VOWA Innsbruck und das MCI kooperieren im gemeinsamen Bemühen um eine Verbesserung der Energieeffizienz und des Emissionsverhaltens von Verbrennungsmotoren. © MCI – Management Center Innsbruck
Das Thema „Schadstoffe und Motoren“ spaltet die Geister. Während die einen möglichst keine Leistung opfern wollen, setzen die anderen auf schadstoffarme Antriebe ...
... zur nachhaltigen Verbesserung der Luftqualität. Hilfestellung dabei bietet eine effiziente Emissionsmessung.
Die Herausforderungen der Reduktion von CO2-Emissionen für den Verbrennungsmotor und damit auch für die individuelle Mobilität sind heute hochkomplex. „Vorgaben zur Reduktion der Treibhausgasemissionen bedeuten natürlich Rückenwind für alternative Antriebe wie E-Motoren und Brennstoffzellentechnologie“, betont Oliver Schmerold, Verbandsdirektor des ÖAMTC. Dennoch müsse klar sein, dass individuelle Mobilität „auf absehbare Zeit nicht“ vollkommen ohne den Verbrennungsmotor auskommen werde. „Denn neben technischen Fragen, die zu lösen sind, gilt es auch, die Leistbarkeit der Mobilität im Blick zu behalten“, betonte der ÖAMTC-Manager im Rahmen des ÖAMTC-Expertenforums im November 2016. Eine zentrale Aufgabe der Hersteller müsse daher weiterhin die Optimierung und Weiterentwicklung der konventionellen Antriebe sein.
Die Einführung neuer Fahrzyklen als Bemessungsgrundlage für den Kraftstoffverbrauch (und damit den CO2-Ausstoß) sei zu begrüßen. Der „Worldwide harmonized Light vehicles Test Cycle“ werde künftig wesentlich realitätsnähere Ergebnisse bringen. Erste Erfahrungen würden aber auch zeigen, dass der im Typenschein angegebene Verbrauch damit um rund 20 Prozent steigen werde. „Das darf keinesfalls zu Steuererhöhungen über die Hintertür führen – weder bei der Normverbrauchsabgabe noch bei der Privatnutzung von Firmenautos“, unterstreicht Schmerold.
Maßnahmenmix
Nicht das vollständige Aus für den Verbrennungsmotor, sondern nur ein Mix an verschiedenen Maßnahmen kann nachhaltig zu einer Reduktion der CO2-Emissionen führen, zeigen sich Experten überzeugt. „Die ideale Antriebsart gibt es nicht, die Kombination mehrere Methoden ist der vielversprechendste Weg.“ So beziffert etwa Christian Stach von der Robert Bosch GmbH das Einsparungspotenzial beim Dieselmotor mit 20 bis 25 Prozent. Er gibt zu bedenken, dass sich die Umweltvorteile alternativer Antriebe durch den Energiemix relativieren würden, weswegen gleichzeitig auch der Ausbau regenerativer Energie zu forcieren sei, um tatsächlich CO2-Emissionen einzusparen.
Gerfried Jungmeier von Joanneum Research ergänzt, dass eine Bewertung von Umweltauswirkungen von Technologien, Produkten und Dienstleistungen nur auf Basis von Lebenszyklusanalysen möglich sei. Dabei müsse bedacht werden, dass Produkte nicht nur in der Nutzung, sondern auch in der Herstellung und Entsorgung Ressourcen benötigen und Emissionen erzeugen würden. Schlüsselfaktoren zur CO2-Reduktion seien daher der Ausbau erneuerbarer Energien und die Steigerung der Energieeffizienz.
Thomas Bruckmüller vom Institut für Fahrzeugantriebe und Automobiltechnik der TU Wien meint indes, dass eine Verringerung des Flottenverbrauchs notwendig sei, was aber nur mittels Einsatz von regenerativen Energien gelingen könne. Wichtigste Maßnahmen zur Erreichung der gesetzten CO2-Ziele seien die Optimierung des Verbrennungsmotors sowie die Elektrifizierung und Weiterentwicklung alternativer Antriebe und Kraftstoffe.
Weichensteller
Daran wird seitens der Forschung, oft in Kooperation mit der Wirtschaft, hochengagiert gearbeitet. So legt beispielsweise VOWA Innsbruck, ein Unternehmen der Porsche Inter Auto Gruppe, besonderes Augenmerk auf zukunftsweisende Technologien zur Realisierung von schadstoffarmen und effizienten Fahrzeugantrieben. Der Forschungsbereich „Erneuerbare Energien“ des MCI wiederum befasst sich mit innovativen Technologien, um die Weichen zu einer nachhaltigen Energieversorgung für die Zukunft zu stellen. Ein Schwerpunkt dieses Themenfeldes ist die Motorentechnik, wo es insbesondere um Emissionen, Energieeffizienz sowie Optimierung und Weiterentwicklung von Motoren geht.
Im Mittelpunkt einer kürzlich abgeschlossenen Kooperationsvereinbarung zwischen VOWA Innsbruck und MCI steht daher das gemeinsame Bemühen um Verbesserung der Energieeffizienz und des Emissionsverhaltens von Verbrennungsmotoren. Das Autohaus VOWA stellt der Forschungsgruppe rund um Lukas Möltner, MCI-Fachbereichsleiter für Verfahrenstechnik, dabei ein mit spezieller Messtechnik ausgestattetes Versuchsfahrzeug zur Verfügung. Begleitet von Versuchsfahrten im Großraum Innsbruck soll das Verhalten von Fahrzeugkatalysatoren und anderen Komponenten der Abgasreinigung untersucht werden. Ziel des Kooperationsprojektes sei es, Möglichkeiten und Strategien auszuarbeiten, mittels derer der durch den Straßenverkehr verursachte Schadstoffausstoß effektiv reduziert und somit die Luftqualität verbessert werden könne, wie Möltner betont. Besonderes Augenmerk liege dabei auf dem raschen Erreichen und der Aufrechterhaltung der notwendigen Betriebstemperatur von Katalysatoren im realen Fahrbetrieb, zumal dies einen maßgeblichen Einfluss auf die Verringerung der Emissionen ausübe.
Energiemanagement
„Innovatives Energiemanagement und schadstoffarme Fahrzeugantriebe weisen den Weg in die Zukunft. Wir wollen mit diesem Projekt einen nachhaltigen Beitrag zur Weiterentwicklung in der Fahrzeugtechnik leisten“, unterstreicht VOWA-Innsbruck-Geschäftsführer Erwin Cassar. Möltner ergänzt, dass neben den wissenschaftlichen Aspekten diese Zusammenarbeit auch den Studierenden zugutekommt. „Unsere Studierenden können im Sinne einer praxisnahen und anwendungsorientierten Ausbildung direkt an diesem Forschungsprojekt mitarbeiten. Eine einzigartige Möglichkeit.“ Der technische Kunststoff Polybutylenterephthalat (PBT) ist indes wegen seiner elektrischen Eigenschaften, Dimensionsstabilität, Chemikalienresistenz und hohen Dauertemperaturbeständigkeit zunehmend als Werkstoff für Sensoren, Steckverbinder und Gehäuse von Aktuatoren und Steuergeräten gefragt, getrieben durch wachsenden Einsatz von Elektronik im Automobil. Der Geschäftsbereich High Performance Materials von LANXESS hat deshalb eine breit gefächerte Palette an hydrolysestabilisierten PBT-Typen vor allem für sicherheitsrelevante Bauteile aufgebaut, die in heiß-feuchtem Klima – wie etwa unter der Motorhaube – nicht versagen dürfen. Eine Produktneuheit ist zum Beispiel Pocan BF 4232 HR. Es weise neben einer exzellenten Hydrolysestabilität eine hervorragende Flammwidrigkeit auf, verspricht der Hersteller.
Auch VanDyne SuperTurbo und Allison Transmission bemühen sich um eine Senkung des Schadstoffausstoßes von Fahrzeugen und sind deshalb eine Kooperation eingegangen, um gemeinsam ein Demonstrator-Fahrzeug zu entwickeln, welches zeigen soll, wie bestehende Produkte in Verbindung mit einem intelligent gesteuerten Fahrzeug die Kohlendioxid-Emissionen reduzieren und die Kraftstoffeffizienz verbessern können, ohne dabei Einbußen an der Leistung hinnehmen zu müssen.
Volllast
Mit einem innovativen Design kombiniere das vollautomatische „TC10“ den patentierten Drehmomentwandler von Allison mit einem einzigartigen Gangschaltungssystem mit Doppel-Vorlegewelle. Diese Kombination biete sowohl Volllastschaltung als auch Kraftstoffeinsparung bei Streckenfahrten für bessere Leistung und Wirtschaftlichkeit. Das Getriebe sei ideal für Zugmaschinen und eigne sich hervorragend für Vertriebsanwendungen, bei denen der Einsatzzyklus der Sattelzugmaschine zwischen Stadt- und Autobahnbedingungen aufgeteilt ist.
Der verwendete „SuperTurbo“ nutze ein stufenloses Automatikgetriebe, verbunden mit einem Hochgeschwindigkeits-Fahrzeugantrieb, um die Turbolader-Geschwindigkeit zu kontrollieren und eine bidirektionale Drehmomentübertragung zu ermöglichen. Die Schlüsselkomponente in der Kombination mit dem TC10 sei die Fähigkeit des SuperTurbos, Ladedruck auf Abruf bereitzustellen, wodurch beim Getriebe ein effizientes Umschalten möglich sei, während gleichzeitig günstige Luft-Kraftstoff-Verhältnisse und hohe Leistungsniveaus beibehalten würden. Der SuperTurbo funktioniere als ein Turbolader durch Transienten und setze eine Kombination aus Turbinen- und Motorleistung ein, um ein schnelleres Drehmoment des Motors zu bieten und die Notwendigkeit zu minimieren, den Motor mit höheren Drehzahlen pro Minute laufen zu lassen. (TM)
www.mci.edu
www.vandynesuperturbo.com
www.allisontransmission.com
www.oeamtc.at
www.lanxess.at