INTERNATIONALES WIENER MOTORENSYMPOSIUM 27. UND 28. APRIL 2017 38TH INTERNATIONAL VIENNA MOTOR SYMPOSIUM APRIL 27TH AND 28TH, 2017
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38. INTERNATIONALES
WIENER MOTORENSYMPOSIUM
27. UND 28. APRIL 2017
38 TH INTERNATIONAL
VIENNA MOTOR SYMPOSIUM
APRIL 27 TH AND 28 TH, 2017
Von/By MTZextra
Hans Peter Lenz MTZ Motortechnische Zeitschrift 78 (2017), Nr. 9 | Springer Vieweg | Wiesbaden | Germany
TAGUNGSBERICHT Wiener Motorensymp osium
38. INTERNATIONALES WIENER
MOTORENSYMPOSIUM
Zum 38. Internationalen Wiener Motorensymposium am 27. und AUTOR
28. April 2017 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
Univ.-Prof. Dr. techn.
stellt zum Teil gekürzte Zusammenfassungen der Vorträge der Hans Peter Lenz
ist Vorsitzender des Öster
einzelnen Autoren vor. reichischen Vereins für
Kraftfahrzeugtechnik (ÖVK)
in Wien (Österreich).
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EINLEITUNG
Mit einer Begrüßungsfanfare der Mitglie-
der des Orchesters der Technischen Uni-
versität Wien grüßte Prof. Lenz, BILD 1,
die Teilnehmer des ausgebuchten
38. Internationalen Wiener Motorensym-
posiums, BILD 2.
Alle Vorträge sind wieder in den VDI-
Fortschritt-Berichten, einschließlich eines
USB-Sticks in englischer und deutscher
Sprache, enthalten. Die Vorträge aus dem
universitären Bereich wurden – soweit
gewünscht – einem Peer-Review-Verfah-
ren durch die Wissenschaftliche Gesell-
schaft für Kraftfahrzeug- und Motoren-
technik e.V. (WKM) unterzogen. Prof.
Lenz wies auch auf das Suchsystem des
Österreichischen Vereins für Kraftfahr-
zeugtechnik hin, das die Möglichkeit bie- BILD 1 Univ.-Prof. Dr. H. P. Lenz
tet, mithilfe von Suchbegriffen die Vor-
tragstitel, Autoren und Firmen der voran-
gegangenen Motorensymposien und auch
sonst gehaltener Vorträge zu finden. Prof. Lenz führte einleitend aus: batteriebetriebene E-Mobile. Das ist
Auf der Webseite des Internationalen „Einige von Ihnen werden erstaunt keine Kapitulation des Verbrennungs
Wiener Motorensymposiums stehen alle gewesen sein, als sie unser diesjähri- motors gegenüber der E-Mobilität, wir
Vorträge dieses und vergangener Sympo- ges Programm studiert haben: Eine wollen vielmehr die Vor- und Nach-
sien für die Teilnehmer ab sofort zum Reihe von Vorträgen über Brennstoff teile der einzelnen Antriebsarten ganz
Download bereit. zellen zum Fahrzeugantrieb und über genau herausarbeiten.
BILD 2 Eröffnung mit Fanfare
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TAGUNGSBERICHT Wiener Motorensymp osium
einem Jahr im guten Glauben einen
Euro-5-Diesel kaufte, dem darf der
Staat nicht kurzfristig das Fahren in
gewissen Zonen verbieten.
Es ist unverständlich, dass gerade
zu dem Zeitpunkt, an dem wir Ingeni-
eure die saubersten Diesel-Pkw auf
den Markt bringen, Aktionen, die den
Autokäufer total verunsichern, veröf-
fentlicht werden. Es kann nicht sein,
das Lokalpolitiker, je nach vermeintli-
cher Notwendigkeit, unkoordiniert
Fahrverbote bewirken. Dr. Denner,
Vorstandsvorsitzender von Bosch,
der gegen diese Praktiken vorgeht,
gilt unsere volle Unterstützung.
Gasbetriebenen Otto-Motoren gilt
ebenfalls unsere volle Aufmerksamkeit.
Obwohl bisher jahrzehntelang, trotz
Förderungsmaßnahmen, Gas-Motoren
BILD 3 Plenar-Eröffnungssektion v. r. n. l.: Dr. S. Sommer, Dr. R. Bulander,
T. Hirai, Prof. R. Stadler, Prof. Lenz, Dr. Hametner
Die Sektionen ‚Motoren für die
Zukunft‘, Otto- beziehungsweise Diesel-
motoren betreffend, zeigen zukunftswei-
sende verbrennungsmotorische Entwick-
lungen. Dabei sind diese Motoren inso-
fern elektrifiziert, als Nebenaggregate
elektronisch gesteuert und bedarfsge-
recht angetrieben werden.
Wir werden beeindruckende Lösungen
zur Abgasqualität, Verbrauch, Laufleis-
tung vorführen. Dies gilt sowohl für
Otto- wie für Dieselmotoren. Ergebnisse,
die man noch vor einigen Jahren nicht
für möglich gehalten hätte!
Besonders die Vorträge über die
Zukunft des Dieselmotors werden Erstau-
nen darüber hervorrufen, wie viele Mög- BILD 4 Festsaal
lichkeiten hier noch vorhanden sind. Der
Dieselmotor kann vergleichbar sauber
BILD 5 Zeremoniensaal
wie ein Ottomotor sein und dazu spar
samer. Sein Reichweitenvorteil ist uner-
reicht und in den schweren Fahrzeugklas-
sen ist er unverzichtbar, insbesondere mit
Elektrifizierung. Es ist leider eine Tatsa-
che, dass ältere Diesel-Pkw zu viel NOx
ausstoßen und es ist aus gesundheitlichen
Gründen notwendig, baldmöglichst auf
‚saubere Dieselmotoren‘ umzusteigen.
Aber dieses Umsteigen muss sorgfältig
durchgeführt werden. Sinnvolle Über-
gangsfristen müssen vorgesehen werden.
Immerhin erfüllen zurzeit nur circa 10 %
der Diesel-Pkw die Euro-6-Abgasnorm.
Das Handeln des Staats muss bere-
chenbar sein. Wer zum Beispiel vor
4
keinen Durchbruch erzielen konnten,
scheint in der heutigen Situation ein
Erfolg möglich.
Bei den batteriebetriebenen
E-Motoren suchen wir immer noch
die Batterien, die die optimistisch
angegebenen Reichweiten dieser Fahr-
zeuge im echten Fahrbetrieb ermög
lichen können.
Große Fortschritte finden wir auch
bei den Komponenten des Verbren-
nungsmotors, gleich ob es sich um
variable Verdichtung, Wassereinsprit-
BILD 6 Univ.-Prof. Dr. G. Brasseur BILD 7 Univ.-Prof. Dr. H. Eichlseder
zung, Direkteinspritzung und vieles
andere handelt.
Zur Elektrizitätsversorgung der Elek
tromobile war allen klar, dass diese
regenerativ erfolgen muss, sonst hat
das Ganze keinen Sinn.
Hier wurde aber im Januar/Februar
2017 deutlich, dass selbst ein mittel-
schwerer Winter ausreichte, um die
Stromversorgung am Beispiel Öster-
reichs für zwei Wochen an den Rand
des Zusammenbruchs zu bringen.
Eine soeben veröffentlichte Untersu-
chung von Prof. Brauner, TU Wien, zeigt,
dass mindestens 15 % der installierten
BILD 8 Univ.-Prof. Dr. W. Eichlseder BILD 9 Univ.-Prof. Dr. B. Geringer
Leistung von schnell reagierenden ther-
mischen Kraftwerken kommen müssen,
um die Versorgung zu garantieren.
Gerade solche Kraftwerke stehen
auf der Abbruchliste. Das muss geän-
dert werden. Nur mit ‚Ökostrom‘ geht es
nicht! Es sollte untersucht werden, wie
sich das auf die E-Mobilität auswirkt.
Letztendlich wird der Kunde
entscheiden, welche Antriebe erfolg-
reich sein werden.“
Abschließend mahnte Prof. Lenz:
„Vergessen wir nie, dass nichts besser
den Wunsch nach Freiheit und Unab
hängigkeit erfüllt, als das individuelle
Transportmittel Auto. Aber ein Auto
mit Reichweite, ein preiswertes Auto, BILD 10 Univ.-Prof. Dr. G. Hohenberg BILD 11 Prof. Dr. S. Pischinger
kein Auto mit dem ich nach 200 km
Kaffee trinken muss.“
Nach der gemeinsamen Plenar-Eröff-
nungssektion BILD 3 folgten in zwei
Parallelsektionen, BILD 4 und BILD 5,
die Fachvorträge unter der Leitung von
Univ.-Prof. Dr. G. Brasseur, BILD 6, Univ.-
Prof. Dr. H. Eichlseder, BILD 7, Rektor
Univ.-Prof. Dr. W. Eichlseder, BILD 8, Univ.-
Prof. Dr. B. Geringer, BILD 9, Univ.-Prof.
Dr. G. Hohenberg, BILD 10, Prof.
Dr. S. Pischinger, BILD 11, und Univ.-Prof.
Dr. H. P. Lenz, BILD 12. Saalmanager in
den Sektionen waren Dipl.-Ing. S. Auer,
BILD 13, Dr. T. Hametner, BILD 14, BILD 12 Univ.-Prof. Dr. H. P. Lenz BILD 13 Dipl.-Ing. S. Auer
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TAGUNGSBERICHT Wiener Motorensymp osium BILD 14 Dr. T. Hametner BILD 15 Dr. J. Spreitzer BILD 16 Dr. M. Urbanek BILD 17 Ausstellung: Stand von Audi Dr. J. Spreitzer, BILD 15 und Dr. Urbanek, PLENAR-ERÖFFNUNGSSEKTION Unterhaltung und praktischen neuen BILD 16. Eine umfassende und eindrucks- Dienstleistungen, die das mobile Leben volle Ausstellung neuer Motoren, Kompo- Prof. Rupert Stadler, BILD 23, Vorstands- einfacher machen,“ so Stadler. Er zeigt nenten und Fahrzeuge ergänzte die Vor- vorsitzender, Audi AG, Ingolstadt, in seinem Vortrag, wie sich die Premium- träge, BILD 17, BILD 18, BILD 19, BILD 20, Deutschland: „Pilotiert, vernetzt, emissi- marke Audi zur Digital Car Company BILD 21 und BILD 22. onsfrei: Transformation der Marke Audi transformiert. Mit den veränderten Kun- Die Begleitpersonen erlebten ein kultu- zur Digital Premium Car Company.“ denerwartungen entstehen neue Berufs- rell anspruchsvolles Rahmenprogramm „Der Audi der Zukunft pilotiert uns, bilder und neue Geschäftsmodelle. mit Themenschwerpunkten, wie „Zum wenn wir die Zeit an Bord besser nutzen Toshihiro Hirai, BILD 24, Alliance 300. Geburtstag von Maria Theresia“, wollen. Er fährt emissionsfrei, mit synthe- Global Director, Corporate Vice Presi- „Profan- und Sakralbauten im Jugendstil“, tischen, nicht-fossilen Kraftstoffen oder dent, Nissan Motor Co., Ltd., Kanagawa, „Unbekannte Kapellen in Wien“ und elektrisch dank Batterie oder Brennstoff- Japan: „Strategische Zukunft: Power „Musikstadt Wien: Oper und Musikver- zelle. Den Passagieren steht eine Online- train-Vision für Morgen.“ ein“. Den Abend verbrachten die Teilneh- Plattform im Auto zur Verfügung, über „Für die Mobilitätslösungen zur Ver- mer beim Heurigen auf Einladung des die sie ihren digitalen Alltag beruflich wie wirklichung der nachhaltigen Gesell- Bürgermeisters von Wien. privat organisieren. Dies mit Information, schaft erscheint eine zweigleisige Vor BILD 18 Ausstellung: Stand von Bosch BILD 19 Ausstellung: Stand von Mahle 6
BILD 20 Ausstellung: Stand von Volkswagen
BILD 21 Ausstellung:
Stand von Daimler
BILD 22 Ausstellung:
Stand von AVL
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TAGUNGSBERICHT Wiener Motorensymp osium
alisierten Motor mit der effektivsten
Drehzahl und mit der effektivsten Belas-
tung antreiben zu lassen. Dadurch hat
dieser Motor das Potenzial, Wirtschaft-
lichkeit auf einem noch höheren Niveau
zu erreichen.“
Dr. Rolf Bulander, BILD 25, Geschäfts-
führer, Vorsitzender des Unternehmens-
bereichs Mobility Solutions, Robert
Bosch GmbH, Stuttgart, Deutschland:
„Beitrag verschiedener Antriebskon-
zepte zur Erreichung anspruchsvoller
Klimaziele.“
„Die aus dem Pariser Klimaabkom-
men abgeleiteten CO2-Ziele erfordern
eine signifikante Reduzierung der CO2-
BILD 23 Prof. R. Stadler, Audi AG BILD 24 T. Hirai, Nissan Motor Co., Ltd. Emissionen gerade auch im Straßenver-
kehr. Hierzu ist die Nutzung verschie-
dener Antriebskonzepte erforderlich:
vom weiter verbesserten Verbrennungs-
gehensweise nötig. Erstens: die Verbrei- ber benötigt, die jedoch eine unangemes- motor sowohl als Benziner als auch als
tung von ‚emissionsfreien Fahrzeugen‘, sene Geometrie für einen Fahrzeugver- Diesel, über elektrische Antriebe, auch
die beim Fahren kein CO2 ausstoßen. brennungsmotor haben. Um ein hohes als Hybrid eingesetzt, sowie langfristig
Und zweitens: die gründliche Verbesse- Verdichtungsverhältnis voranzutreiben, der Einsatz der Brennstoffzelle. Kurz-
rung der Effizienz von Fahrzeugen mit wird dies ein großes physikalisches Hin- fristig bieten zudem synthetische Kraft-
Verbrennungsmotoren. Bei der ‚Verbrei- dernis sein. stoffe Potenziale zur CO2-Reduzierung.
tung von emissionsfreien Fahrzeugen‘ Der Linkmechanismus für den aktuell Lösungswege zur Erreichung der glo-
strebt Nissan bis 2025 einen Umsatzan- von Nissan entwickelten Motor ‚VC- balen CO2-Ziele sind aber nur ein Aspekt.
teil von 25 % an. Produktion und Ver- Turbo‘ kann nicht nur das Verdichtungs- Lokal liegt der Fokus auf den Immissio-
trieb von emissionsfreien Fahrzeugen verhältnis stufenlos verändern, sondern nen von Partikeln und NOx. Für den
sind jedoch nur erste Schritte zur ‚Ver- auch die Bewegung des Kolbenrings Verbrennungsmotor bedeutet dies, die
breitung von emissionsfreien Fahrzeu- ändern. Durch diesen Effekt können Effizienz zu maximieren, gleichzeitig
gen‘. Der Schlüssel zur Verbreitung ist physikalische Hindernisse für das Voran- aber auch Emissionen als Ursachen für
eine umfassende Initiative inklusive Auf- treiben der Erhöhung des Verdichtungs- Immissionen zu minimieren. Um beim
bau der sozialen Infrastruktur wie Ent- verhältnisses überwunden und Lang Benzinmotor den Partikelgrenzwert
wicklung und Einrichtung von Schnell- huber geometrisch problemlos verwirk- auch bei RDE-Fahrten zu erreichen, ist
ladegeräten für Elektrofahrzeuge. So licht werden. ein zweigeteilter Lösungsansatz erfor
bemüht sich Nissan um die Förderung Obwohl es schwierig erscheint, wei- derlich, bestehend aus innermotorischen
emissionsfreier Mobilität. tere signifikante Verbesserungen zu Maßnahmen zur Senkung der Rohemis-
Zur Verbesserung der Effizienz von erzielen, wenn die thermische Effizienz sionen sowie dem Einsatz eines Gaso-
Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren von Verbrennungsmotoren 45 % über- line-Partikelfilters. Beim Diesel liegt
wird eine thermische Effizienz von circa schreiten, gibt es jedoch bei Kraftwer- der Fokus auf der Erreichung des NOx-
40 % durch den Generationswechsel vor ken und Schiffsmotoren bereits Bei- Grenzwerts bei RDE. Bei Testfahrten mit
2020 erreichbar sein. Dies ist jedoch nur spiele, für die eine noch höhere thermi- einem Versuchsträger, der mit geeigneten
eine Durchgangsstation. Mit der Entwick- sche Effizienz umgesetzt wurde. Ein Kombinationen von Abgasnachbehand-
lung von Magerverbrennungsprozessen, Punkt dabei ist der Einsatz von Ver- lungssystemen und einem intelligenten
wie AGR mit Auflader und Magermotor brennungsmotoren und weitere Verbes- Warm-up-Management ausgestattet ist,
mit Auflader, ist der Weg zur thermischen serungen sind durch die Einschränkung lassen sich auf einer Teststrecke in Stutt-
Effizienz von Verbrennungsmotoren von des Betriebszustands wie die Beschrän- gart Emissionswerte erreichen, die den
45 % bereits zu erkennen. Die Tendenz kung der Drehzahl oder der Betrieb mit NOx-Grenzwert von 80 mg/km durchge-
der Verbesserung der thermischen Effizi- Dauerbelastung zu erwarten. hend unterschreiten.
enz soll weiter gehen, damit Verbren- Nissan hat im Herbst 2016 einen Der Schlüssel zur Entschärfung der
nungsmotoren auch in der Zukunft eine Antriebsstrang ‚E-Power‘ mit neuer elek- lokalen Immissions-Hotspots besteht
wertvolle Technologie sein können. trischer Powerunit herausgebracht, in somit in einer Zielerreichung und -über-
Schlüssel zur kontinuierlichen Verbesse- dem Benzinmotoren und batteriebetrie- erfüllung für Euro-6-RDE-Applikationen
rung sollen die Reduzierung von Aus- bene Motoren fusioniert sind. Da bei und der schnellstmöglichen Durchdrin-
kühlverlusten sowie die Realisation des ‚E-Power‘ der Benzinmotor strukturell gung dieser Technologien in der Flotte.“
hohen Verdichtungsverhältnisses sein. nicht direkt mit den Reifen verbunden ist, Dr. Stefan Sommer, BILD 26, Vorstands-
Um mehr als einen bestimmten Verdich- ist es möglich, den Verbrennungsmotor vorsitzender, ZF Friedrichshafen AG,
tungsgrad zu erreichen, werden Langhu- auch als einen für Stromerzeugung spezi- Friedrichshafen: „Der Antriebsstrang
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der Zukunft – Im Spannungsfeld neuer stellen. Der rein elektrische Antrieb hat stellt das System eine Weiterentwick-
Fahrzeugkonzepte und regulatorischer als Basis einen Achsantrieb, der sich zu lung der Funktionen Freilauf und Start-
Anforderungen.“ einer Achsgruppe integrieren lässt. Auf Stopp dar. „Im neuen E-Golf kommt ein
„Die Automobilindustrie steht vor dieser modularen Basis können verschie- inhouse entwickelter und produzierter
gewaltigen Veränderungen. Ein neues dene Konfigurationen dargestellt werden. elektrischer Antrieb zum Einsatz. Als
Mobilitätsverständnis bringt neue Kon- So kann ZF seine einmalige Fahrwerk- Energiespeicher dient ein Lithium-Ionen-
zepte hervor. Fahrerlose und vernetzte und Sicherheitskompetenz auch im Batteriesystem von Volkswagen. Damit
Fahrzeuge werden in den Markt drängen. Antriebsstrang zur Geltung bringen.“ war es möglich, sowohl die Reichweite als
Diese Fahrzeuge werden sich nicht mehr auch die Antriebsleistung des weiterent-
nur der traditionellen Fahrzeugkonzepte wickelten E-Golf deutlich zu steigern.“
ELEKTROMOBILITÄT /
und -Architekturen bedienen. Neue Kon- Die weltweite Marktentwicklung und
BRENNSTOFFZELLEN
zepte werden entstehen, die vornehmlich die Verbrauchsgesetzgebungen erfor-
auf elektrifizierte Antriebe setzen. Die Dipl.-Ing. F. Eichler (Vortragender), dern eine signifikante weitere Reduzie-
Elektrifizierung wird durch regulatori- BILD 27, Dr. rer. nat. K. Bennewitz, rung der CO2-Flottenemissionen und
sche Anforderungen in Bezug auf Schad- Dipl.-Ing. C. Helbing, Dr.-Ing. K. Philipp, damit eine breit gelagerte, auch für
stoffemissionen weiter vorangetrieben. Dipl.-Ing. P. Lück, Dipl.-Ing. N. Weiß, Dr.- Kunden höchst attraktive Elektrifizie-
Mit einer doppelten Vision Zero, also Ing. C. Felsch, Volkswagen AG, Wolfs- rung. Das Unternehmen nutzt das
der drastischen Reduzierung von Unfäl- burg, Deutschland: „Volkswagen elektri- Know-how, das mit den bereits auf den
len und Emissionen, steht ZF vor der fiziert den neuen Golf.“ Markt gebrachten Fahrzeugen erarbeitet
Herausforderung, die Systemkompetenz Bei Volkswagen ist die Elektrifizierung wurde, um diese Anforderung künftig
in der Antriebs-, Fahrwerk- und Sicher- eine zentrale Säule der Antriebsstrategie. mit einer Fahrzeugarchitektur umzuset-
heitstechnik für den Antriebsstrang der Ob Full-Hybrid, Plug-in-Hybrid oder bat- zen, die gezielt auf Batteriefahrzeuge
Zukunft zu nutzen. Entscheidend ist die terieelektrisches Fahrzeug – das Unter- ausgerichtet ist. „Der Modulare Elektri-
Frage, wie schnell und in welcher Aus- nehmen hat elektrifizierte Fahrzeugkon- fizierungsbaukasten (MEB) verbindet
prägung sich die E-Mobilität entwickelt. zepte auf Basis bestehender Plattformen lokal emissionsfreies Fahren mit Lang-
Ist es eher eine Evolution, also ein Über- in den vergangenen Jahren erfolgreich streckenmobilität, er bildet die Basis
gang mit großen Anteilen von Hybridan- auf den Markt gebracht, führt Eichler für weltweit angebotene Batteriefahr-
trieben, oder eher eine Revolution, das aus. Beispiele sind Touareg Hybrid, Jetta zeuge in Großserie“, führt Eichler aus.
heißt ein schneller Wechsel zu vermehrt Hybrid, E-Up und E-Golf sowie die Plug- N. Saito (Vortragender), BILD 28,
rein elektrischen Antrieben. Die jeweili- in-Hybridmodelle Golf GTE und Passat K. Nagumo, M. Yamamoto, A. Hiraide,
gen Anteile der Antriebsvarianten sind GTE. Für Volkswagen resultiere daraus M. Sugishita, H. Chiba, Honda R&D Co.,
innerhalb eines bestimmten Rahmens ein breites Spektrum an Erkenntnisge- Ltd. Automobile R&D Center, Tochigi,
derzeit noch nicht seriös zu bestimmen. winn und Kompetenzen bei der Elektrifi- Japan; T. Brachmann, Honda R&D
Der Antriebsstrang der Zukunft muss zierung des Antriebsstrangs. Europe (Deutschland) GmbH, Offenbach,
daher modular, flexibel und integrierbar Im neuen Golf bietet Volkswagen jetzt Deutschland: „Das Brennstoffzellen
sein. Nur so lassen sich entsprechende ein Elektrifizierungsspektrum an, das system des Honda Clarity Fuel Cell und
Volumen generieren, die angepasst wer- vom Niedervolt-Hybridsystem „Freilauf Honda‘s Beitrag zur Realisierung der
den können. Mit einer Hülle lassen sich Motor Aus“ (FMA) bis zum Hochvolt- Wasserstoffgesellschaft.“
auf Basis des Achtgang-Automatikgetrie- Elektrofahrzeug reicht. Beim FMA-Sys- Honda begann sein erstes Leasing
bes konventionelle, Mildhybrid- und Plug- tem werde der Verbrennungsmotor in programm für Brennstoffzellenfahrzeuge
in-Hybrid-Antriebskonfigurationen dar- der Freilaufphase abgeschaltet, somit (FCV) im Dezember 2002 und hat seit-
BILD 25 Dr. R. Bulander, Robert Bosch GmbH BILD 26 Dr. S. Sommer, ZF Friedrichshafen AG BILD 27 Dipl.-Ing. F. Eichler, Volkswagen AG
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TAGUNGSBERICHT Wiener Motorensymp osium
den Kundenanforderungen aufgebaut
worden“, so Dehn.
Bei der Optimierung eines Brennstoff-
zellenantriebs seien die Parameter Kun-
denwünsche, Technik, Kosten und auch
Wasserstoffinfrastruktur zu berücksich-
tigen. Je nach Gewichtung der Parame-
ter, der Zielfahrzeugkategorie und dem
Zeitpunkt der Analyse gelange man zu
unterschiedlichen hybriden Antriebs
konfigurationen. Dehn beschreibt die
resultierenden generischen Typen von
Antriebsarchitekturen. In der prakti-
schen Umsetzung spiele darüber hinaus
die Verfügbarkeit von Standardkompo-
nenten eine gewichtige Rolle für die
BILD 28 N. Saito, Honda R&D Co., Ltd. Auto- BILD 29 Dr.-Ing. S. Dehn, NuCellSys GmbH Kosten. Am Beispiel des Mercedes-Benz
mobile R&D Center GLC F-CELL diskutiert Dehn eine aktu-
elle Lösung und zeigt die resultierende
Energie-/Treibhausgas-Bilanz auf
Insgesamt führten die Maßnahmen Well-to-Wheel-Basis.
dazu, dass die Spannungssteuer- und V. Beaumesnil (Vortragender), BILD 30,
Regelungseinheit und die Motoreinheit Automobile Club de l’Ouest, Le Mans,
zu einer einzigen Brennstoffzellensys- Frankreich; B. Niclot (Vortragender),
tembaugruppe integriert werden konn- BILD 31, FIA, Paris, Frankreich; Dr. W.
ten. Mit diesem hochintegrierten Design Warnecke, Shell, Hamburg, Deutschland:
wurde das Clarity Fuel Cell-Brennstoff- „Chancen für Alternative Antriebe und
zellenfahrzeug die erste fünfsitzige Energien für Le Mans.“
Limousine, in der das gesamte Brenn- Seit fast 100 Jahren werden Rennwa-
stoffzellenantriebssystem im Vorder gen von Verbrennungsmotoren angetrie-
wagen untergebracht ist. Für eine ben und mit Benzin oder Dieselkraftstoff
erfolgreiche Positionierung von Brenn- betankt, wobei eine zunehmende Elek-
stoffzellenfahrzeugen im Markt ist eine trifizierung stattfindet. Die Herausforde-
kontinuierliche Kostenreduktion (Ent- rungen der Mobilität der Zukunft liegen
BILD 30 V. Beaumesnil, wicklung von Spezifikationen und Pro- zum einen beim Thema der globalen
Automobile Club de l’Ouest zessen) zwingend notwendig. und lokalen Emissionen, zum anderen
Darüber hinaus versucht Honda mit aber auch in der Frage nach verfügbaren
dem Schlüsselkonzept „Erzeugung”, Energieressourcen und den daraus pro-
„Nutzung” und „Vernetzung“, die Was- duzierbaren Kraftstoffen.
dem kontinuierlich Brennstoffzellenfahr- serstoffgesellschaft zu verwirklichen, Die WEC-Serie (World Endurance
zeuge mit fortschrittlichster Technologie um eine optimale Schonung der Ressour- Championship) mit dem 24-Stunden-
an Kunden geliefert. Im März 2016 cen zu erreichen, so Saito. Rennen von Le Mans als Höhepunkt
begann das neueste Leasingprogramm Dr.-Ing. S. Dehn (Vortragender), hat gezeigt, dass Rennsport die Ent-
für das Clarity Fuel Cell-Brennstoff BILD 29, NuCellSys GmbH, Kirchheim wicklung von technologischen Innovati-
zellenfahrzeug. Das neue hochinteg- unter Teck/Nabern, Deutschland, onen beschleunigt. Ein Beispiel für die
rierte Brennstoffzellensystem hat eine Dr. rer. nat. J. Wind, Prof. Dr. rer. nat. Offenheit der Serie für Innovation ist
nochmals verbesserte Leistungsdichte C. Mohrdieck, Daimler AG, Kirchheim das Duell der letzten Jahre zwischen
bei gestiegener Dauerhaltbarkeit. Diese unter Teck/Nabern, Deutschland: Otto- und Dieselmotoren mit den ver-
wird erreicht durch eine weiterentwi- „Optimierung des Brennstoffzellenan- schiedenen Stufen der Hybridisierung.
ckelte Struktur von Brennstoffzelle und triebs im Spannungsfeld von Technik, Die WEC möchte Anreize für neue
-stapel sowie durch eine verbesserte Kon- Kosten und Kundenanforderungen.“ Kraftstoffe und Antriebskonzepte set-
trolle der Wasserverteilung im Katalysa- „Die Daimler AG ist ein Technolo zen, die ökologisch sinnvoll sind, Emis-
tor mit grundlegenden Technologien für gieführer auf dem Gebiet der automo sionen reduzieren und die Energie-Effi-
eine genaue Lebensdauerprognose, wie bilen Brennstoffzelle. Über zwei Jahr- zienz verbessern. Es soll eine Plattform
Leistungsverlust des Katalysators, zehnte sind Kompetenz, Know-how und für innovative Fahrzeugkonzepte bereit-
mechanische Schädigung der Elektrolyt- umfangreiche Erfahrung von der Kom- gestellt werden, die später auch in Serie
membran, chemische Schädigung der ponentenebene bis zum Fahrzeug und gehen könnten.
Elektrolytmembran und Optimierung des zur Wasserstoffinfrastruktur sowie Für Langstreckenrennen sehen die
Wassermanagements katalytisch durch den langjährigen Betrieb von zwei Vortragenden dabei zwei Optionen:
beschichteter Membranen. Generationen Fahrzeugflotten auch zu Zum einen die Optimierung des konven-
10tionellen Verbrennungsmotors (ICE)
durch weiterentwickelte Verbrennungs-
prozesse mit dem Ziel, Emissionen zu
reduzieren und die Nachhaltigkeits-
bilanz zu verbessern – zum Beispiel
durch die vermehrte Verwendung von
advanced-Biokraftstoffen wie etwa Bio-
methan (ein Konzept, das mit der „Pit
56“ in Le Mans 2017 umgesetzt wird).
Zum anderen eine weitergehende Elek-
trifizierung des Antriebs, ausgehend
von Hybridkonzepten, die für kurze
Phasen rein elektrischen Vortrieb erzeu-
gen, bis hin zu batterieelektrischen
Fahrzeugen (Battery Electric Vehicle,
BEV) oder Brennstoffzellen-Fahrzeugen
mit Wasserstoff als Energieträger (Fuel BILD 31 B. Niclot, FIA, Paris BILD 32 Dr. T. Eder, Daimler AG
Cell Electric Vehicle, FCEV).
Nach heutigem Stand der Technik ste-
hen batterieelektrische Antriebe (BEV)
im Langstreckenrennsport und auf ver- Größe und Gewicht der Antriebseinheit
gleichbaren Distanzen auf der Straße vor mit Blick auf die verschiedenen Aggre-
nicht unerheblichen Herausforderungen, gatszustände des Wasserstoffs (Hoch-
weil Energiedichte und Kapazität der druck oder cryo-verflüssigt). Abschlie-
Energiespeicher nicht ausreichen und die ßend zeigen sie die damit verbundenen
Ladedauer noch zu lang ist – vom Tank- und Betankungskonzepte.
Gewicht und den Ausmaßen der Batte-
rien ganz abgesehen. Ob und wie BEVs
MOTOREN FÜR DIE ZUKUNFT:
in WEC-Langstreckenrennen vielleicht
DIESEL
doch erfolgreich sein konnten, wäre
Gegenstand einer gesonderten detaillier- B. Heil, Dr. T. Eder (Vortragender),
ten Untersuchung, so die Vortragenden. BILD 32, Dr. U. Keller, Dr. N. Merdes, et al.,
Dagegen scheint es denkbar, dass Daimler AG, Stuttgart, Deutschland:
mit Wasserstoff betankte FCEVs die „Der modulare High-Tech-Powertrain
erfolgsversprechende Option für emissi- von Mercedes-Benz.“ BILD 33 Dipl.-Ing. P. Lückert, Daimler AG
onsfreien Rennsport sind und mit kon- „Der im Frühjahr 2016 im Markt einge-
ventionellen Hybridantrieben konkur- führte neue Vierzylinder-Diesel OM 654
rieren könnten. in Kombination mit dem bereits im Herbst
Die Vortragenden konzentrieren sich 2013 auf den Markt gekommenen Auto- Technologiepakete und Leistungsstufen
auf die Bewertung der mit Wasserstoff matikgetriebe NAG3 (9G-Tronic) markiert zu ermöglichen, gleichzeitig Zukunfts-
betankten FCEVs und zeigen, wie kon den Start eines neuen zukunftsfähigen sicherheit durch Flexibilität zu errei-
kurrenzfähig dieses Konzept gegenüber modularen, längs angeordneten Pow- chen und anderseits bei erhöhter kun-
Otto- und Diesel-Hybridrennfahrzeugen ertrains bei Mercedes-Benz. den- und marktindividueller Varianten-
in der Le Mans-Prototype-1-Klasse Diese erste Antriebseinheit der neuen anzahl, die Wirtschaftlichkeit der
(LMP1) sein könnte. Mercedes-Benz Motorenfamilie wird nun Antriebe sicherzustellen.
Die Grundlage bildet eine von der durch die modularen Otto- und Dieselmo- Dipl.-Ing. P. Lückert (Vortragender),
FIA zusammen mit dem Automobile toren mit der Modellpflege der S-Klasse BILD 33, Dipl.-Ing. S. Arndt, Dr. F.
Club de l‘ Ouest, ACO, entwickelte weiter vervollständigt. In Kombination Duvinage, Dr. M. Kemmner, Dipl.-Ing.
Simulation, die es erlaubt, die mit dem ebenso modularen Mercedes- (FH) H. Sass, Dipl.-Ing. (FH) T. Braun,
Leistungsfähigkeit eines LMP1-FCEV Benz-Getriebe wird der Antriebsbaukas- Dipl.-Ing. R. Pfaff, Dipl.-Ing. (FH) S.
mit einem LMP1-Benzinhybrid zu ver- ten von 12-V-Antrieben über 48-V-Systeme Digeser, Dipl.-Ing. R. Binz, Dipl.-Ing.
gleichen, Schwachstellen zu identifizie- bis hin zu Hochvolt-Systemen für Plug- C. Koehlen, Dipl.-Ing. S. Ellwanger,
ren und Optionen zur Verbesserung der in-Antriebe und (lokal) emissionsfreie Dr. R. Weller, Daimler AG, Stuttgart,
Konkurrenzfähigkeit in einem 24-Stun- Antriebe erweitert.“ Deutschland: „OM 656 – Die neue
den-Rennen durchzuspielen. Eder beschreibt dieses modulare Sechszylinder-Diesel-Spitzenmotori
Die Vortragenden stellen die Anforde- Konzept, den daraus ableitbaren Varian- sierung von Mercedes-Benz.“
rungen an die Effizienz eines Brenn- ten und anhand der Ergebnisse, mögli- Lückert stellt die Positionierung
stoffzellena ntriebs vor, analysieren das che Potenziale im Längsantrieb. Das und das technische Konzept der neuen
Kühlungskonzept – auch in seiner Aus- Antriebskonzept sei die Basis, um einer- Sechszylinderbaureihe OM 656 als Spit-
wirkung auf die Aerodynamik – sowie seits kundenspezifische, skalierbare zenmotorisierung innerhalb der neuen
11TAGUNGSBERICHT Wiener Motorensymp osium
Dieselmotoren-Generation bei Merce- den GMC-Terrain, setzt General Motors zylindermotoren vorbehalten waren.
des-Benz vor. Er beschreibt den konst- das Bekenntnis für Pkw mit Dieselmoto- Gegenüber diesen Motoren wird durch
ruktiven Aufbau des Grundmotors und ren in Nordamerika fort. Dies unter- konsequentes Downsizing in Verbindung
der Motorperipherie. Weitere Schwer- streicht einmal mehr die Strategie des mit verbesserter Motorreibung, dem
punkte des Vortrags sind Systembe- Unternehmens, erfolgreiche europäische Einsatz der Camtronic und der Einfüh-
schreibungen zur Auslegung und Funk- Anwendungen auch in den nordameri- rung eines 48-V-Systems mit riemenge-
tionalität der Thermodynamik, der kanischen Markt zu bringen.“ triebenem Starter-Generator (RSG) eine
Abgasrückführung sowie des Ladungs- Basso beschreibt, wie bei der Entwick- Verbrauchsverbesserung von circa 23 %
wechsels mit der zweistufigen Aufla- lung des Motors die hohen Erwartun- realisiert.“ Bei diesem emotionalen
dung und der Abgasnachbehandlung, gen der nordamerikanischen Kunden Antrieb, so Kemmler, lag hohes Augen-
die den Kern des integrierten Technolo- (Geräusch, Leistung und Fahrbarkeit), merk auf souveränem Fahrgefühl mit
gieansatzes zur Darstellung von nied- strengere Abgasstandards und On-Board- direktem Ansprechverhalten sowie
rigsten Emissionen bei bestmöglichem Diagnose-Anforderungen umgesetzt auf gutem Durchzug und ansprechen-
Verbrauch darstellen. Abschließend wurden. Er erläutert, dass der 1,6-l- dem Drehvermögen.
zeigt er die erzielten motorischen Ergeb- Dieselmotor diese Anforderungen in Mit der Weiterentwicklung des bewähr-
nisse und des gesamten Powertrains vor Verbindung mit hoher Leistungsdichte, ten BlueDirect-Brennverfahrens in Ver
dem Hintergrund der künftigen Emissi- sehr guter Geräuschentwicklung und bindung mit dem Ottopartikelfilter werde
onsvorschriften sowie die Powertrain- bestem Kraftstoffverbrauch in seinem ein niedriges Abgasemissionsniveau
Gesamtauslegung im Sinne eines maxi- Segment erfüllt. Der Vortragende sichergestellt.
malen Kundennutzens. beschreibt zudem die wichtigsten tech Der im Premiumsegment erforderliche
Hierbei werde das Fahrleistungs- und nischen Merkmale des Basismotors, gute Geräusch- und Schwingungskom-
Komfort-Angebot der Diesel-Motorisierun- der Motorsteuerung und die Techno fort werde durch den komfortablen Start
gen mit dem Reihen-Sechszylinder OM logien zur Abgasreduzierung. mittels Startergenerator sowie umfang-
656 als neuem Typ 400 d deutlich nach reichen NVH-Maßnahmen erreicht.
oben erweitert, zur neuen Diesel-Spitzen- Dipl.-Ing. O. Vollrath (Vortragender),
MOTOREN FÜR DIE ZUKUNFT: OTTO
motorisierung bei Mercedes Benz. BILD 37, Dipl.-Ing. J. Banken, Dipl.-
G. Basso (Vortragender), BILD 34, G. Dipl.-Ing. R. Kemmler (Vortragender), Ing. P. Lautenschütz, Dr.-Ing. O. Storz,
Boretto, S. Caprio, R. Ruotolo, L. Borgia, BILD 36, Dipl.-Ing. F. Kreitmann, Dipl.- et al., Daimler AG, Stuttgart, Deutsch-
GM Global Propulsion System Torino Ing. M. Werner, Dr. R. Inderka, et al., land: „M 256 – der neue Mercedes-
s.r.l., Turin, Italien; M. E. Siegrist (Vor- Daimler AG, Stuttgart, Deutschland: Benz High-Performance-Reihensechs
tragender), BILD 35, R. J. Darr, Y. He, „M 264 – Der neue Mercedes-Benz zylinder-Ottomotor mit intelligenter
GM Global Propulsion System NA, Vierzylinder-Toptype-Ottomotor mit 48-V-Elektrifizierung.“
Pontiac/Milford, USA: „Der 1,6-l-Mid- 48-V-Elektrifizierung.“ „Der Sechszylinder-Ottomotor M 256
size-Diesel-Motor von General Motors „Mercedes-Benz führt ab Herbst 2017, ist das erste Otto-Mitglied in der neuen
für Nordamerika.“ beginnend mit dem E-Klasse Coupé, die Reihenmotorenfamilie von Mercedes-
„Nach 25 Jahren stieg General Motors neue Vierzylindermotoren-Generation Benz. Er löst damit seinen erfolgrei-
2014 mit der Einführung des Chevrolet mit der Typbezeichnung M 264 ein. chen Vorgänger, den M 276 in V-Bau-
Cruze wieder in den Diesel-Pkw-Markt Der Toptype mit 2,0 l Hubraum ermög- weise, ab. Durch eine von Beginn an
in Nordamerika ein. Mit Einbau licht dank seiner hohen spezifischen bei der Auslegung des Motors mitbe-
des 1,6-l-Dieselmotors in den neuen Leistung von 110 kW/l den Einsatz in rücksichtigte 48-V-Elektrifizierung und
Chevrolet Cruze, den Equinox und Leistungspositionen, die bisher Sechs eine Reihe weiterer innovativer Maß-
BILD 34 G. Basso, BILD 35 M. E. Siegrist, BILD 36 Dipl.-Ing. R. Kemmler, Daimler AG
GM Global Propulsion System Torino s.r.l. GM Global Propulsion System NA, Pontiac
12nahmen, ist es möglich, trotz ambitio- dem Niveau von 2010 zu senken. Dafür ZUKUNFT DES DIESELS /
nierter Performanceziele erhebliche entwickelt das Unternehmen eine neue THERMOMANAGEMENT
Verbrauchseinsparungen zu erreichen. Motorenbaureihe mit geringerem Kraft-
So zeigt der riemenlose Motor durch stoffverbrauch, höherer Leistung und Dr.-Ing. A. Kufferath, Dr.-Ing. M. Krüger
die Verbindung eines 48-V-integrierten einer weltweit erhöhten Produktivität, (Vortragender), BILD 39, Dipl.-Ing. D.
Startergenerators, eines elektrischen basierend auf Toyotas „New Global Naber, Dr.-Ing. R. Maier, Prof. Dr.-Ing.
Zusatzverdichters und eines leistungs Architecture“-Konzept (TNGA). J. Hammer, Robert Bosch GmbH, Stutt-
fähigen Turboladers ein hervorragen- Der neue 2,5-l-Vierzylinder-Benzin- gart, Deutschland: „Verbrauch im Ein-
des Ansprechverhalten über den gesam- Saugmotor ist der erste in Serie gefer- klang mit Realemissionen: Die Zukunft
ten Drehzahlbereich. Neben dem Ein- tigte TNGA-Motor. Um die höhere für den Diesel-Pkw.“
satz der 48-V-Komponenten umfasst spezifische Leistung bei geringerem „Das in Kürze in Kraft tretende Maß-
das Technologieportfolio des innovati- Kraftstoffverbrauch und Abgasemis nahmenpaket zu Realfahremissionen
ven Antriebs Bausteine wie einen varia- sionen zu realisieren, war eine ver von Pkw (RDE) enthält erstmals Rege-
bel geregelten Ölkreislauf, ein intelli- besserte Verbrennung erforderlich. lungen über die Messung der Stickoxid-
gentes Wärmemanagement oder einen Hierzu wurde die Grundstruktur und Partikelanzahlemissionen von Fahr-
Ottopartikelfilter.“ wie das Hub-Bohrungsverhältnis zeugen im realen Fahrbetrieb statt unter
Der Vortragende zeigt, dass mit einer und der Vent ilaufbau komplett neuge- Laborbedingungen. Dieses Maßnahmen-
CO2-Absenkung von nahezu 20 % bei staltet. Weiterhin wurde ein laserge- paket wird zu einer spürbaren Verringe-
einer Leistungssteigerung um mehr als stützter Einlassventilsitz eingesetzt, rung der lokalen Stickoxidbelastung in
15 % gegenüber dem Vorgänger V6 im um das Taumelverhältnis und den Luft den Städten führen. Auch unter diesen
Ergebnis ein Sechszylinder dargestellt strömungskoeffizienten zu erhöhen. veränderten Rahmenbedingungen wird
werden kann, der sich beim Verbrauch Für eine verbesserte Verbrennung der Dieselmotor sein CO2-Niveau halten
in Vierzylinderregionen bewegt und bei wurde zusätzlich der Atkinson-Zyklus beziehungsweise sogar weiter absenken
seiner Leistung mit Achtzylindern mes- unter Verwendung eines neuen elek können. Neben den klassischen Ansät-
sen kann. trischen VVT-, D-4S-Systems (Direkt- zen durch konsequente Optimierung des
T. Toda, (Vortragender), BILD 38, und Porteinspritzung) mit einem neuen Aufladeaggregats und einer verbesserten
M. Sakai, M. Hakariya, T. Kato, Toyota Mehrloch-DI-Injektor und der Hoch Verbrennung sowie Thermodynamik
Motor Corporation, Aichi, Japan: energiezündspule verwendet. Darü- durch weiterentwickelte Einspritzsys-
„Der neue 2,5-l-Reihen-Vierzylinder- ber hinaus halfen variable Kühl- und teme lassen sich zusätzliche Potenziale
Ottomotor mit Toyota Neue Global Schmiersysteme den Kraftstoffver- mithilfe der Elektrifizierung erschließen.
Architektur Konzept.“ brauch zu senken, indem Kühl- und Die im Vordergrund stehende zuverläs-
Im Oktober 2015 veröffentlichte die Reibungsverluste reduziert wurden. sige Erfüllung der Realfahremissionen
Toyota Motor Corporation die „Toyota Infolgedessen wurden über einen ther- kann durch eine konsequente Ausle-
Environmental Challenge 2050“, die mischen Wirkungsgrad von über 40 % gung und Abstimmung des Brennver
aus sechs sogenannten Herausforderun- und über 60 kW/l spezifische Leistung fahrens mit der Auswahl der aktiven
gen besteht, die zu einer nachhaltigen erreicht. Die Kombination mit dem Nachbehandlungskomponenten syner
Gesellschaft beitragen sollen. Die erste neuen TNGA-Achtgang-Automatikge- getisch optimiert werden. Darüber hin-
Herausforderung lautet „Neu-Fahrzeug triebe erzielte im Vergleich zum Vorgän- aus bedarf die Verbesserung des transi-
ohne CO2-Emmision“ und verfolgt das germodell einen um 16 % verringerten enten Emissionsverhaltens bei Lastän
Ziel, die CO2-Emissionen der Fahr- Kraftstoffverbrauch und eine um 12 % derungen einer optimierten Aufladung
zeuge bis 2050 um 90 % gegenüber höhere Beschleunigungsleistung. und intelligenter Regelungsfunktionen.
BILD 37 Dipl.-Ing. O. Vollrath, Daimler AG BILD 38 T. Toda, Toyota Motor Corporation BILD 39 Dr.-Ing. M. Krüger, Robert Bosch GmbH
13TAGUNGSBERICHT Wiener Motorensymp osium Der Optimierung des Thermomanage- ments von Motor und Abgasnachbehand- lung kommt hier eine besondere Bedeu- tung zu. Wird diese Kombination von Maßnahmen konsequent umgesetzt, können deutliche Verbesserungen in den Realfahremissionen erzielt werden, ohne den Kraftstoffverbrauch signifi- kant zu verschlechtern.“ Mit den getrof- fenen Annahmen zeigt Krüger, dass hiermit Stickoxidemissionen unter Real- fahrbedingungen möglich sind, die auch an den kritischen Hotspots wie am Stuttgarter Neckartor zur Erfüllung der gesetzlichen NO2-Immissionsstan- dards beitragen können. Dipl.-Ing. M. Weißbäck (Vortragender), BILD 40 Dipl.-Ing. M. Weißbäck, BILD 41 Dipl.-Ing. J. Grimm, Continental BILD 40, Dipl.-Ing. R. Dreisbach, Dipl.-Ing. AVL List GmbH (FH) B. Enzi, Dipl.-Ing. M. Grubmüller, Dr. K. Hadl, Dipl.-Ing. S. Krapf, Dr. W. Schöffmann, AVL List GmbH, Graz, F. Atzler, Westsächsische Hochschule, Die optimale Auslegung des Luft- Österreich: „Diesel – Quo Vadis.“ Zwickau, Deutschland: „Energiebasierte pfads, mit besonderem Schwerpunkt Ausgehend von der Rolle, die der Optimierung eines Dieselhybrids zur auf dem AGR-Management und dem Dieselmotor heute und in Zukunft für Erfüllung der zukünftigen Real-Driving- Verbrennungsvorgang, dient dazu, die CO2-Flottenzielerreichung spielt Emissionsgesetzgebung.“ das bestmögliche Gleichgewicht zwi- und spielen wird, betrachtet Weißbäck „Moderne Pkw-Motoren müssen schen Rohemissionen und Effizienz die zuletzt stark kritisierte Emissions anspruchsvolle Ziele erfüllen. Beim der Katalysatorkonvertierung zu finden. einhaltung des Dieselmotors. Er unter- Dieselmotor liegt ein besonderer Schwer- Die Einführung eines 48-V-Sys- sucht hierzu folgende Themenfelder punkt auf dem Ausbalancieren zwischen tems ist ein weiterer Schritt in bezüglich ihrer Potenziale zur CO2- Kraftstoffverbrauch und dem Ausstoß Richtung der gleichzeitigen Redu und Emissionsreduzierung: von Stickstoffoxiden (NOx) in der Betriebs zierung von Kraftstoffverbrauch –– Verbrennung und innermotorisches praxis unter erweiterten Umweltanfor und Stickoxidemissionen. Temperaturmanagement derungen, zum Beispiel Umgebungstem- Das 48-V-System ermöglicht Energie- –– Nachbehandlungskonzepte peratur, Höhenlage. rückgewinnung beim Bremsen sowie –– Variabilität am Grundmotor Der hochtransiente Fahrbetrieb erfor- eine Unterstützung für den Verbren- –– Potenzial in Verbindung mit dert eine präzise und robuste Steuerung nungsmotor in der Beschleunigungs- Elektrifizierung. des Verbrennungsprozesses. Durch das phase. Dies führt nicht nur zu einer Auf Basis dieser Überlegungen soll optimierte Zusammenspiel des Ansaug-, Reduzierung der Spitzenlast bei gleich- der künftige Dieselmotor mit den tech Abgasrückführungs- und Aufladesys- zeitiger Verbesserung der NOx-Werte nischen Features sowie in Bezug auf tems lässt sich die gewünschte Ladungs- und der Kraftstoffeinsparung, son- die Motorengröße und des gesamten zusammensetzung im Zylinder wäh- dern kann auch die dynamischen Antriebsstrangs definiert werden. rend des transienten Betriebs mit den Anforder ungen an die ‚langsameren‘ Der Vortragende zeigt, dass auch in erwünschten Resultaten erreichen. ln Motorsteuerelemente durch Phleg Zukunft der Diesel ein unverzichtbarer Verbindung mit einer Lambdaregelung, matisierung verringern. Baustein für eine leistbare Flottenstrate- der optimierten Mehrfacheinspritzung Eine weitere CO2-Reduzierung gie sein wird, speziell unter Berücksich- und einem hocheffizienten Abgasnach- kann durch die interne NOx-Unter tigung der Marktentwicklung hin zu behandlungssystem kann dies den drückung des Motors zugunsten SUV- und Cross-Over-Konzepten. Vor Schadstoffausstoß über die gesamte eines hocheffizienten Abgasnachbe- allem in den schweren Fahrzeugklassen Fahrzeuglebensdauer begrenzen, ohne handlungssystems erreicht werden. ließen sich, basierend auf dem diesel Kraftstoffverbrauch und Fahrverhalten Dies basiert auf einem beheizten motorischen Brennverfahren, Effizienz, negativ zu beeinflussen. Katalysator mit geringem Strömungs Umweltfreundlichkeit und Fahrspaß Zur Einhaltung der Emissionen (NOx) widerstand und somit geringem Druck- auch unter realen Fahrbedingungen bei unterschiedlichen Umgebungsbedin- abfall für eine Verkürzung der Kata kosteneffizient verbinden. gungen ist es notwendig, neue robuste lysator-Ansprechzeit beim Kaltstart, Dr.-Ing. G. Avolio, Dipl.-Ing. J. Grimm Lösungen zu entwickeln, um die Effizi- unabhängig von der Motorlast.“ (Vortragender), BILD 41, Dr.-Ing. O. enz des Abgasnachbehandlungssystems Der Vortragende präsentiert den Maiwald, Dr.-Ing. G. Rösel, Dipl.-Ing. zu verbessern, da dieses bei niedrigen Stand der systemischen Beurteilung R. Brück, Continental, Regensburg/ Betriebstemperaturen zunehmend an im Hinblick auf das Zusammenwirken Lohmar, Deutschland; Prof. Dr.-Ing. Effizienz verliert. der vier Kernbereiche: Motoroptimie- 14
BILD 42 Dipl.-Ing. M. Brinker, Adam Opel AG BILD 43 Dr.-Ing. S. Grams, Audi AG BILD 44 Dipl.-Ing. (FH) M. Hofer,
Magna Powertrain Engineering Center Steyr
rung, hocheffiziente Abgasnachbehand- funktionalen Ventilmoduls und einer zu bewältigen gilt. Die Konsequenz ist
lung, milde Hybridisierung und vernetz- elektrischen Kühlmittelpumpe erreicht. ein stetig steigender Elektrifizierungsgrad
tes Energiemanagement mit dem Ziel, ein –– eine Regelstrategie, die nach einer der Fahrzeugantriebe und damit eine
Konzept eines sauberen und dennoch Maximierung der Kraftstoffeffizienz zunehmende Komplexität der Antriebs-
kostengünstigen Diesel-Pkws zu realisie- sucht und dabei die Belange der Motor- stränge. Zusätzlich verändern sich Mobili-
ren, der für die künftigen Anforderungen temperaturregelung, den Kundenwün- tätsgewohnheiten und marktindividuelle
an CO2- und NOx-Emissionen gerüstet ist. schen und der Motorleistung berück- Anforderungen an den Antriebsstrang.
Dipl.-Ing. M. Brinker (Vortragender), sichtigt. Das wird erreicht durch stän- Hieraus resultiert ein multidimensionales
BILD 42, Dipl.-Ing. T. Müller, Dipl.-Ing. M. dige Beobachtung des Motorzustands Lösungsfeld möglicher Technologien.
Reichenbach, Dipl.-Ing. M. Plankenbühler, und präzise Regelung der elektrischen Dieses stellt Fahrzeughersteller vor ein
Adam Opel AG, Rüsselsheim, Deutsch- Kühlmittelpumpe und der Kühlmittel- hochkomplexes Optimierungsproblem
land; Dr. A. Zahdeh, Dr. J. Gatowski, GM ventile. Der Betrieb des Thermoma- ihrer Antriebsportfolien, verbunden mit
Global Propulsion Systems, Pontiac, USA: nagementsystems ist in mehreren Modi hohen Entwicklungsrisiken. Durch die
„Umfassendes Thermomanagement für dargestellt. Diese Modi berücksichtigen Digitalisierung von Prozessen und Ent-
zukünftige Ottomotoren.“ sowohl die Aufwärmung als auch den wicklungsabläufen wird die Komplexität
Um alle Vorteile von Thermomanage- Betrieb bei voll durchwärmten Motor. besser beherrschbar.
ment zu nutzen, wird ein umfassender Fahrzeugtests belegen signifikante Vor- In diesem Spannungsfeld setzt das
Ansatz benötigt, der das Konzept des teile für diesen Ansatz beim Motor kooperative Forschungsvorhaben der
Motorwassermantels, die Aktuatoren, betrieb unter allen möglichen Bedin Audi AG und des Instituts für Fahrzeug-
die verschiedenen Pfade im Kühlkreis- gungen. Wenn man beispielsweise den technik der Technischen Universität
lauf und ein Regelungssystem beinhaltet. WLTP-Zyklus betrachtet, der substan- Braunschweig an. Ziel ist die Entwicklung
Brinker beschreibt hier ein System, das: zielle Betriebsanteile mit dem betriebs- neuer Hybridantriebsstränge. Hierzu wird
–– ein Wassermantelkonzept mit mehre- warmen Motor hat, zeigt sich, dass fast eine virtuelle Entwicklungskette zur Iden-
ren Schlüsselelementen umfasst. Der die Hälfte der Kraftstoffeffizienzvorteile tifikation und Konzeptionierung künfti-
Fluss ist ausgerichtet zu den Stellen nach der Aufwärmung erreicht wird. ger, elektrifizierter Antriebsstränge für
hoher Wärmestromdichte mit allgemei- Premiumfahrzeuge entwickelt. Insgesamt
ner Querströmung durch den Motor. sind fünf Rechnerwerkzeuge in die virtu-
HYBRID
Dies erlaubt einen minimalen Druck- elle Entwicklungskette implementiert. Sie
verlust. Durch getrennte Kühlung kann Dr.-Ing. S. Grams (Vortragender), BILD 43, bilden die Teilschritte zur Identifikation,
der Kühlmittelstrom durch den Motor- H. Piechottka MSc, Audi AG, Ingolstadt, Auslegung, Bewertung und Optimierung
block unabhängig vom Fluss durch den Deutschland; Prof. Dr.-Ing. F. Küçükay, von elektrifizierten Antriebssträngen ab.
IEM und Zylinderkopf geregelt werden. Dipl.-Ing. A. Sturm, Technische Universi- Auf lange Sicht kann dieser virtuelle
–– ein Heizen oder Kühlen vom Motor- tät Braunschweig, Deutschland: „Virtu- und inkrementelle Ansatz dazu beitra-
und Getriebeöl erlaubt, abhängig von elle Auslegung und Optimierung gen, so der Vortragende, künftige Kun-
Motor- und Fahrzeugbetriebsbedingun- zukünftiger Antriebsarchitekturen.“ den- und Produktanforderungen bei
gen. Das Heizen erfolgt zu großen Tei- Die globalen Anforderungen an Fahr- reduzierter Entwicklungszeit und gerin-
len mit der im IEM aus dem Abgas zeuge hinsichtlich der Emissionsober- geren Kosten zu erfüllen.
zurückgewonnenen Energie. Die Vor- grenzen, insbesondere der CO2-Grenzen, Dipl.-Ing. (FH) M. Hofer (Vortragender),
aussetzung für die Steuerung der Wär- stellen die Antriebsstrangentwicklung vor BILD 44, Dr. T. Hackl, Dr. G. Schlager,
meströme wird mithilfe eines multi- neue Herausforderungen, die es künftig Magna Powertrain Engineering Center
15TAGUNGSBERICHT Wiener Motorensymp osium
Steyr, St. Valentin, Österreich: „Magna’s Dr.-Ing. P. Grzeschik, Dipl.-Ing. M. um auch unter realen Fahrbedingungen
Systemansatz für 48-V-Mild-Hybride.“ Görgen, S. Yadla MSc, FEV Europe und variablem Nutzerverhalten nied-
Um die ambitionierten Flottenemissi- GmbH, Aachen, Deutschland; Dr.-Ing. rigste Emissionen sicherzustellen. Er prä-
onswerte von maximal 95 g CO2/km H. Baumgarten, FEV Group GmbH, sentiert abschließend einen entsprechen-
ab 2021 zu erreichen, arbeitet die Fahr- Aachen, Deutschland; Dr.-Ing. M. den Leitfaden zur Auslegung.
zeugindustrie stark an der Elektrifizie- Wittler, FEV Consulting GmbH, Aachen,
rung und Hybridisierung des Antriebs, Deutschland; C. Nebbia MSc, FEV Italia,
ZYLINDERABSCHALTUNG /
der Reduzierung der Fahrwiderstände S.r.l., Rivoli, Italien: „Ottomotoren für
GASMOTOREN 1
sowie der Optimierung neuer Fahrzeug- Hybrid-Antriebe – Hochtechnologie
architekturen. Eine wesentliche Maß- oder Low-Cost-Aggregate?“ Dr. M. Younkins (Vortragender), BILD 46,
nahme zur Zielerreichung ist dabei die Scharf prognostiziert auf Basis einer Dr. A. Tripathi, Dr. J. Serrano, J. Fuerst
Elektrifizierung in den Bereichen Motor Marktstudie für Europa, USA und China BSME MBA, Tula Technology, San Jose,
und Antriebsstrang. Die Einführung des eine Verschiebung zugunsten ökologisch USA; Dr.-Ing. H.-J. Schiffgens, Dr. J.
48-V-Bordnetzes bietet hier großes Poten- nachhaltigen Antrieben. Hierbei spielt Kirwan, W. Fedor BSME MS, Delphi, Bas-
zial für eine kostengünstige Elektrifizie- die Elektrifizierung des Antriebsstrangs charage, Luxembourg / Troy,
rung von Nebenaggregaten, die sich die Hauptrolle. So wird zwar in Europa Rochester, USA: „Dynamic Skip Fire:
bedarfsoptimiert betreiben lassen. Im auch in 2030 noch die Mehrheit aller ver- Die einzigartige Zylinderabschaltung.“
Bereich Motor widmet sich Magna stark kauften Fahrzeuge einen Verbrennungs- „Was wäre, wenn jedes Arbeitsspiel
den Feldern Thermalmanagement und motor besitzen (75 bis 85 %), doch ein eines Verbrennungsmotors unter opti-
Luftpfad, wie die aktuelle Markteinfüh- hoher Anteil dieser Verbrennungsmoto- malen Verbrauchsbedingungen ablaufen
rung einer 48-V-Hauptwasserpumpe mit ren wird in hybridisierten Antriebssträn- würde? Was wäre, wenn in Echtzeit
einem Leistungsbereich von 1 kW und gen betrieben. Die vorgestellten Ergeb- jedes dieser Arbeitsspiele vorausberech-
die Entwicklung eines elektrischen Ver- nisse beleuchten die Elektrifizierung net werden kann, um die exakte Dreh-
dichters (5 bis 7 kW) zur Performance- des Antriebsstrangs aus Sicht des Otto-
steigerung im Bereich der Motoraufla- motors für ein D-Segment-Fahrzeug
dung zeigen. Weitere Komponenten, die mit den Antrieben Mild-Hybrid mit
derzeit von Magna fit für 48 V gemacht 48-V-Riemenstartergenerator, Mild-Hyb-
werden, sind elektronische Kühlerlüfter rid mit integriertem 48-V-Startergenera-
und Getriebeölpumpen, die auch zur tor, leistungsverzweigtem Voll-Hybrid
Schmierung und Kühlung von elektri- und Plug-in-Hybrid. Die Ergebnisse zei-
schen Achsantrieben eingesetzt werden. gen, dass vereinfachte Vierzylinder-
Die mit einem innovativen Hoch- Saugmotoren sowie technologisch etwas
drehzahlkonzept ausgestattete elektri- stärker ausgestattete Dreizylinder-Turbo-
sche Hinterachse rundet das stetig motoren sich gleichermaßen für einen
wachsende Portfolio des Unternehmens Kosten/CO2-optimalen Einsatz in Hybrid-
im Bereich der 48-V-Komponenten ab. Antriebssträngen eignen. Mit zunehmen-
Durch vollelektrisches Mitschwimmen dem Elektrifizierungsgrad nimmt der
im Verkehr wird speziell in Ballungs- Einfluss des Verbrennungsmotors auf
zentren mit großem Verkehrsaufkom- die CO2-Emissionsreduktion ab und die
men und hoher Luftbelastung eine CO2- Anforderung einer kompakten Bauform
Reduktion erreicht. Die 25 kW starke rückt in den Vordergrund. Stets niedrige
48-V-E-Achse bietet neben elektrisch Emissionen und niedrige Kraftstoffver- BILD 45 Dr.-Ing. J. Scharf, FEV Europe GmbH
gefahrenen Parkmanövern auch die bräuche unter realen Fahrbedingungen
zusätzlichen Dynamik- und Sicherheits- sprechen hierbei für eine besonnene Ent-
vorteile eines zuschaltbaren Allradan- feinerung und maßvolle Wahl des Down-
triebs für niedrige Geschwindigkeiten sizinggrads. In einer parametrischen
sowie eine leistungsfähige Anfahrhilfe Package-Bewertung zeigen sich die klei-
und Schneekettenersatz. Im Bereich der neren Dreizylinder-Turbomotoren, insbe-
Getriebe bietet Getrag mit einem 25 kW sondere im Plug-in-Hybrid, als besonders
starken 48-V-Hybridgetriebe, das sich günstig und können durch recht einfache
als P2-Architektur ins Fahrzeug integ- „On/Off“-Technologiepakete von Mild-
riert, eine ausgezeichnete Lösung an, Hybrid-Antriebssträngen auf stark elek
um in Kombination mit den genannten trifizierte Antriebsstränge übertragen
48-V-Produkten die künftigen, heraus- werden. In Kombination mit Einheitshub-
fordernden Ziele der Emissionsgesetzge- räumen zeigt sich eine fahrzeugsegment
bung, sicher erfüllen zu können. übergreifende Übertragbarkeit. Der Refe-
Dr.-Ing. J. Scharf (Vortragender), rent empfiehlt, bei der Auslegung der
BILD 45, Dipl.-Ing. J. Ogrzewalla, Dipl.-Ing. Abgasnachbehandlungssysteme von Ver-
K. Wolff, Dr.-Ing. T. Uhlmann, brennungsmotoren für Hybridantriebs-
Dr.-Ing. M. Thewes, Dr.-Ing. A. Balazs, stränge, auf Vereinfachung zu verzichten, BILD 46 Dr. M. Younkins, Tula Technology,
San Jose
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