Durch die aktuelle öffentliche Diskussion zum Klimawandel bekommt der Kraftstoffverbrauch von Fahrzeugen noch größere Bedeutung als in der Vergangenheit. Der Beitrag stellt Verbrauchseinsparungspotentiale von Aggregaten der PKW-Antriebstechnik zusammen und beschreibt die Chancen und Grenzen verschiedener Technologien. Wichtige Hauptparameter des Getriebes, die den Kraftstoffverbrauch des Fahrzeuges beeinflussen, sind Gangzahl, Gangstufung, Spreizung, Schwingungsdämpfungssystem zur Motorkennfelderschließung, die inneren Verluste für den Wirkungsgrad und das Aggregatgewicht als Beitrag zum Fahrwiderstand. Am Beispiel der neuen Pkw-Automatikgetriebe kann die Weiterentwicklung in diesem Bereich deutlich aufgezeigt werden. Moderne Automatikgetriebe haben in den letzten Jahren einen erheblichen Betrag zur Verbrauchreduzierung geleistet und gleichzeitig deutliche Verbesserungen von Dynamik und dem Komfort ermöglicht. Vor allem für sportliche Anwendungen mit hohen Motordrehzahlen ermöglicht das Doppelkupplungsgetriebe eine dynamische und effiziente Fahrweise. Auch die Optimierung der anderen Komponenten im Antriebsstrang, wie z.B. Achs- und Verteilergetriebe, kann einen deutlichen Beitrag zur Verbrauchsreduzierung leisten. Durch die Hybridisierung wird der Kraftstoffverbrauch im 'neuen europäischen Fahrzyklus (NEFZ)' deutlich gesenkt. Diese verhindert zum Beispiel durch die Start-Stopp-Funktion die Leerlaufverluste im Antriebsstrang und nutzt zusätzlich die Potenziale der Betriebspunktverschiebung und der Bremsenergierückgewinnung. Wie groß die erschließbaren Potentiale sind, hängt jedoch auch von den verwendeten Verbrennungsmotorkonzepten ab. Bei Ottomotoren sind erhöhte Variabilitäten im Ventiltrieb, geschichtete Direkteinspritzung und die Kombination von Turboaufladung und Direkteinspritzung als Megatrends zu erkennen. Ihr Einfluss auf die Antriebsstrangkomponenten soll im diesem Beitrag dargestellt werden.
As a result of the current public debate on climate change, fuel economy in vehicles is now subject to even greater significance than it was in the past. This paper summarizes the potential for achieving fuel savings in car driveline technology assemblies and describes the opportunities posed by, and the limits imposed on, various technologies. Key parameters of the transmission which affect the fuel economy of a vehicle include the number of ratios, the ratio steps, the total ratio spread, the vibration damping system, and its impact on the engine characteristics curve, internal losses, and their impact on efficiency rating, and the impact of unit weight on driving resistance. Ongoing development work in this sector can be illustrated effectively with this example of a new automatic transmission for passenger cars. Modern automatic transmissions have, over the last few years, delivered a substantial contribution towards reduced fuel consumption and have, at the same time, rendered possible some substantial improvements in dynamics and comfort. In particular for sporty applications at high engine speeds, the dual clutch transmission is able to deliver dynamic and effective driving characteristics. Optimization of other components in the driveline, e.g. differentials and transfer boxes, can also help to improve fuel economy. In particular, hybridization has made it possible to achieve substantial reductions in fuel consumption in the new European driving cycle (NEDC). The stop/start function can, for example, help to prevent idling losses in the driveline and also exploits the potential from displacement of the operating point as well as regenerative braking. However, the true scale of the available potential which can be tapped also depends on the types of combustion engine concepts employed. Megatrends discernible for petrol/gasoline engines include higher levels of timing system variability, stratified or 'layered' direct fuel injection and the combination of turbocharging and direct fuel injection. This paper aims to present the influence of these factors on driveline components.
Potenziale der Triebstrangoptimierung für moderne Verbrennungsmotoren
Improved passenger car efficiency on the basis of driveline optimization for modern combustion engines
2008
23 Seiten, 9 Bilder, 21 Quellen
Conference paper
German
Potenziale von Antriebskonzepten mit Verbrennungsmotoren
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