Der elektrifizierte Verbrennungsmotor

Auszug

Der Hybridantrieb ist die Weiterentwicklung des klassischen Verbrennungsmotors - nicht seine Konkurrenz. Zur Erfüllung zukünftiger Verbrauchs- wie auch Abgasgesetzgebungen ist die Elektrifizierung des Antriebsstranges von Pkws unverzichtbar. Obgleich alle Marktstudien einen steigenden Anteil von rein elektrischen Antrieben prognostizieren, zeigen sie gleichzeitig, dass selbst im Jahre 2030 der dominante Anteil der Fahrzeuge noch einen Verbrennungsmotor an Bord haben wird. Dessen Weiterentwicklung im Umfeld der Elektrifizierung erscheint somit sowohl aus ökonomischer als auch aus ökologischer Sicht sinnvoll. Mit der Elektrifizierung werden sich jedoch auch die Betriebsbereiche des Verbrennungsmotors sowie die daraus resultierenden Anforderungen verändern. Ein heutiger Verbrennungsmotor muss ein Allrounder sein. Er muss günstige Verbräuche in allen Betriebsbereichen, ein frühes und hohes Drehmoment (Low-End Torque, LET) und eine hohe Nennleistung aufweisen. Die führt beispielsweise zu gegenläufigen Anforderungen hinsichtlich Steuerzeiten und Verdichtungsverhältnis. Die gewählte Ausführung stellt also einen Kompromiss dar, will man den Motor nicht durch zusätzliche Systeme verteuern. Bei Hybriden verlieren niedrigste Lasten und LET an Bedeutung, da hier der drehmomentstarke Elektromotor unterstützt oder komplett übernimmt. Andererseits nimmt die Bedeutung eines möglichst hohen Wirkungsgrads in einem möglichst breiten mittleren Drehzahl- und Lastenbereich zu. Ebenso ist ein flächendeckender Lambda-1-Betrieb bis in die Volllast unabdingbar. Nach der Einführung des Miller-Zyklus der ersten Generation stehen weitere Evolutionsstufen dieses Brennverfahrens vor der Einführung. Darüber hinaus wird an der Entwicklung von Abgasrückführungs-Systemen (HP-AGR, LP-AGR), Zündsystemen bis hin zu Vorkammerzündkerzen, Hochdruckeinspritzsystemen mit Drücken bis zu 1000 bar sowie der Wassereinspritzung gearbeitet. Hier gibt es noch beträchtliches Potenzial zur weiteren Verbrauchseinsparung. Dank dieser Maßnahmen lassen sich mit hybridoptimierten Verbrennungsmotoren CO₂-Reduzierungen im zweistelligen Prozentbereich erzielen. Die hybridisierten Antriebe werden sich so von Nischenanwendungen zum Mainstream entwickeln. …