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28.01.2015 | Motorentechnik | Im Fokus | Onlineartikel

Wie man die Effizienz beim Verbrennungsmotor steigert

Autor:
Christiane Brünglinghaus
2:30 Min. Lesedauer

Wie sehen die weiteren technischen Schritte auf dem Weg zur CO2-Reduzierung aus? Zwei Beispiele zeigen aktuelle und künftige Entwicklungen. Der Fokus liegt dabei auf dem rein verbrennungsmotorischen Antrieb.

Die Entscheider der Autobranche werden sich einer Branchenumfrage zufolge auch in den kommenden Jahren auf die Optimierung herkömmlicher Verbrennungsmotoren konzentrieren. Die beherrschenden Themen bis 2020 bleiben nach Ansicht der Fachleute das Wachstum in den Schwellenländern und die Optimierung des Verbrennungsmotors, teilt die Wirtschaftsprüfungsgesellschaft KPMG mit. Diese Prognose beruht auf einer KPMG-Umfrage unter 200 Führungskräften von Herstellern, Zulieferern, Händlern, Finanz- und Mobilitätsdienstleistern.

Ganz oben auf der Agenda der kommenden zehn Jahre steht für 56 Prozent der Branchenexperten das Wachstum in den Schwellenländern. Große Bedeutung misst jeweils die Hälfte der Befragten auch der Optimierung des Verbrennungsmotors sowie einer zunehmenden Verwendung von Plattformen und Standardmodulen bei. Strategische Innovationen wie Mobilitätsdienstleistungen, vernetzte und selbstfahrende Fahrzeuge würden dagegen nach Ansicht der wenigsten bis 2025 eine wichtige Rolle für die Geschäftsstrategie spielen.

Optimierung des Verbrennungsmotors

Der Verbrennungsmotor bleibt also ein Top-Thema der Autobranche. Die Verringerung von Kraftstoffverbrauch und Emissionen steht dabei seit Jahren im Fokus der Entwicklung von Pkw und Nutzfahrzeugen. Verschiedenste Maßnahmen - wie Abgasrückführung, Turbolader mit variabler Turbinengeometrie, elektronische Einspritzsysteme - wurden in den vergangenen Jahren entwickelt, um immer weitreichenderen Anforderungen und Abgasnormen zu genügen, erläutern Ingenieure von Volvo im Artikel "Thermomanagement der Motoren von Volvo für schwere Nfz" (Seite 17) aus der MTZ 2-2015. Diese Technologien kommen heute in der Breite bei allen Herstellern von Pkw und Nutzfahrzeugen zum Einsatz. Sie ermöglichen teilweise deutliche Einsparungspotenziale bei gleichfalls reduzierten Emissionen. Allerdings: Sie sind aufgrund der erhöhten Komplexität und weitreichender Modifizierungen oft teuer in der Implementierung.

Noch Potenzial: Thermomanagement des Motors

Das Thermomanagement des Verbrennungsmotors ist hingegen eine im Hinblick auf Kosten, Gewicht und Komplexität vergleichsweise einfache Maßnahme. Experten gehen davon aus, dass im Thermomanagement des Motors beziehungsweise des Gesamtantriebs noch beachtliche Potenziale liegen. So zeigt Volvo am Beispiel einer Heavy-Duty-Motorenplattform für schwere Nutzfahrzeuge, welche Maßnahmen dabei heute schon wirtschaftlich sinnvoll und technisch umsetzbar sind. Der schwedische Hersteller gibt an, CO2-Einsparungen von bis zu 2 Prozent im Vergleich zur Vorgänger-Motorgeneration realisieren zu können. Die Maßnahmen dafür waren aktive Regelung der Fluidströme, der Kolbenkühlung und der Öltemperatur.

Konzept der Abgaskondensat-Einspritzung

Weiter in die Zukunft geht der Vorschlag der FEV. Das Unternehmen hat daher, aufsetzend auf der Technologie der Abgaswärmenutzung, das Konzept der Abgaskondensat-Einspritzung entwickelt, um den Wirkungsgrad von Ottomotoren durch Reduktion der Klopfneigung weiter zu steigern. Die Flüssigkeit für die Wassereinspritzung wird dabei in einem geschlossenen Kreislauf aus dem Abgas entnommen. Sie muss also nicht mitgeführt und aufwendig gespeichert werden. Die nachgewiesene Kraftstoffverbrauchsreduktion beträgt 3,5 Prozent im Bereich des minimalen spezifischen Kraftstoffverbrauchs, wie die FEV-Ingenieure im Artikel "Wassereinspritzung für ottomotorische Brennverfahren" aus der MTZ 2-2015 erläutern.

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