In dem vorliegenden Artikel des Paul Scherrer Instituts und der ETH Zürich, Schweiz, werden der Stand der Technik und das Zukunftspotenzial des Verbrennungsmotors, des Hybridantriebs und der Brennstoffzelle als Fahrzeugantrieb diskutiert. Beim ottomotorischen Antrieb betrafen die in den letzten 20 Jahren erzielten Fortschritte in erster Linie einen reduzierten Schadstoffausstoß (bezogen auf NO(x), UHC und CO); diese Entwicklung wird in den nächsten Jahren bis zur Erreichung der SULEV-Werte fortgesetzt, womit noch vor 2010 der Ottomotor im Pkw-Bereich als nahezu Null-Emissions-Antrieb betrachtet werden darf. Beim Kraftstoffverbrauch sind die erzielten Fortschritte marginal, da die Verbesserung der Motor-/Getriebetechnik von der Gewichtszunahme der Fahrzeuge und der höheren Motorenleistungen kompensiert wurde. Bei Dieselmotoren stechen einerseits der Durchbruch der Direkteinspritzung mit Aufladung hervor, begleitet von einer Reduktion des Kraftstoffverbrauchs im Pkw-Markt, und andererseits die erzielte Herabsetzung der wichtigsten Schadstoffe (NO(x) und Rußpartikel) im Nutzfahrzeugbereich. Mit dem Hybridantrieb kann je nach Größe des Elektromotors und der Batterie begrenzt lokal emissionsfrei gefahren werden. Wird der Verbrennungsmotor in Bereichen seines schlechten Wirkungsgrades durch den effizienteren Elektromotor ersetzt, ermöglicht der Parallel-Hybridantrieb eine Efiizienzsteigerung. Auf einige Hybridkonzepte wird detaillierter eingegangen. Aus diesen Konzepten sind verschiedene Ideen wieder aufgegriffen worden. Die Common-Rail-Einspritzung ist weitgehend zum Stand der Technik geworden. Die Anordnung eines Elektromotors als Starter- und Generatorersatz wurde als Standard übernommen. Der stufenlose Kettenwandler wird in einem effizienten Automatikgetriebe eingesetzt. Die Start-Stop-Automatik hat neue Impulse erhalten und wird in Serienfahrzeugen verwendet. Auf der Steuerungsseite wurde der Einsatz von Zustandsmaschinen zur Regelung von komplexen Systemen zum Stand der Technik. Die Forderung nach Nullemissionskonzepten hat in der Automobilindustrie den Blick für die Brennstoffzelle geöffnet. Diese sind elektrochemische Energiewandler, die die chemische Energie eines Brennstoffs direkt in elektrische Energie umwandeln. Das Speicherproblem und die großflächige Kraftstoffversorgung im Fahrzeug stellen neben den Kosten die großen Herausforderungen für eine Markteinführung dar, die nach den neuesten Prognosen nach 2010 beginnen soll. Es wird erwartet, das die Hybridantriebe eine konzeptive Brückenfunktion zwischen thermochemischen und elektrochemischen Antrieben übernehmen können.
Antriebsstrategien für eine umweltfreundliche Mobilität
Propulsion strategies for more sustainable mobility
Automobiltechnische Zeitschrift - ATZ ; 104 , 7/8 ; 632-641
2002
8 Seiten, 12 Bilder, 24 Quellen
Article (Journal)
German
Schadstoffemission , Abgasemission , Otto-Motor , Dieselmotor , Brennstoffzelle , Energiewandler , Hybridantrieb , Fahrzeugantrieb , Stand der Technik-Bericht , technische Entwicklung , Pkw (Personenkraftwagen) , Nutzfahrzeug , Kraftstoffverbrauch , Direkteinspritzung , Fahrzeuggetriebe , Anwendung im Fahrzeugbau , Anwendung im Motorenbau , Automobilindustrie
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