Continental treibt Benzindirekteinspritzung und “Elektrifizierung nach Maß” voran

- Der Ver­bren­nungsmo­tor wird für die näch­sten 15 bis 20 Jahre weit­er­hin eine dom­i­nante Rolle im Pow­er­train Mix spie­len:

Ins­beson­dere der Otto­mo­tor bietet noch hohes Einspar­poten­zial
- Con­ti­nen­tal unter­stützt mit seinen Plat­tform­lö­sun­gen alle denkbaren OEM-Strate­gien für “Clean Pow­er” Antrieb­sstränge
- Elek­tri­fizierung muss wirtschaftlich sein: Vielfältige For­men der Hybri­disierung erschließen Poten­tiale zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit und des Kun­den­nutzens

Wie kann man saubere indi­vidu­elle Mobil­ität zu mark­t­fähi­gen Preisen ermöglichen? Mit welchen tech­nis­chen Maß­nah­men am Motor und im Antrieb­sstrang kön­nen die kom­menden Emis­sions- und CO2-Geset­zge­bun­gen für Pkw erfüllt wer­den? Con­ti­nen­tal, der inter­na­tionale Auto­mo­bilzulief­er­er, hat anlässlich des 34. Inter­na­tionalen Wiener Motoren­sym­po­siums einen Aus­blick bis 2020 auf Lösun­gen gegeben, die unter dem Leit­be­griff “Clean Pow­er” zukün­ftige Fahrzeuge effizient, umwelt­fre­undlich und leis­tungs­fähig machen sollen.

“Die aktuelle Sit­u­a­tion bedeutet eine riesige Her­aus­forderung, da die genauen geset­zlichen Rah­menbe­din­gun­gen über das Jahr 2017 hin­aus noch gar nicht abse­hbar sind”, sagte José Avi­la, Leit­er der Pow­er­train Divi­sion und Mit­glied des Vor­stands bei Con­ti­nen­tal.

“Gle­ichzeit­ig gibt es viele Ansätze, um den Antrieb­sstrang weit­er zu opti­mieren, so dass wir es auf abse­hbare Zeit mit einem vielfälti­gen Tech­nolo­gie-Mix zu tun haben wer­den.” Ger­ade der Otto­mo­tor gewin­nt in dieser Kon­stel­la­tion an Bedeu­tung, weil er ins­beson­dere durch Down­siz­ing und Tur­boau­fladung noch ein hohes Einspar­po­ten­tial bietet. “Elek­tri­fizierung wird die zweite Haup­trol­le auf dem Weg zu “Clean Pow­er” spie­len. Voraus­set­zung sind hier allerd­ings attrak­tive Preise und end­kun­den­gerechte Lösun­gen”, so Avi­la. Dieser Tech­nolo­giep­fad trägt eben­falls zur stark zunehmenden Vielfalt der Antrieb­sstran­gar­chitek­turen bei. “Für uns als Sys­temzulief­er­er stellt sich damit die Auf­gabe, möglichst alle motorischen Opti­mierungskonzepte mit inno­v­a­tiv­en Pro­duk­ten und Lösun­gen zu unter­stützen.” Tech­nisch geschieht das bei Con­ti­nen­tal mit dem Plat­tfor­mansatz EMS 3 für den gesamten Antrieb­sstrang, der Kom­po­nen­ten sowie Algo­rith­men für alle unter­schiedlichen Antrieb­sstrangkonzepte verbindet.

Vorteile des Ben­z­in­mo­tors auss­chöpfen Vor allem im Otto­mo­tor mit Direk­tein­spritzung (DI) sieht Con­ti­nen­tal noch großes Poten­tial und entwick­elt deshalb Kom­po­nen­ten und Motors­teuerkonzepte für diese Kon­fig­u­ra­tion weit­er. Eine zunehmende Her­aus­forderung ist dabei das Span­nungs­feld zwis­chen CO2-Ausstoß und Par­tike­lan­zahl. “Ins­beson­dere die neueste Gen­er­a­tion der Injek­toren ermöglicht es den Motore­nen­twick­lern, die Par­tikel­bil­dung deut­lich zu reduzieren. Fol­glich ist es wichtig, den Injek­tor auf die Ver­bren­nung abzus­tim­men”, so Wolf­gang Breuer, Leit­er der Busi­ness Unit Engine Sys­tems, Divi­sion Pow­er­train bei Con­ti­nen­tal. “Eine wichtige Option wird der Schritt zu höheren Ein­spritz­drück­en sein.” Im Hin­blick auf die kom­mende Norm Euro 6c ab Sep­tem­ber 2017 wird es wohl mehr DI Otto­mo­toren mit einem Ein­spritz­druck in der Spanne zwis­chen 200 und 400 bar mit Injek­toren in seitlich­er und zen­traler Lage geben. “Bei allen Vorteilen ist aber auch das nur ein­er von mehreren Tech­nolo­giep­faden”, prog­nos­tiziert Breuer. Ab diesem Zeit­punkt machen auch neue Emis­sion­szyklen, wie der WLTC (World Har­mo­nized Light Duty Dri­ving Test Cycle) und der RTE (Real Dri­ving Emis­sions), die Ausle­gung von Injek­toren und Motors­teuerkonzepten anspruchsvoller, denn sie brin­gen dynamis­chere Zyklen mit mehr tran­sien­ten Vorgän­gen und höheren Las­ten mit. Um unter diesen Vor­gaben das Poten­zial des Otto­mo­tors auszuschöpfen und gle­ichzeit­ig die Emis­sions­bes­tim­mungen zu erfüllen, bietet eine gekühlte Nieder­druck-Abgas­rück­führung Poten­zial, eventuell in Kom­bi­na­tion mit einem Saugrohrmod­ul samt Drosselk­lappe. Vari­able Ven­til­triebe wer­den helfen, die Schw­er­punk­t­lage der Ver­bren­nung so einzustellen, dass der spez­i­fis­che Kraft­stof­fver­brauch pos­i­tiv bee­in­flusst wird.

Weit­ere Fortschritte bietet die neueste Gen­er­a­tion Tur­bo­lad­er von Con­ti­nen­tal, bei der das aus­geze­ich­nete dynamis­che Ver­hal­ten nochmals verbessert wird, was zur Steigerung des Fahrspaßes beiträgt und gle­ichzeit­ig hil­ft, den Otto­mo­tor sparsamer zu machen.

Gle­ichzeit­ig stellen inno­v­a­tive Sen­soren wie zum Beispiel Zylin­der­druck­sen­soren, Hochtem­per­atursen­soren für den Abgasstrang oder zum Schutz des Tur­bo­laders, sowie inno­v­a­tive NOx-und Ruß­par­tikelsen­soren sich­er, dass das Motors­teuerungssys­tem die notwendi­gen Infor­ma­tio­nen bekommt, um die Kon­troll­strate­gie mit der notwendi­gen Präzi­sion umzuset­zen.

“Unsere Sen­soren, kom­biniert mit unserem umfan­gre­ichen Port­fo­lio an robusten Aktu­a­toren, welch­es von elek­tro­n­is­chen Drosselk­lap­pen

über Com­pres­sor Bypass Ven­tile, Waste­gate Aktu­a­toren bis hin zu Lösun­gen für Hoch- und Nieder­druck AGR reicht, leis­ten einen wichti­gen Beitrag um opti­male Ver­bren­nung und niedrige Emis­sio­nen zu ermöglichen”, sagt Klaus Hau, Leit­er der Busi­ness Unit Sen­sors & Actu­a­tors, Divi­sion Pow­er­train bei Con­ti­nen­tal.

Elek­tro­mo­bil­ität muss wirtschaftlich­er wer­den: “Elek­tri­fizierung nach Maß”

Heute läuft der Ver­bren­nungsmo­tor vielfach auch in Betrieb­ssi­t­u­a­tio­nen, in denen er für den Vor­trieb des Fahrzeugs nicht zwin­gend erforder­lich ist. Kon­se­quente Opti­mierung würde bedeuten, ihn in solchen Phasen abzuschal­ten. Elek­tri­fizierung wird genau dazu einen wesentlichen Beitrag leis­ten kön­nen. Bei der Hybri­disierung geht Con­ti­nen­tal prag­ma­tisch vor, so Xavier Pujol, Leit­er der Busi­ness Unit Hybrid Elec­tric Vehi­cle, Divi­sion Pow­er­train. “Unser Ansatz beruht darauf, zunächst das 12-V-Bor­d­netz opti­mal auszuschöpfen. Bei höherem Leis­tungs­be­darf kann 48 Volt als zweite Span­nungslage hinzuge­fügt wer­den. Mit dem Con­ti­nen­tal 48 Volt Sys­tem, welch­es einen wirtschaftlich dimen­sion­ierten Li-Ion-Akku mit beispiel­sweise 10 Ah ein­schließt, lassen sich viele Mild Hybrid Funk­tio­nen darstellen, aber ohne Hoch­volt­tech­nik und zu mark­t­gerecht­en Kosten. Eine solche ‘Elek­tri­fizierung nach Maß’ erlaubt es den Auto­mo­bil­her­stellern schrit­tweise vorzuge­hen.”

Anders als bei den kosten­in­ten­siv­en Voll-Hybri­den muss beim 48 Volt Sys­tem nicht in die Motor- und Getriebekon­fig­u­ra­tion einge­grif­f­en wer­den, so dass diese Tech­nolo­gie auch für kleinere Fahrzeug­mod­elle kosten­ef­fizient darstell­bar ist. “Durch die wirkungsvollere 48-V-Reku­per­a­tion und intel­li­gente Fahrstrate­gien lassen sich erhe­bliche Einsparun­gen im prak­tis­chen Fahrbe­trieb erre­ichen”, fasst Pujol die Vorteile für den Fahrer zusam­men. Zu diesen Fahrstrate­gien gehören “Sail­ing” und “Coast­ing”: Beim Sail­ing genügt die elek­trische Antrieb­skraft des 48 Volt Sys­tems, um das Fahrzeug auf gle­ich bleiben­der Geschwindigkeit zu hal­ten, während der Wagen beim Coast­ing antrieb­s­los rollt bzw. seine kinetis­che Energie intel­li­gent genutzt wird, um beispiel­sweise vor ein­er Hal­testelle in der Aus­roll­phase zu reku­perieren.

Dank der Auss­chöp­fung solch­er Poten­ziale geht Con­ti­nen­tal davon aus, dass sich ger­ade das 48 Volt Sys­tem in Verbindung mit einem opti­mierten DI Otto­mo­tor als vorteil­hafte Kon­fig­u­ra­tion erweisen wird.

Durch gle­ichzeit­ige Weit­er­en­twick­lung bei­der Stand­beine von “Clean Pow­er” — Ver­bren­ner und Elek­tri­fizierung — unter­stützt Con­ti­nen­tal die kom­plette Palette an Opti­mierungskonzepten auf dem Weg zu ein­er sauberen indi­vidu­ellen Mobil­ität im Jahr 2020 und darüber hin­aus.