Viele Wege zum Antrieb von morgen

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Die zunehmende Verästelung im Bereich der Triebstrangentwicklung stellt die beteiligten Ingenieure vor große Herausforderungen. Gilt es doch, immer höhere Anforderungen an Emissions- und Verbrauchsverhalten zu effizienteren und sparsameren Motoren umzusetzen und gleichzeitig die Entwicklung von Hybrid- und Elektrofahrzeugen mit der gebotenen Eile voranzutreiben. Dabei ist aktuell nur eines sicher: Die zunehmende Elektrifizierung des Antriebs und die zukünftig erforderlichen CO2-neutralen Kraftstoffe führen zu einer deutlich wachsenden Komplexität in der Entwicklung von Antrieb und Gesamtfahrzeug, die eine nochmals gesteigerte systemische Herangehensweise an Planung, Prozesse und Abläufe erfordert.

Zusätzliche Abgasnachbehandlungssysteme, Downsizing sowie alternative Antriebskonzepte sind nur einige der Ansatzpunkte, mit der die Branche den kontinuierlich verschärften Emissionsgrenzwerten begegnen will. Damit verbunden sind zahlreiche weitere Fragestellungen. Denn zusätzliche Systeme im Fahrzeug unterzubringen, benötigt unter anderem Bauraum, der in der Regel - wenn überhaupt - nur spärlich vorhanden ist. Die aktuellen und künftigen Entwicklungstrends erfordern deshalb auch ein Umdenken bezüglich des Packages von Fahrzeugen. Zu den Ideen in diesem Zusammengang zählen skalierbare Fahrzeugplattformen. Sie erleichtern die Integration verschiedener Antriebsarten unterschiedlichster Leistungsklassen und Nebenaggregate durch eine modulare, einheitliche Architektur.

Wohin die Reise genau gehen wird, steht derzeit in den Sternen. Die FEV hat sich mit dem A-Segment auseinandergesetzt, das im Jahr 2014 ein weltweites Verkaufsvolumen von 5,2 Millionen Fahrzeugen erreicht hat. In ihrem Beitrag "Antriebsstrang mit Automatikgetriebe für Stadtfahrzeuge" für die MTZ 6/2016 beschreiben Ingo Steinberg, Marc Daniel und Patrick Glusk die weltweiten Anforderungen in diesem Fahrzeugsegment mit Fokus auf dem konventionellen Antriebsstrang und stellen ein kleines, kompaktes Automatikgetriebe als Alternative zum automatisierten Handschaltgetriebe vor. Ein Automatikgetriebe, so die Autoren, trage erheblich zum Fahrkomfort auch in dieser kleinen Fahrzeugklasse bei. Und: Das weltweite Verkaufsvolumen erlaube eine wirtschaftliche Lösung speziell für dieses Fahrzeugsegment.

Mit einem anderen Aspekt der Verästelung in der Triebstrangentwicklung befassen sich Georg Schwab, Helmut Assmayr, Armin Engstle und Martin Schlecker von AVL in ihrem Beitrag "Modulare Integration von Applikationssoftware in Fremdsteuergeräte" für die MTZ 6/2016. Darin beschreiben sie am Beispiel der Integration eines 48-V-Systems in eine existierende Fahrzeugplattform, wie zusätzliche Softwarefunktionalität in ein bestehendes Tier-1-Steuergerät integriert werden kann. Um den entwicklungstechnischen Aufwand in Grenzen zu halten, kommt dabei ein generisch entwickelter Funktionsbaukasten zum Einsatz, der auch spezifische Kundenwünsche erfüllen kann.

Als vielversprechender Ansatz zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und der CO2-Emissionen von verbrennungsmotorgetriebenen Fahrzeugen gelten Downsizing und -speeding, wie es die aktuelle Antriebsstrangentwicklung widerspiegelt. Der Reduktion des Einzelzylindervolumens sind jedoch Grenzen gesetzt, da ein thermodynamisch optimales Zylindervolumen von 400 bis 500 Kubikzentimeter eingehalten werden sollte. In ihrem Beitrag "Möglichkeiten und Grenzen der Zylinderabschaltung im Antriebsstrang" für die MTZ 6/2016 setzen sich Hartmut Faust und Martin Scheidt mit der Frage auseinander, wie sich diese Grenze erweitern lässt. In diesem Zusammenhang zeigen die Autoren von Schaeffler auch, wie die durch Abschaltungen veränderten Drehschwingungen mit abgestimmten, optimierten Dämpfersystemen beherrscht werden können.