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22.11.2017 | Tribologie | Nachricht | Onlineartikel

Reibung minimieren und Effizienz steigern

Autor:
Mathias Heerwagen

Welche Möglichkeiten und Herausforderungen gibt es für noch effizientere Motoren? Das diskutieren Experten aus Forschung und Praxis auf der 6. Tagung zur Reibungsminimierung im Antriebsstrang.

In Zeiten immer restriktiverer Gesetzgebung und noch ambitionierteren CO2-Grenzwerten kommt der Reibungsminimierung im Antriebsstrang eine besondere Bedeutung zu. Sie sei eine Grundvoraussetzung für effiziente Motoren und Getriebe, und ein wichtiger Stellhebel, um die CO2-Grenzwerte zu erreichen, sagte Dr. Hans Liebl, Herausgeber von ATZ, MTZ und ATZelektronik bei der Eröffnung der 6. ATZ-Fachtagung "Reibungsminimierung im Antriebsstrang", die vom 21. bis 22. November 2017 in Esslingen am Neckar stattfindet.

Vor rund 100 Experten aus Forschung und Entwicklung von Zulieferern und OEMs sowie Universitäten ging der Stellvertretende Vorstandsvorsitzende von Schaeffler, Professor Dr. Peter Gutzmer, in seiner Keynote auf das Gesamtsystem der Mobilität ein. Man müsse weniger von CO2-freier-, sondern vielmehr von CO2-neutraler Mobilität reden. Damit das gelingt, arbeitet Schaeffler mit Hochdruck an Komponenten, die auf Reibungsminderung ausgelegt sind. Gutzmer betont, dass sich die technologische Welt massiv verändern wird. Vor allem die Globalisierung wird eine entscheidende Rolle für die Mobilität spielen – die Märkte in Asien werden wichtiger, und auch dort werden die Flottenverbrauchsvorgaben anspruchsvoller. 

Durch eine 15-prozentige Reduzierung der CO2-Emissionen pro Kilometer bis 2025 und eine weitere Reduzierung um noch einmal 15 Prozent bis zum Jahr 2030 kommen auf die Hersteller in Europa gewaltige Herausforderungen zu. Bedingt auch durch lange Entwicklungszyklen, denen man jedoch zunehmend mit agilen Entwicklungsmethoden begegnet. 

Elektromobilität ganzheitlich betrachten

Dass Elektromobilität ganzheitlich betrachtet zumindest derzeit kein Heilsbringer ist, verdeutlicht das Beispiel, nachdem ein Tesla Model S 75D nach 200.000 Kilometern kaum weniger CO2 emittiert hat als ein Audi A7 mit 3.0-l-Dieselmotor. Betrachtet wurden nämlich nicht nur die Emissionen während der Fahrt, sondern auch die Batterieproduktion und die Stromerzeugung zum Laden des Tesla. Dennoch wird der Anteil an rein verbrennungsmotorischen Antrieben laut Gutzmer in Zukunft deutlich ab-, 48-Volt- und Hybridantriebe hingegen stark zunehmen. Den Bogen zurück zur Reibungsminimierung spannt Gutzmer mit dem Hinweis, dass zukünftig häufiger Wälzlager in Motoren eingesetzt werden, da diese effizienter seien als bislang verwendete Gleitlager. Negative Effekte wie ein anderes Geräuschverhalten der Lager bekomme man in den Griff. 

Auch Professor Dr. Kurt Kirsten, Leiter der Vorentwicklung bei APL, betrachtet in seiner Keynote die Mobilität eher ganzheitlich. Nicht nur die Nutzungsdauer, sondern auch die Produktion und Entsorgung müssten in die Emissionsbilanzen einbezogen werden. Laut Kirsten gebe es auf der Erde auch kein Energieproblem – sondern ein Energiewandlungsproblem. Die Energie, die die Sonne in einer Stunde auf die Erde bringt, würde reichen, um den gesamten Energieverbrauch der Menschheit für ein Jahr zu decken. Sinn machen also entweder reine Elektrofahrzeuge oder aber die Produktion von synthetischen Kraftstoffen aus Wasser und CO2 – idealerweise mithilfe von Solarenergie. 

Fachvorträge zur Reibungsminimierung

Vom großen Ganzen zu den speziellen Herausforderungen der Reibungsminimierung im Antriebsstrang. In 20 Fachvorträgen geht es zwei Tage lang um Entwicklungsmethoden, Produktionstechniken, Oberflächenmodifikationen und natürlich um Motorenöle. 

  • Wie sich mit einem variablen Verdichtungssystem Kraftstoffverbrauch und damit CO2-Emissionen reduzieren lassen, erklärt Dr. Siegfried Lösch von AVL in seinem Vortrag. Dr. Mirko Plettenberg von der FEV Europe GmbH geht ebenfalls auf das Thema variable Kompression ein. 
  • Wie sich Lagerschalen mittels Simulationssoftware optimieren lassen, damit bei Verwendung niedrigviskoser Öle und hoher Drehzahlen keine Lager fressen, erläutert Dr. Daniel Stehle von Mahle. 
  • Dennis Keller vom Institut für Maschinenelemente und Maschinengestaltung der RWTH Aachen University befasst sich mit der Strukturierung von Dichtungen mittels Laser und plasmapolymeren Beschichtungen. 
  • Einem wichtiger werdenden Thema widmen sich Dr. Michael Gahagan von Lubrizol und Dr. Harald Maelger von Afton Chemical. Sie zeigen auf, welche Eigenschaften Schmierstoffe für Elektrofahrzeuge haben müssen und welche Herausforderungen es bei deren Entwicklung gibt – diese unterscheiden sich nämlich zum Teil deutlich von denen herkömmlicher Getriebe. 
  • Durch den Einsatz niedrigviskoser Öle wird der Öleintrag in den Brennraum möglich, was laut Julian Schäffer von der TU München in Zukunft für erhöhte Partikelemissionen sorgen kann. An einem Forschungsmotor führt Schäffer experimentelle Untersuchungen an der Kolbengruppe durch, um weiteres Optimierungspotenzial zu identifizieren. 

Am zweiten Tagungstag dozieren hochkarätige Redner über Nutzfahrzeugmotoren, Oberflächenmodifikationen mittels Laser, Ventiltriebsreibung oder Formhonung in BMW-Ottomotoren. 

Im kommenden Jahr laden die Veranstalter erneut ein, zur dann 7. ATZ-Tagung zur Reibungsminimierung im Antriebsstrang.

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