Rückblick: Internationales Motorensymposium Wien 2018

Mit dem Dieselmotor geht es weiter

Rückblick: Motorensymposium Wien 2018

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Neueste Fortschritte auf dem Sektor der Antriebstechnik standen beim 39. Internationalen Wiener Motorensymposium im Fokus. Mehr als 1 000 Motorenexperten, darunter Spitzenmanager der Automobilindustrie, Techniker und Wissenschaftler aus aller Welt, nahmen daran teil. Insgesamt 46 Vorträge standen auf dem Programm.

Jürgen Goroncy, freier Journalist und Mitarbeiter der KEM Automobilkonstruktion, Besigheim

In seiner Eröffnungsrede sprach Prof. Hans Peter Lenz, Gründer des Internationalen Wiener Motorensymposiums, den Wettbewerb zwischen batterie-elektrischen Fahrzeugantrieben (BEV) und dem in starker öffentlicher Diskussion stehenden Verbrennungsmotor an. „Batterien und Verbrennungsmotoren liegen miteinander im Wettstreit, wer wird der Sieger sein?“, stellte Lenz eine zentrale Frage. „Beide Systeme weisen Vor- und Nachteile auf. Bei der E-Mobilität gibt es noch schwierige ungelöste Probleme, zum Beispiel die Kosten der Ladeinfrastruktur und deren Errichtung. Auch die Problematik, dass der Strom für E-Mobile regenerativ hergestellt werden sollte, bevor solche Fahrzeuge sinnvoll sind, ist zu erwähnen.“

Mit dem Dieselmotor geht es weiter

BMW, Daimler und Volkswagen ließen keinen Zweifel daran aufkommen, dass sie auch weiter am Dieselmotor festhalten. Selbst Hochleistungsmotoren werden die Abgasvorgaben erfüllen. Der neue 3,0-l-Sechszylinder von BMW mit 240 kW/326 PS Leistung und 680 Nm Drehmoment nutzt nach Angaben von Franz Steinparzer, Leiter der Dieselmotorenentwicklung bei BMW Motoren in Steyr, als erster Diesel-Serienmotor ein zweistufiges Aufladesystem, bei dem beide Abgasturbolader über eine variable Turbinengeometrie verfügen. Die Verstellung an der Turbine führen elektrische Steller aus, die zentrale Hauptregelklappe wird wegen der höheren Kraft pneumatisch betätigt. Ein Schwerpunkt der Entwicklung bildete natürlich das Abgassystem. Die Architektur besteht aus einem in ein Gehäuse gepackten NOx-Speicherkat und Dieselpartikelfilter, ergänzt um einen großvolumigen SCR-Katalysator mit Ammoniak-Schlupfkatalysator. Besonders auf das Temperaturmanagement hat BMW viel Wert gelegt. So ist die Hochdruck-AGR einerseits auf hohe Kühlleistung ausgelegt, andererseits kann die Abgaskühlung über einen Bypasskanal kennfeldgesteuert reduziert oder ganz unterbunden werden. Der Motor erfüllt die Euro-6d-temp-Stufe 1 (168 Milligramm NOx pro Kilometer) unter allen RDE-Betriebsbedingungen sicher, in weiten Teilen auch schon die Stufe 2 (120 mg/km).

Auch Volkswagen wird den Dieselmotor weiter pflegen – selbst in der Kompaktklasse. Da eine SCR-basierte Abgasreinigung ohnehin unverzichtbar ist, streicht Markus Köhne, Leiter Grundentwicklung Dieselmotoren und Baukasten, die Varianten mit 1,4 und 1,6 l Hubraum aus dem Programm. Künftig gibt es in zwei Leistungsklassen nur noch ein Zweiliteraggregat (EA288 evo), mit 100 kW/136 PS bis 120 kW/164 PS (Leistungsklasse 1) und von 120 kW/164 PS bis 150 kW/205 PS (Klasse 2). Die Unterschiede zwischen den Leistungsklassen bestehen hauptsächlich in der Aufladung, Gemischaufbereitung, Kühlung, Kolbengruppe (LK 1 mit Stahlkolben, LK 2 mit Aluminumkolben) und im Kurbeltrieb. Beide Leistungsklassen arbeiten mit einem Einspritz-Systemdruck von 2200 bar und Achtloch-Magnetventil-Injektoren.

Die Kühlung ist besonders aufwändig. Sie besteht aus zwei getrennten Kreisläufen (Hoch- und Niedertemperatur) und einer getrennten Kopf-Block-Kühlung. Abhängig von den Systemzuständen des Thermomanagements werden die Teilkreisläufe ab- und zugeschaltet beziehungsweise geregelt. Zentrales Bauteil im Hochtemperaturkreis ist ein elektrisches Kühlmittel-Verteilmodul. Insgesamt werden damit vier Betriebszustände realisiert: zwei Warmlaufphasen, der Regelbetrieb sowie der Start-Stopp-Modus. Nach Angaben von Köhne sinkt der CO2-Ausstoß des EA288 evo im Vergleich zum Vorgängermotor um bis zu zehn Prozent, während Leistung und Drehmoment um bis zu neun Prozent zulegen. Die neue Baureihe kommt zunächst bei Audi (längs eingebaut) und in Verbindung mit einer neu entwickelten Mild-Hybrideinheit auf 12-Volt-Basis zum Einsatz, später auch im VW Golf.

Daimler führte bereits im vergangenen Jahr völlig neu entwickelte Vier- und Sechszylinder-Dieselmotoren in den Markt ein. Aus dem in zwei Leistungsstufen angebotenen Zweiliter-Vierzylinder OM 654 D20 wird nun eine 1,6-l-Einstiegsvariante (OM 654 D16) abgeleitet. Sie ersetzt den betagten Kooperationsmotor (Renault) mit gleichem Hubraum. Auch bei diesem Motor hat der Kunde die Wahl zwischen zwei Leistungsklassen (90 kW/122 PS und 118 kW/160 PS). Die stärkere Version erreicht das maximale Drehmoment von 360 Nm zwischen 1600 und 2600 Umdrehungen pro Minute. Nach Angaben von Dr. Markus Kemmer, Leiter der Vierzylinder-Dieselmotorenentwicklung bei Daimler, sind das „neue Bestwerte für einstufig aufgeladene Motoren in diesem Hubraumsegment“.

Vom Dreizylinder bis zum V8

Vom kleinen Dreizylinder bis zum bulligen Achtzylinder reichte die diesjährige Bandbreite neu vorgestellter Ottomotoren. Wobei sich nicht ausschließlich Benzin im Tank befinden muss: Manche Hersteller nehmen das „Gas geben“ wörtlich und setzen auch auf Gas als alternative Antriebsenergie.

Mit dem neuen 1,5 l EA211 TGI evo stellte Volkswagen ein weiteres Aggregat seiner CNG-Offensive vor, das auf den bivalenten Betrieb mit flüssigem (Benzin) und gasförmigem Kraftstoff (Erdgas) ausgelegt ist. Wie Dr. Wolfgang Demmelbauer-Ebner, Entwicklungsleiter Ottomotoren bei Volkswagen, in Wien ausführte, erzielt der mit dem neuen Motor ausgestattete VW Golf TGI Blue Motion mit Erdgas eine Reichweite von 500 km, durch die Umschaltung auf Benzin kommen weitere 190 dazu. Seine Leistung beträgt sowohl mit Gas als auch mit Benzin 96 kW/130 PS. Das maximale Drehmoment stellt sich bei 200 Nm ein. Der Golf TGI Blue Motion beschleunigt in 9,6 s von null auf Tempo 100 und erreicht eine Höchstgeschwindigkeit von 206 km/h. Im CNG-Betrieb beschränkt sich der durchschnittliche Verbrauch bei der Ausstattung mit Siebengang-Doppelkupplungsgetriebe im NEFZ-Zyklus auf 3,4 kg/100 km, was CO2-Emissionen von 93 g/km entspricht. Die nicht mehr zeitgemäße NEFZ-Reichweite von 500 km mit Gas dürfte im realen Betrieb auf der Straße allerdings kaum zu erreichen sein.

Durch thermodynamische Wirkungsgrade, die deutlich den Wettbewerb übertreffen, zeichnen sich nach den Worten von Carlo De Marino, Global Chief Engineer GSE Family, FCA Powertrain Engineering Torino, die Drei- und Vierzylindermotoren der neuen Motorenfamilie von Fiat-Chrysler aus. Die neuen Motoren T3 (Dreizylinder, 1 l, 88 kW/120 PS) und T4 (Vierzylinder, 1,3 l, 132 kW/180 PS) sind durch umfangreiche Verbesserungen im Vergleich zu ihren Vorgängern effizienter, stärker, leiser und leichter geworden. Da die Motoren erwartungsgemäß über 2025 hinaus in Verwendung stehen werden, ist besonderes Augenmerk auf die Erfüllung der RDE-Bestimmungen (Real Driving Emissions) gelegt worden. Um die bei Direkteinspritzern besonders kritischen Partikelemissionen in allen Fahrbereichen in den Griff zu bekommen, sind die Motoren mit großvolumigen Partikelfiltern ausgerüstet.

Nicht nur im unteren Bereich, sondern auch im oberen Segment demonstrierte die Automobilindustrie beim Wiener Motorensymposium ihre Innovationskraft. So präsentierte Audi die Weiterentwicklung des neuen V6-TFSI-Motors als „nächsten Meilenstein der TFSI-Technologie“. Mit dem neuen 2.9-l-V6-TFSI-Motor mit Biturboaufladung im neuen RS 5 bringt Audi das bislang stärkste Aggregat der neuen V6-Ottomotorenfamilie in Serie. Mit 331 kW/450 PS und 600 Nm ermöglicht der Motor exzellente Fahrleistungen, betonte Jürgen Königstedt, Audi-Entwicklungsleiter V-Ottomotoren. Weitere Fahrzeugmodelle werden mit dem Motor ausgerüstet. Der Motor ist zudem für eine Erweiterung mit zwei wichtigen Bausteinen zur Realisierung einer Hybridisierung vorbereitet, dem elektrisch angetriebenen Verdichter und einem Riemenstartergenerator mit 48 V.

Uneingeschränkte Fahrleistungen der Achtzylinder-Liga bietet BMW mit seinem neuen motorischen Highlight. Der V8-Ottomotor mit 4,4 l Hubraum beeindruckt mit einer Leistung von 390 kW/530 PS und einem Drehmoment von 750 Nm – bei gleichzeitiger Erfüllung aller weltweit gültigen Emissionsvorschriften, beeilte sich Joachim Hahn, Leiter Konstruktion V-Motor bei BMW, hinzuzufügen. Um ein hinsichtlich Leistung und Rohemissionen optimales Brennverfahren zu ermöglichen, wurden die Ansaugluftführung, die vergrößerte Aufladegruppe, das Einspritzsystem mit 350 bar sowie die Zündung vollständig neuentwickelt und abgestimmt. Das Abgas wird mit einer Kombination aus Drei-Wege-Katalysatoren und Partikelfiltern nachbehandelt.

Auf die Frage, was wird die Autos im Jahre 2025 antreiben, gab es in Wien keine klare Antwort. Weil es nach Meinung fast aller Fachleute in naher und ferner Zukunft keinen Alleinvertretungsanspruch einer Technik geben wird. Kurt Blumenröder, Leiter der Aggregateentwicklung bei Volkswagen, erwartet dass im Jahr 2025 etwa 25 Prozent der Volkswagen als BEV mit einem elektrischen Batterieantrieb fahren. Dazu kommen nach seiner Prognose noch zirka sieben Prozent Plug-in-Hybride und einige Prozentpunkte für den konventionellen Hybridantrieb. Das heißt im Umkehrschluss, auch in sieben Jahren haben 75 Prozent aller Volkswagen noch einen – wenn dann auch deutlich komplexeren – Verbrennungsmotor.

https://wiener-motorensymposium.at

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Bild: Audi

„In naher und ferner Zukunft wird es keinen Alleinvertretungsanspruch einer Technik geben.“

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