Auf dem Weg zu null Emissionen: Schaeffler bringt umweltfreundliche Antriebe in Serie

2017-09-12 | Frankfurt am Main/Herzogenaurach

Schaeffler auf der IAA 2017

Auf dem Weg zu null Emissionen: Schaeffler bringt umweltfreundliche Antriebe in Serie

Auf der Internationalen Automobilausstellung IAA stellt Schaeffler Serienl sungen f r emissionsarmes und lokal emissionsfreies Fahren vor. Damit leistet der Automobilzulieferer einen Beitrag dazu, die Schadstoffbelastung in den St dten und den Aussto von Treibhausgasen durch den Stra enverkehr signifikant zu senken. Innovative elektrische Antriebe steigern die Attraktivit t der Elektromobilit t. Parallel dazu verbessern serienreife Technologien die Emissionsbilanz von Verbrennungsmotoren.

Weltweit setzen Regierungen auf strengere Abgasvorschriften, um die Luftqualit t in den St dten weiter zu erh hen. So schreibt die Europ ische Union seit dem 1. September 2017 sogenannte Real-Driving-Emission -Tests (RDE) vor, mit denen der Schadstoffaussto im realen Stra enverkehr und nicht mehr nur auf dem Pr fstand gemessen wird. China hingegen will in den kommenden Jahren feste Quoten f r lokal emissionsfreie Elektrofahrzeuge vorschreiben. Die Technologien, um diesen Vorgaben zu entsprechen, sind vorhanden , sagt Prof. Peter Gutzmer, Technologie-Vorstand von Schaeffler. F r unsere besonders kompakten und leistungsstarken Elektroantriebe haben wir bereits mehrere Serienauftr ge. Gleichzeitig weist Gutzmer auf die Notwendigkeit hin, auch k nftige Verbrennungsmotoren noch effizienter und schadstoff rmer auszulegen.

F r die n chsten Jahre erwartet Schaeffler einen kontinuierlichen Anstieg elektrifizierter Fahrzeugantriebe. Einem k rzlich erarbeiteten Szenario zufolge k nnten im Jahr 2030 bereits 30 Prozent aller neu produzierten Autos rein elektrisch angetrieben werden. Nur noch 30 Prozent w ren dann einzig mit einem Verbrennungsmotor ausgestattet, 40 Prozent verf gten ber einen Hybridantrieb. Selbst in diesem Extremszenario h tten noch mehr als zwei von drei Neufahrzeugen einen Verbrennungsmotor an Bord , so Gutzmer. Wir m ssen daher alles daf r tun, die Emissionen von Verbrennungsmotoren weiter zu minimieren.

Besonders wichtig ist dabei, die Emissionen nach dem Kaltstart abzusenken. Denn wenn Motor- und Getriebe- l am Beginn einer Fahrt noch kalt sind, erh ht sich die Reibung in den Aggregaten erheblich , erkl rt Prof. Peter Pleus, Automotive-Vorstand von Schaeffler, und damit steigen Kraftstoffverbrauch und indirekt auch die Schadstoffemissionen. Eine L sung bietet das auf der IAA von Schaeffler pr sentierte Thermomanagementmodul der zweiten Generation, das derzeit sein Seriendeb t erlebt. Dieses Modul steuert die K hlkreisl ufe von Motor, Getriebe und gegebenenfalls zus tzlicher elektrischer Antriebe sowie der Batterie. Zu Beginn des Warmlaufes k nnen alle K hlkreisl ufe vollst ndig gesperrt werden, um ein schnelles Aufheizen der Einzelsysteme zu erm glichen. Je nach Betriebsbedingungen und W rmebedarf im Fahrzeug-Innenraum k nnen die ber das Modul geleiteten Kreisl ufe gezielt geregelt werden. Einen wesentlichen Einfluss auf Funktion und Dauerhaltbarkeit des Motors haben auch die im Thermomanagementmodul verwendeten Aktuatoren. Hier hat Schaeffler ein auf die jeweiligen Anforderungen passendes Baukastensystem entwickelt. Messungen zeigen, dass der Einsatz eines Thermomanagementmoduls bereits im NEFZ bis zu drei Prozent Kraftstoffersparnis erm glicht - auf einer Kurzstreckenfahrt nach einem Kaltstart bei niedrigen Au entemperaturen sind es sogar noch mehr.

Eine weitere wichtige Einflussgr e stellt die dynamische Steuerung der Motorventile dar , so Prof. Peter Pleus. Ein gro er Teil der Gesamtemission entsteht n mlich in Beschleunigungsphasen. Ein wirksames Gegenmittel ist f r Motoringenieure die kurzzeitige Verstellung der ffnung- und Schlie zeiten der Einlassventile, ber die die Luft sowie zur ckgef hrtes Abgas in den Zylinder str men. Um auch bei dynamischer Fahrt eine schnelle Verstellung zu erm glichen, hat Schaeffler als einer der ersten Zulieferer einen elektrischen Nockenwellenversteller entwickelt und erfolgreich in Serie gebracht. Mithilfe der Elektromechanik ist es nun m glich, die Nockenwelle mit einer Geschwindigkeit von 600 bis 800 Grad Kurbelwinkel pro Sekunde zu verstellen , erkl rt Prof. Pleus. Und die Verstellung ist sogar entgegen der Drehrichtung des Motors m glich. Die bislang weit verbreiteten hydraulischen Systeme arbeiten abh ngig von Motordrehzahl und Temperatur um den Faktor zwei bis zehn langsamer.

Mehr Variabilit t, weniger Verbrauch und Emissionen: Das erm glichen auch Systeme, die bei Fahrt mit geringer Last einen oder mehrere Zylinder abschalten. Dadurch arbeiten die weiterhin betriebenen Zylinder in einem g nstigeren Lastbereich. Mit dem von Schaeffler entwickelten, hydraulisch schaltbaren Ventil-Schlepphebel k nnen einzelne Zylinder deaktiviert werden. Im Jahr 2018 geht der erste Dreizylindermotor mit einem entsprechenden System von Schaeffler in Serie. Daf r, dass der zeitweilige Zweizylinderbetrieb sich nicht negativ auf Akustik und Schwingungen auswirkt, sorgt ein Zweimassenschwungrad mit integriertem Fliehkraftpendel - ebenfalls ein von Schaeffler entwickeltes Produkt.

Erhebliches Verbesserungspotenzial bietet die Elektrifizierung konventioneller Antriebsstr nge. Eine relativ kosteng nstige L sung stellt dabei ein 48-Volt-System dar. Bei derzeitigen Serienfahrzeugen wird dieses anstelle des Startergenerators ber einen Riemen mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors verbunden. Schaeffler bietet f r k nftige Fahrzeuggenerationen die Integration des 48-Volt-Elektromotors auch in den Motor-Getriebe-Verbund sowie in die Achse an. Kommen ein entsprechend leistungsstarker E-Motor sowie eine Batterie mit ausreichender Kapazit t zum Einsatz, so ist mit solchen L sungen auch das aktive Segeln bei h heren Geschwindigkeiten m glich - das Fahrzeug h lt dabei trotz abgeschalteten Verb

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