhausgasen
mitverantwortlich.
Elektrofahrzeuge werden als die vielver-
sprechendsten, langfristigen Lösungen
zur Sicherung der nachhaltigen individu-
ellen Mobilität angesehen. Batteriebetrie-
bene Elektrofahrzeuge zeichnen sich
durch Nullemissionen aus und tragen
daher dazu bei, nicht nur den Ausstoß von
Treibhausgasen im Straßenverkehr, son- ⓬ Plenar-Schlusssektion (v.r.n.l.): Dipl.-Betr.-Wirt Stadler, Prof. Weber, Prof. Demel, Dr. Hametner, Prof. Lenz
dern auch andere, gesetzlich durch Grenz-
werte limitierte Emissionen (die zum Bei-
spiel Smog verursachen) zu reduzieren.
Jedoch kann das wirkliche Potenzial der tigte sich mit der Entwicklung der elek- haben, wenn auch viele eine Unterstüt-
Reduktion von Treibhausgasemissionen trischen Fahrzeugantriebe von der Erfin- zung durch Hybridisierung erhalten wer-
nur dann richtig eingeschätzt werden, dung des Kraftfahrzeugs bis zur Gegen- den, so Prof. Grebe.
wenn die Treibhausgasemissionen über wart, gefolgt von einem Ausblick auf den
den gesamten Lebenszyklus mit jenen von zu erwartenden Fortschritt. Grebe zeigte
Verbrennung und Aufladung
mit konventionellen Verbrennungsmoto- sinnvolle Einsatzfelder elektrifizierter
ren betriebenen Fahrzeugen verglichen Fahrzeugantriebe mit den Randbedin- Dr.-Ing. B. Mahr (Vortragender), Mahle
werden. In der Studie untersuchte Shell gungen verschiedener Energieketten und Powertrain Ltd., Northampton; H. Blaxill,
die Auswirkungen von drei wichtigen technischer Grenzen aller Systemkompo- Dr. W. Attard, Mahle Powertrain LLC,
Faktoren auf Fahrzeuge, die im Jahre 2012 nenten eines elektrischen Antriebsstrangs. Novi, MI, USA: „Einsatz und Potenzial
in Westeuropa, den USA und China auf Antriebsstränge werden in Zukunft einer extrem abgemagerten, homogenen
den Markt kommen sollen: a) Vergleich zunehmend elektrifiziert. In einigen Verbrennung zur Reduzierung der NOx-
ähnlicher Fahrzeuge und Fahrbedingun- Anwendungen sind batterieelektrische Emission und des Kraftstoffverbrauches“:
gen im realen Betrieb; b) Erfassung der Fahrzeuge wettbewerbsfähig, besonders Um zukünftige globale Emissi-
Treibhausgasemissionen unter Berück- im städtischen Kurzstreckenverkehr. onsziele einzuhalten, wird es kurz und
sichtigung des zusätzlichen Stromver- Hier eignen sich Fahrzeuge vom Klein- mittelfristig notwendig sein, den Kraft-
brauchs für das Aufladen der Batterien; c) wagen bis zum Stadtbus. Elektrofahr- stoffverbrauch des fremdgezündeten
Einbeziehung der Treibhausgasemissionen zeuge mit Reichweitenverlängerung ottomotorischen Antriebs zu verbes-
über den gesamten Lebenszyklus von erlauben weitere Fahrtstrecken und sind sern. Das Downsizing ist hierbei die
Fahrzeugen (das heißt von der Herstellung somit vollwertige Erstfahrzeuge. dominierende Technologie, die derzeit
bis zur Entsorgung usw.). Dadurch wird das Elektrofahrzeug für sowohl in den USA als auch in Europa
Sie kamen zum Ergebnis, dass über größere Kundengruppen interessant. eingesetzt wird. Zusätzlich sind Tech-
den gesamten Lebenszyklus betrachtet Wasserstoffbetriebene Brennstoffzellen- nologien wie variable Ventiltriebe
die Emissionen von batterieelektrischen fahrzeuge fahren jederzeit ohne lokale sowie geschichtete, magere Verbren-
Fahrzeugen – aufgrund der mit der Her- Emissionen und lassen sich schnell nung durch einige Hersteller eingesetzt
stellung der Batterien verbundenen Treib- betanken. Die Brennstoffzellentechnolo- worden.
hausgasemissionen – höher ist als die von gie ist für die meisten Fahrzeugsegmente Dieser Vortrag analysierte die Anwen-
Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren. sinnvoll und technisch nur durch die dung einer homogenen extrem mageren
N. Brinkman, GM Global Research & Baugröße der Antriebskühlung und der Verbrennung, ausgehend von der derzei-
Development, Warren, MI, USA; Dr. U. Wasserstoffspeicher begrenzt. tigen und zukünftigen Motortechnik. Die
Eberle, Dr. V. Formanski, Prof. Dr. U. D. General Motors erwartet, dass der Markt- extrem magere Verbrennung wurde
Grebe (Vortragender), R. Matthé, Gene- anteil der elektrischen Antriebe signifi- durch ein hochenergetisches System des
ral Motors Europe, Rüsselsheim: „Fahr- kant zunehmen wird. Die konventionel- turbulenten Zündstrahls erreicht. Das
zeugelektrifizierung – Quo Vadis?“: len Antriebe mit Verbrennungsmotoren „Turbulent Jet Ignition“-System ist ein
Der Vortrag von Prof. Grebe beschäf- werden daneben noch eine lange Zukunft neuartiges fremdgezündetes Brennver-
12CEng, Honeywell Transportation Sys-
tems, Rolle: „Die nächste Generation der
Otto-Motoren Turbolader Technologie“:
Die Fortschritte beim Downsizing von
Ottomotoren mit effektiver Turbo-Aufla-
dung bringen konventionelle Turbolader
mehr und mehr an ihre Grenzen. Höhere
gewünschte Drehmomente bei kleinen
Motordrehzahlen sowie ein dynamische-
res Hochlaufverhalten sind kritische
Eigenschaften, die von modernen Fahr-
zeugmotoren erwartet werden. Insbeson-
dere der Trend zu hohen Mitteldrücken
im unteren Drehzahlbereich zwingt die
Turboladerhersteller dazu, ihre Layouts
zu überdenken.
Der Vortragende zeigte Wege auf, um
Motor- und Fahrzeugleistungen zu erzie-
len, die mit herkömmlichen Wastegate-
Ottomotor-Turboladern nicht zu erreichen
sind. Das Konzept zeigte entscheidende
⓭ Prominente Gäste bei der Plenarschluss-Sektion (v.l.n.r.): Prof. Piech, Frau Piech, Frau Lenz, Prof. Lenz Verbesserungen im Bereich der transien-
ten Motorleistung, ohne auf exotische
Materialien, wie etwa Titanaluminide,
oder auf die zusätzliche Komplexität von
fahren. Dieses extrem magere Verfahren Treiber der Nutzfahrzeugentwicklung Turbinen variabler Geometrie für Otto-
erlaubt einen stabilen Teillastbetrieb bei geworden. Die Abgaswärmenutzung mit- motoren angewiesen zu sein.
einem Lambdawert von 2. Der Erfolg hat tels Rankine-Prozess stellt unter den
sich in niedrigem Verbrauch, hohem möglichen Maßnahmen einen wesentli-
Hybridantriebe
thermischen Wirkungsgrad und niedri- chen Schritt dar, um die zu erwartenden
gen NOx-Emissionen gezeigt. Weiterhin gesetzlichen Vorgaben zu erreichen. S. Adachi (Vortragender), H. Hagihara,
erlaubt die hohe Klopfunempfindlichkeit In der Folge der auf dem Wiener Moto- Toyota Motor Corporation, Aichi, Japan:
des Brennverfahrens den Einsatz hoher rensymposium 2009 vorgestellten Stu- „Die erneuerte 4-Zylindermotorengruppe
Verdichtungsverhältnisse oder Synergien dien wurde ein repräsentativer schwerer für das Toyota Hybridsystem“:
mit Aufladungsverfahren. Nutzfahrzeugmotor auf Euro-VI-Emissi- Die Reduzierung der CO2-Emissionen
Der Vortragende beschrieb die Ausle- onsniveau mit einem vollständigen Ran- und des Kraftstoffverbrauchs gehört zu
gung des Systems und die Anwendung kine-Prototyp-System ausgestattet. Die- den großen Herausforderungen für die
an einem Versuchsaggregat. Im ser Aufbau wurde auf dem Motorprüf- Automobilhersteller. Im Jahr 1997 hat
Anschluss wurden die Versuchsergeb- stand erfolgreich unter stationären und Toyota das Toyota Hybrid System (THS)
nisse aus einer saugmotorischen Anwen- transienten Prüfbedingungen betrieben, als einen der effektivsten Ansätze für
dung im Detail vorgeführt und die um das Potenzial und die Machbarkeit einen hocheffizienten Antriebsstrang
Anwendung an einem aufgeladenen dieser Technologie nachzuweisen. eingeführt. Die THS-Technologie wurde
Triebwerk gezeigt. Mit diesem Prototypaufbau konnte die kontinuierlich weiterentwickelt, um den
Dipl.-Ing. K. Schmiederer (Vortragen- Expansionsmaschine aus der Wärme der Wirkungsgrad parallel zur globalen
der), Dipl.-Ing. J. Eitel, Dr. S. Edwards, Abgasrückführung und des Abgases nach Markteinführung weiter zu verbessern.
Dr.-Ing. E. Pantow, Dr.-Ing. P. Geskes, der Abgasnachbehandlung im Testzyklus Toyota hat die Vierzylindermotoren-
Dipl.-Ing. R. Lutz, Behr GmbH & Co KG, bis zu 5 % der primären Motorleistung gruppe für Hybridsysteme erneuert, um
Stuttgart; Dr.-Ing. M. Mohr, Dipl.-Ing. B. erzeugen. Damit wurde der Nachweis den thermischen Wirkungsgrad und da
Sich, ZF Friedrichshafen AG; Dipl.-Ing. erbracht, dass diese Technologie auch mit die CO2-Emissionen zu verbessern.
R. Dreisbach, Dr.-Ing. J. Wolkerstorfer, eine signifikante Verbrauchsverbesse- Im Jahr 2009 wurde der 1,8-l-Motor als
Dipl.-Ing. H. Theißl, Dipl.-Ing. S. Krapf, rung im realen Fahrbetrieb liefern kann. erster dieser neuen Motoren eingeführt,
Dipl.-Ing. K. Neunteufl, AVL List GmbH, Der Vortragende präsentierte die Er gefolgt von den 1,5-l und 2,5-l-Motoren in
Graz: „Verbrauchspotenzial eines Nutz- gebnisse dieser Untersuchungen mit 2011. Die neuen Motoren sind in Fahrzeu-
fahrzeugmotors mit Rankine System, einem Ausblick auf die Zukunft. Dabei gen des B-, C- und D-Segments integriert.
ermittelt über Leistungsmessungen bei diskutierte er insbesondere die Wechsel- In der Entwicklung der neuen Moto-
Stationär- und Instationärzyklen bei wirkungen mit dem Fahrzeugkühlsys- rengruppe kam es darauf an, auf den
konstanten Emissionen”: tem, der Emissionsstrategie und einer Vorteilen der Basismotoren wie gutem
Die zukünftige Einführung von Ver- möglichen Hybridisierung. Kraftstoffverbrauch und hoher Zuverläs-
brauchsgesetzgebungen in den verschie- Dipl.-Ing. K.-H. Bauer (Vortragender), sigkeit sowie gutem Abgasverhalten auf-
denen Märkten ist zu einem wichtigen C. Balis, MSE, G. Donkin, CEng, P. Davis, zubauen. Die Modifizierungen sollten die
extra 13Tagungsbericht Wiener Motorensymp o sium
Vorteile des Hybridsystems optimieren. bai, Indien; Dr. R. Ellinger, Dipl.-Ing. M. strangs im Pkw ist in Zukunft zur Erfül-
Die technischen Maßnahmen beinhalten Sattler, AVL List GmbH, Graz: „Die Ent- lung der Flottenverbrauchsziele nicht
ein gekühltes AGR-System, eine elektri- wicklung von Hybridfahrzeugen für den mehr wegzudenken. Dies führt trotz
sche Wasserpumpe und den Atkinson- indischen Markt“: erwarteter Skaleneffekte in der
Zyklus. Dadurch und durch Reibungsop- Auf dem indischen Pkw-Markt findet Großserienfertigung der elektrischen
timierung konnte ein thermischer Wir- derzeit ein stetiges Wachstum statt, das Systeme und Komponenten – wie Batte-
kungsgrad von nahezu 39 % erreicht sich erwartungsgemäß in der Zukunft rie, Generator, E-Motor und Leistungs-
werden. Der mit diesem Konzept fortsetzen wird. Die indische Automobil- elektronik – zu erheblichen Mehrkosten
erreichte hohe Gleichteilanteil zu den industrie untersuchte, wie die bevorste- im Vergleich zu nicht elektrifizierten
Basismotoren trägt zu der Zuverlässig- henden gesetzlichen Auflagen für kon- Antriebssträngen. Um am Markt erfolg-
keit des Motors und Integrierbarkeit in ventionelle Verbrennungsmotoren erfüllt reich zu sein, müssen die Kosten des
den Motorraum der Fahrzeuge bei. werden können, um wettbewerbsfähig Gesamtsystems durch intelligente
Die neue Motorengruppe von Toyota zu bleiben, und wie Emissionen und Ansätze deutlich reduziert werden, so
führt zu einer deutlichen Verbesserung Kosten für den Kauf und Betrieb eines Dr. Sorger.
des Kraftstoffverbrauchs und zur Ein- Fahrzeugs gesenkt werden können. Der AVL-Ansatz zur Kostenreduktion
führung des Hybridsystems in einer brei- Nach der praktischen Erprobung von bei vergleichbaren Performance- und Ver-
ten Fahrzeugpalette vom B- bis zum Fahrzeugen in verschiedenen Regionen brauchszielwerten ist eine tiefgreifende
D-Segment. Dies ist ein weiterer Schritt Indiens und der anschließenden Untersu- und durchgängige Funktionsintegration.
in Toyota’s zukunftsorientierter Strategie chung der Verkehrsströme erweisen sich Existierende Schnittstellen, basierend
innovativer Technologien in Richtung elektrische Hybridfahrzeuge als geeig- auf den etablierten Fertigungs- und Mon-
nachhaltiger Mobilität. nete Technologie für die nahe Zukunft. tageabfolgen in der Großserie, werden
Dr.-Ing. U. Keller (Vortragender), Dipl.- Sie sind verbrauchsgünstig und weisen durch das Konzept der Funktionsintegra-
Ing. C. Enderle, Dipl.-Ing. T. Gödecke, hohe Leistung sowie niedrige Emissi tion kritisch hinterfragt und neu definiert.
Dipl.-Ing. G. Henning, Daimler AG, Stutt- onen auf. Diese Funktionsintegration wird nicht nur
gart: „Diesel-Hybrid – Die nächste Genera- Mahindra & Mahindra hat sich daher auf die singulären Hauptelemente des An
tion Hybridantriebe von Mercedes-Benz“: für die Entwicklung von Hybridfahr triebsstrangs wie Motor, Getriebe und
Die nächste Generation der Hybridan- zeugen mit elektrischem Antrieb klare, E-Maschine angewandt, es wurden auch
triebe aus dem Hause Mercedes-Benz zeitlich festgelegte Ziele gesetzt. Mit der innovative Lösungen gefunden, die diese
kombiniert einen Parallelhybrid erstmals Entwicklung von elektrischen Hybrid- Hauptelemente, ausgehend von der An
mit einem Vierzylinder-Dieselmotor. Das fahrzeugen sind aber auch viele techno- triebsstranggesamtfunktion, logisch
neuentwickelte Mercedes-Benz-Hyb- logische Herausforderungen verbunden, zusammenführen.
ridgetriebe basiert auf dem überarbeite- wie zum Beispiel ein geeignetes Wärme- Trotz der hohen Funktionsintegration
ten Automatikgetriebe 7G-Tronic Plus management und Sicherheitskonzept, war es möglich, einen modularen An
und den Erfahrungen aus den vorange- hohe Haltbarkeit, Reduktion von Lärm triebsstrangbaukasten darzustellen, der
gangenen Hybridserienentwicklungen. infolge von Vibrationen und Härte. Darü- vom konventionellen Triebstrang über
Die überwiegende Anzahl der bisheri- ber hinaus muss der Kauf von elektri- Mild Hybrid, Plug-in-Hybrid bis hin zum
gen Hybridanwendungen bezieht sich schen Hybridfahrzeugen für die Kunden Range Extender und einem reinen Elek-
auf Hybridantriebe mit Ottomotoren. Mit auch bezahlbar sein, um eine gute Markt- trofahrzeug reicht.
diesen Antrieben werden teilweise sehr durchdringung sowie einen nachhaltigen Der modulare AVL-e-Fusion-Baukasten
beachtliche Verbrauchseinsparungen Geschäftserfolg erzielen zu können. ist durch seine Kompaktheit und die breit-
erzielt. Jedoch werden auch bei den kon- Der Vortragende gab einen Überblick bandige Performancespreizung für die
ventionellen Antrieben weiterhin enor über die indischen Pkw-Verkaufsstatis Fahrzeugklassen im A-, B- und C-Seg-
me Verbrauchspotenziale bei Motor und tiken und beschrieb abschließend die ment geeignet, wobei die gezeigte Ausle-
Triebstrang erschlossen. Daher wurde typischen Verkehrsströme auf unterschied- gung des Zweizylinder-TGDI-Motors die
eine Kombination eines höchsteffizienten lichen Straßen, die Umweltschutzaufla- Einstiegs-/Volumenmotorisierung im
Dieselmotors mit einem Parallelhybrid gen sowie die Herausforderungen auf C-Segment abdecken kann. Der Dreizy-
entwickelt. Im Zusammenspiel Parallel- dem indischen Markt. linder-TGDI kann auch höhere Leistungs-
hybridgetriebe mit dem bekannten Vier- klassen abdecken. Besonderes Augen-
zylinder-Dieselmotor OM651 ergibt sich merk in der Entwicklung lag auf der
Funktionsintegration/
ein Antrieb mit höchster Effizienz, Flexi- Beherrschung des NVH-Verhaltens, das
HD -Diesel
bilität und Modularität. Der Vortrag stellte für niedrigzylindrische Motoren eine
die besonderen Eigenschaften des neuen Dr. H. Sorger (Vortragender), Dr. R. besondere Herausforderung darstellt.
Hybridantriebs vor. Die Funktions- Ellinger, Dipl.-Ing. G. von Falck, Dipl.- Die erzielbaren Stückkostenredukti
weise wurde erläutert und die erzielten Ing. B. Graf, Dr. V. Hennige, Dipl.-Ing. onen für den gesamten Antriebsstrang
Verbrauchseinsparungen vorgestellt. J. Lewis, Dr. W. Schöffmann, Dipl.-Ing. liegen je nach Applikation zwischen 10
Der Vortragende gab abschließend einen F. Zieher, AVL List GmbH, Graz: „AVL und 40 % im Vergleich zu bekannten
Einblick in die Systemmodularität und e-Fusion – Funktionsintegration als Lösungen.
auf die vielfältigen Anwendungen. Schlüssel zur leistbaren Elektrifizierung In diesem Beitrag wurden neben der
R. Wadhera (Vortragender), A. Srini- des Antriebsstranges“: Gesamtsystemauslegung die hochinteg-
vas, Mahindra & Mahindra Ltd., Mum- Die Elektrifizierung des Antriebs- rierten Lösungen im Detail vorgestellt und
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