Der mechanische Wirkungsgrad von Verbrennungsmotoren konnte kontinuierlich über die letzten Jahrzehnte durch Reibungsminimierungsmaßnahmen am Triebwerk signifikant gesteigert werden. Es zeigt sich jedoch eine zunehmend asymptotische Annäherung an ein minimales Reibungsniveau in Folge des erreichten hohen Optimierungszustandes auf Komponenten- und Systemebene. Mit Hinblick auf zukünftige Fahrzyklen und den damit einhergehenden Drehzahl- und Lastanforderungen dürfte sich auch diesbezüglich der Einfluss von Reibungsoptimierungsmaßnahmen verringern. Dennoch werden sie nicht zuletzt wegen ihrer Kosteneffizienz fester Bestandteil weiterer Strategien zur Steigerung des mechanischen Wirkungsgrades sein. Eine weitere Maßnahme zur signifikanten Steigerung des Wirkungsgrades von Verbrennungsmotoren wäre ihre Nutzung im Bereich günstigsten Kraftstoffverbrauches. Dies läßt sich durch die Verwendung von stufenlos variablen Getrieben erreichen. Diese Betriebsstrategie wurde bereits in der Vergangenheit ansatzweise verfolgt und findet derzeit in einer Vielzahl der hybriden Antriebskonzepte Verwendung. Eine Alternative und zugleich mehr konventionelle Antriebslösung mittels derzeitiger Handschalt- oder Automatikgetriebe stellt die Zylinderabschaltung dar. Selbst für Motoren mit niedriger Zylinderzahl sind Lösungsansätze realisierbar und weisen ein signifikantes Potential zur Kraftstoffverbrauchsreduktion durch Verlagerung des Lastbereiches für die verbleibenden gefeuerten Zylinder auf. Neben den Herausforderungen an den Mechanismus zur Zylinderdeaktivierung sind vor allem Maßnahmen im Antriebsstrang hervorzuheben, die den veränderten Drehschwingungsanregungen gerecht werden müssen. Der gezielte Einsatz von Tilgern und Dämpfern im Antriebsstrang erlaubt einen vielversprechenden Einsatzbereich für niedrige Motorlast- und Drehzahl. Inwieweit sich der Einsatz konventioneller Verbrennungsmotoren in Verbindung mit Zylinderdeaktivierung flächendeckend durchsetzen kann oder aber hybride Antriebskonzepte den Vorzug bekommen, wird sich in Zukunft zeigen.
Einfluss der Motormechanik auf zukünftige Abgasemissionsanforderungen
2015
15 Seiten, Bilder, Tabellen, 5 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
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Kraftfahrwesen | 2015
|Kraftfahrwesen | 2002
|FORSCHUNG - Werkstoffe: - Tribologie und Motormechanik
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