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05/10/2012

Eins, zwei, drei – Turbo

Wiener Motorensymposium: Was Antriebs-Entwickler planen, um trotz CO2-Minderung Fahrleistungen und Kosten attraktiv zu halten.

von Maria Brandl

Der Verbrennungsmotor wird auch in überschaubarer Zukunft die zentrale Rolle beim Antrieb von Sportwagen behalten", so Porsche-Entwicklungsvorstand Wolfgang Hatz auf dem Wiener Motorensymposium von Prof. Lenz. Das gilt jedoch nicht nur für Sportwagen.

Aus mehreren Gründen: Dem Verbrennungsmotor wird noch hohes Potenzial bei der Minderung von Abgasen und Verbrauch zugestanden, vor allem dank steigender elektrischer und elektronischer Unterstützung, neuer Materialien sowie immer umfassenderer Simulationsmöglichkeiten. Dem E-Antrieb hingegen wird zwar langfristig das größte Potenzial vorhergesagt, aber mittelfristig werde er nur kleine Marktsegmente besetzen.

Gewürzmischung

Die Zutaten, die sowohl Benziner wie Diesel sparsamer machen sollen, sehen die Motorenentwickler bei Direkteinspritzung, Hubraumverkleinerung (Downsizing), meist kombiniert mit Aufladung, BMW etwa sprach auf dem Motorensymposium bereits von drei Turbos, Drehzahlminderung (Downrating), Start-Stopp, Segeln sowie Minderung von Reibungsverlusten.Fast alle Hersteller bieten Motoren mit mehr Leistung bei weniger Zylindern und weniger Verbrauch. Dreizylinder sind inzwischen selbst für BMW ein Thema, nur Mercedes ziert sich noch. Massenhersteller wie Toyota oder Nissan stellten in Wien dagegen eine weitere Optimierung ihrer kompakten Benzinmotoren vor.

Mehrgängig

Dazu kommen entsprechende Maßnahmen bei den Getrieben: Mehr Gänge und höhere Getriebespreizung schon bei Handschaltgetrieben, immer öfter in Kombination mit Start-Stopp- und diversen Hybridsystemen. Inzwischen gibt es neben 8-Gang-Automaten auch 7-Gang-Doppelkupplungs- getriebe oder – von ZF als Weltneuheit angekündigt – 7-Gang-Schaltgetriebe (Start im Porsche 911).

Wie bei den Motoren, wo Diesel vor allem in Europa beliebt sind und Benziner die anderen Märkte dominieren, gibt es auch bei Getrieben regionale Vorlieben, wie Jürgen Geißinger, Vorstandsvorsitzender der Schäffler AG, berichtete: In Europa und China boomen Doppelkupplungsgetriebe, derzeit die sparsamste Getriebevariante (siehe Seite 5) . Im Luxussegment und in Nordamerika dominieren weiterhin die Wandlerautomaten. In Japan dagegen sind stufenlose Automatikgetriebe (CVT) sehr gefragt.

Während Dieselmotoren in den vergangenen Jahren die größten Fortschritte bei der Abgasminderung verzeichneten, ist es bei den Benzinern die Verbrauchsreduktion. Hier ist Downsizing via Reduktion der Zylinderzahl und/oder der Hubraumgröße kombiniert mit Aufladung der große Trend. Daneben setzen viele, so auch Mercedes, auf "Downrating". Heute bewege man sich nur mehr knapp über der Leerlaufdrehzahl, so Joachim Schommers in Wien.

Luxusmenü

Bernd Mahr von Mahle sieht in Zukunft bei Benzinern verstärkt zweistufige Aufladung wie sie etwa BMW anbietet, dazu geschichtete, magere Verbrennung, die allein im Normzyklus den Spritverbrauch um bis zu 10 % senke und bei Mercedes in den nächsten Jahren trotz der aufwendigeren Technik sogar für die neuen Vierzylinder geplant ist, noch stärker variable Ventiltriebe (spart 5 bis 8 % Sprit) sowie variable Verdichtungsverhältnisse (bringen bis zu minus 15 %), was aber noch als Zukunftsmusik gilt. Dazu kommen Selbstzündung (minus 10 % Verbrauch) sowie eine weitere Reibungsreduktion (minus 4 % Verbrauch).

Anders sieht es bei den variablen Ventiltrieben aus, die in ihren verschiedenen Ausprägungen inzwischen bei vielen Herstellern Standard sind. Peter Langen, BMW, erntete jedoch heftigen Widerspruch, indem er die variable Ventilsteuerung als effizienter als die Zylinderabschaltung pries. Letztere ist längst nicht mehr Sechs- und Achtzylindern vorbehalten, VW setzt sie auch für Vierzylinder ein.

Es gibt jedoch auch einen konträren Ansatz: Jörg Roß von der IAV Chemnitz stellte auf dem Motorensymposium die "Zylinderzuschaltung" für den Benziner vor: Ein Zweizylinder wird bei Bedarf ein Vierzylinder. Damit sei ein deutlich niedrigerer Verbrauch im Realverkehr zu erreichen als bei aktuellen Zweizylinder-Turbomotoren.

Kosten

Obwohl Downsizing samt Begleitmaßnahmen Spriteinsparungen von 15 bis 20 % bei Benzinern ermöglicht – gratis ist das nicht: So muss laut Mahr von Mahle das Zündsystem an die geänderten Bedingungen angepasst werden, ebenso das Brennverfahren, denn Downsizing-Motoren haben ein deutlich höheres Klopf- und Glühzündungsrisiko. Das Material für Zylinderköpfe, Kolben, Pleuel muss viel hitzebeständiger und fester sein, was auch den Preis erhöht. Schließlich verschlechtert sich mit der Reduktion der Zylinderanzahl auch das Geräusch- und Vibrationsverhalten der Motoren, was entsprechenden Mehraufwand bedeutet, will man die Kunden nicht verschrecken. Zudem verschlechtern sich die thermischen Wirkungsgrade (erschwert z. B. die Arbeit der Abgassysteme) durch kleinere Zylinder.

Jugend über künftige Mobilität

Der europäische Autoherstellerverband ACEA lädt zur neuen Gesprächsrunde zwischen jungen Studenten oder Hochschulabgängern und den Chefs der größten europäischen Autohersteller sowie EU-Top-Politikern.

Nach dem großen Erfolg im Vorjahr sind junge Leute wieder eingeladen, ein Video mit Fragen an ACEA zu schicken: www.futuremobilitynow.com/roundtable-competition/. Stichwort ist "Ask a CEO!". Bisherige Ergebnisse sind unter www.futuremobilitynow.com nachzulesen.

Es geht um Mobilität generell und Auto allgemein. Die Jugendlichen mit den interessantesten Fragen werden wieder nach Brüssel zu Workshops und Gesprächsrunden eingeladen. 2011 war kein Österreicher dabei, das soll sich heuer ändern, so ACEA.

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