Für das hier untersuchte Kleinwagensegment kommen als zukünftige Antriebe generell 2- oder 3-Zylindermotoren in Frage, wobei die 2-Zylindervarianten aufgrund des größeren Einzelzylinderhubvolumens leichte Vorteile im Kraftstoffverbrauch aufweisen. Aufgrund der bei heutigen in Serie befindlichen Motoren schon relativ hohen Lasten im europäischen Fahrzyklus ist der Verbrauchsvorteil durch Downsizing mit 4 bis 9 % im Vergleich zu ähnlichen Konzepten in gehobeneren Fahrzeugklassen relativ gering. Hierbei zeigen sich Vorteile bei den aufgeladenen Varianten im Vergleich zu den 4V-Saugmotorvarianten mit variablen Steuerzeiten aufgrund des größeren realisierbaren Downsizinggrades sowie der Möglichkeit der Maximaldrehzahlabsenkung und entsprechende Anpassung der Getriebeübersetzungen. Bei ähnlichen stationären Fahrleistungen haben die aufgeladenen Varianten, insbesondere der 2-Zylindermotor, im Vergleich zu den Saugmotoren erhebliche Nachteile im Ansprechverhalten, so dass ein aufgeladener Zweizylindermotor mit einem geringen Hubvolumen (hier 0.8 l) auszuschließen ist. Auch der erheblich höhere Kostenaufwand für die Aufladung spricht in diesem preissensitiven Fahrzeugsegment eher gegen diese Varianten. Die betrachteten Saugvarianten zeigen in der Bewertungsmatrix keine ausgeprägten Stärken oder Schwächen, der 3-Zylinder hat sicher Vorteile in Bezug auf den Geräuschcharakter bei ähnlichem absoluten Niveau, während der 2-Zylinder durch seine geringeren Kosten an Attraktivität gewinnt, und das trotz Übergang auf vier Ventile und Integration von variablen Steuerzeiten und einer Variabilität im Saugsystem zur Fahrleistungskompensation. Außerdem wäre dieser Motor sehr gut als Basis für einen Range Extender in einem zukünftigen Elektrofahrzeug geeignet. Letztendlich werden auch Kriterien wie Integration in eine Motorenfamilie, Möglichkeit der Darstellung von leistungsstärkeren Varianten sowie die unbedingte Notwendigkeit, mit diesem Aggregat bestmögliche CO2-Emissionen darzustellen, über die auszuwählende Downsizingvariante entscheiden. Eine Abschätzung des CO2-Reduktionspotenzials durch weitere Maßnahmen zeigt, dass in dem betrachteten Fahrzeugsegment (Schwungmassenklasse 1130 kg) auch mit Ottomotoren kurzfristig CO2-Emissionswerte im NEDC von ca. 100 g/km darstellbar sind.
Zukünftiges Downsizing bei Ottomotoren- Potentiale und Grenzen von 2- und 3-Zylinder Konzepten
Future downsizing of S.I. engines - potentials and limits of 2- and 3- cylinder concepts
2007
15 Seiten, 17 Bilder, 3 Quellen
Conference paper
German , English
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