Um das Ziel einer nachhaltigen CO2-Reduzierung zu erreichen, müssen verschiedene Ansätze zur Optimierung heutiger Verbrennungsmotoren genutzt werden. Ein Ansatz ist die Verschiebung des Fahrbereichs in Lastbereiche mit besserem Wirkungsgrad durch Downsizing des Verbrennungsmotors. Der Gesetzgeber plant eine CO2-Grenze von 120 g/km für PKW. Dieser Wert wird zur Zeit nur in der Kleinwagen- und Kompaktklasse mit einer Dieselmotorisierung erreicht. Ziel der Fahrzeugentwicklung muss es sein, diesen Wert auch mit Mittelklassefahrzeugen oder größer zu erreichen. Insbesondere für Kompakt- und Mittelklassefahrzeuge hat Downsizing bei kleinen Motoren zum heutigen Stand der Technik im Bezug auf die Realisierbarkeit noch einschränkende Randbedingungen, die ein Ausschöpfen der Potenziale hinsichtlich Verbrauchs- und Emissionsminderung beeinträchtigen. Kleine Motoren < 1.0 l Hubraum haben mit Abgasturbolader prinzipbedingt eine zu große Anfahrschwäche für effizientes Downsizing in einem Kompakt- oder Mittelklassefahrzeug. Für ein effektives Downsizing von Verbrennungsmotoren bis hin zu einem Hubraum < 1.0 l wird ein Aufladeaggregat benötigt, welches schon bei niedrigen Drehzahlen ein hohes, spontan zur Verfügung stehendes Drehmoment ermöglicht. Dieser Beitrag beschreibt das Downsizingpotenzial durch Hochaufladung mittels eines von der Meta GmbH entwickelten Hubkolbenverdichters. Der Meta-Lader liefert einen hohen Ladedruck und Luftmassenstrom schon bei niedrigen Motordrehzahlen und hat eine sehr steife Fördercharakteristik, d.h., der Luftmassenstrom wird kaum durch den Ladedruck beeinflusst. Dies ermöglicht ein nahezu konstantes transientes Motordrehmoment über der gesamten Drehzahlspanne. Diese Eigenschaften ermöglichen den Einsatz kleiner Motoren mit Hubräumen < 1.0 l in Fahrzeugen bis zur Mittelklasse ohne die turbotypische Anfahrschwäche, mit dem Ziel eine deutliche CO2- Reduzierung auf unter 120 g/km im NEDC zu erreichen.
Hochaufladung durch Meta-Lader: Neue Möglichkeiten zur Erfüllung zukünftiger CO2-Grenzwerte
2009
10 Seiten, 12 Bilder, 5 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
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