Motorensymposium: Maschinenbau mit und gegen Elektrotechnik

9. Mai 2016, 10:27
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Das Wiener Motorensymposium, sozusagen der Kardiologenkongress der Automobiltechnik, hat sich vom Megaevent verbrennungstechnischer Glanzleistungen zum seismografischen Messinstrument einer Branche entwickelt, die es schon einmal leichter hatte. Was heuer geschah.

Wien – Der allmähliche Einzug der Elektrotechnik in das Automobil geht beleibe nicht ohne kontroversielle Auseinandersetzungen vonstatten. Früher eine Domäne des Maschinenbaus, mischen sich Elektrik und Elektronik immer intensiver ins Geschehen ein, und vor der Türe steht die Informationstechnologie, die das Auto bald in einer Schlüsselposition mitgestalten wird, nur keiner weiß noch so genau, wie. Es ist spannender geworden, aber auch unbequemer.

Im Kern geht es dem Titel "Motorensymposium" entsprechend immer noch um den Antrieb, der, und darin sind sich alle einig, so umweltfreundlich wie nur möglich gestaltet werden muss, und zwar in jeder Hinsicht. Es genügt längst nicht mehr, nur Kraftstoffverbrauch und Abgase zu beachten, sondern auch die Herkunft verschiedener Energieformen und die Bedingungen bei deren Herstellung zu berücksichtigen.

Verbrenner oder Elektro

Tenor in Wien: Es gebe noch immer zahlreiche Gründe, warum es in vielen Fällen vernünftiger sei, den Verbrennungsmotor weiter zu entwickeln, als in undifferenzierter Denkweise den Elektromotor als allein seligmachend zu sehen. Zum einen ist die Energiedichte fossiler Kraftstoffe derzeit noch unschlagbar hoch, zum anderen gibt es noch zahlreiche Möglichkeiten, den CO2-Ausstoß drastisch zu verringern.

Außerdem stünden noch weitere Möglichkeiten der Herstellung CO2-neutraler Kraftstoffe an, die einen Verbrennungsmotor antreiben können, wenngleich Mercedes-Benz-Konzern-Forschungsvorstand Thomas Weber die Wasserstoff-Brennstoffzelle nun doch als endgültiges Ziel aller auch nur im Entferntesten absehbaren Entwicklungen sieht. Die Energiebilanz rein elektrischer Systeme ist bei genauerem Hinsehen nämlich alles andere als rosig. Durch den global hohen Anteil an Kohlekraft bei der Stromherstellung fällt die Gesamt-CO2-Bilanz für den E-Antrieb nur in wenigen Ländern positiv aus, zumindest jetzt noch, solange keine Energiewende greift.

Generaloptimierung

Die konkreten Bemühungen zur Verbesserung des Verbrennungsmotors liegen zum einen Teil in seiner Ergänzung durch elektrische Systeme, zum anderen aber immer noch in der Verbesserung der Verbrennung selbst.

Hybrid und vor allem auch Plug-in-Hybrid – also solche, die auch an der Steckdose geladen werden können – werden als unumgänglicher Schritt in die Zukunft gesehen, vor allem um den CO2-Ausstoß großer und leistungsstarker Autos signifikant zu drücken.

48-Volt-Bordnetz

Aber auch Mild-Hybrid-Systeme sollen den Bemühungen nach mehr Umweltverträglichkeit neuen Schwung verleihen. Stichwort 48-Volt-System. Mit wesentlich weniger Aufwand lässt sich damit ebenfalls erheblich Kraftstoff sparen gegenüber einem Hochvolt-System. Außerdem lassen sich zusätzliche Funktionen auf elektrischem Wege darstellen, etwa ein elektrischer Turbolader, der den herkömmlichen Abgasturbolader bei niedrigen Drehzahlen unterstützt und damit das sogenannte Turboloch vermeidet. Dieser technische Zugang wird vor allem von Zulieferern favorisiert, etwa von Continental-Schäffler, Delphi oder der Grazer AVL List.

In Sachen Verbrennung selbst soll vor allem noch einiges von jener Energie eingefangen werden, die noch immer ungenutzt mit dem Abgas entweicht, die Schlagworte sind bekannt, aber so aktuell wie nie zuvor: Atkinson-Prozess beim Sauger (später Einlassschluss) und Miller beim Turbo (früher Einlassschluss), beider Hauptziel: Vergrößerung des Expansionsverhältnisses.

Variable Verdichtung

Ein weiterer neuer Anlauf zu einem alten Traum der Motoreningenieure zur besseren Kraftstoffnutzung wurde auch von der AVL präsentiert: Die variable Verdichtung in Form eines verstellbaren Pleuels würde eine enorme Ausweitung der Zonen höchsten Wirkungsrades im Motorkennfeld ermöglichen und damit noch eine erhebliche Verbesserung der Kraftstoffeffizienz. Allein: Das Gewicht der Pleuelstange erhöht sich nach momentanem Stand der Technik dadurch von 600 auf 900 Gramm, ein enormer Zuwachs an bewegter Masse, die in einer Sekunde bis zu 200-mal beschleunigt und auf null abgebremst wird. (Rudolf Skarics, 9.5.2016)

  • Das 48-Volt-Bordnetz wird von der Zulieferindustrie forciert, wie hier im Alfa Romeo 4C von AVL Graz mit elektrischem Turbolader.
    foto: rudolf skarics

    Das 48-Volt-Bordnetz wird von der Zulieferindustrie forciert, wie hier im Alfa Romeo 4C von AVL Graz mit elektrischem Turbolader.

  • Mildhybridisierung von Continental-Schäffler.
    foto: continental

    Mildhybridisierung von Continental-Schäffler.

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