Innovationen - car innovation

GASTKOMMENTAR
len und den radikalen Innovationen unterschieden. Inkrementelle
Innovationen sind die stetigen Verbesserungen des bestehenden
Produktportfolios. Radikale Innovationen sind Entwicklung
und Umsetzung von komplett neuen Technologien. Aus
Marktbeobachtung, Trendanalyse, Mobilitätsstrategien, lokalen
Emissionsgesetzgebungen, Kundenanforderungen an Fahrspaß
und Komfort, Forderungen nach Senkung des Kraftstoffverbrauchs
beziehungsweise CO 2 lassen sich Szenarien entwickeln.
Umsetzung der Ideen
Mit dem Verständnis des immer komplexer werdenden
Motors erarbeiten wir uns, im Vergleich zum
heutigen Stand der Technik, die Bedarfe an neuen
Technologien auf. Die Aufgabe der Vorausentwicklung
ist es, die Machbarkeit dieser Ideen zu beweisen.
Unter gleichzeitigem Einsatz der Simulation
werden Prototypen konstruiert und gebaut, um sie
am Vollmotor zu erproben.
Derzeit fokussiert sich Mahle auf die künftigen Schlüsseltechnologien
wie Abgasturboaufladung, Abgasrückführung (AGR),
variable Ventiltriebssysteme und Reibungsminimierung des
Gesamtsystems. Schnell schaltende AGR-Ventile erhöhen bei
Diesel-Nutzfahrzeugmotoren in allen Lastbereichen signifikant
die AGR-Raten und erlauben eine präzise Regelung. So können
in jedem Lastpunkt unabhängig von Abgasgegendruck und
Ladedruck die gewünschten AGR-Raten eingestellt werden.
Durch diese neue Technologie lassen sich die NOx-Emissionen innermotorisch soweit reduzieren, dass zum Beispiel die EU 5-
Grenzwerte ohne zusätzliche Maßnahmen wie SCR oder NOx- Speicherkatalysatoren erreicht werden können. Auch zukünftige
Grenzwerte (US 2010, EU 6) sind in Kombination mit aktuellen
Abgasnachbehandlungstechnologien realisierbar.
Bild: Mahle Im Mahle-Innovationsprozess wird zwischen den inkrementel-
40 Car Innovation · Mai 2008
Zur Reduzierung der Drosselverluste bei Ottomotoren entwickelte
Mahle verschiedene Systeme. Das Lufttaktventil für
Otto- und Dieselmotoren ist ein innovatives, mechatronisches
Produkt, mit dem der Ladungswechsel gezielt variiert wird.
Beim Ottomotor auftretende Ladungswechselverluste werden
besonders bei Teillast und Leerlauf minimiert und führen zu
deutlichen Einsparungen im Kraftstoffverbrauch. Zusätzlich erhöht
das Ventil durch einen Impulsaufladeeffekt das Drehmoment
im unteren Drehzahlbereich und steigert dort die Fahrdynamik
signifikant. Bei Fahrzeugen mit Abgasturbolader kann
damit das ,Turboloch’ ausgeglichen werden.
Schlüsseltechnologien
im Fokus
Für kleine bis mittlere Motoren entwickelte Mahle eine vollvariable
Ventilsteuerung, die die Ladungswechselverluste auf ein
Minimum verringert und somit den Kraftstoffverbrauch absenkt.
Für größere Motoren wird ein neuartiges Zylinderabschaltsystem
für Rollenschlepphebel angeboten. Gerade für
diese Motorenklasse erschließt das System mit sehr geringen
Systemkosten ein Maximum an Kraftstoffeinsparung und CO 2 -
Reduktion. Hierdurch entfallen die Ladungswechsel- und
Pumpverluste an den abgeschalteten Zylindern und die befeuerten
Zylinder werden in einem höheren Lastpunkt mit geringeren
Drosselverlusten betrieben.
Reduzierung des Verbrauchs
Besonders der Minimierung der Motorreibung gilt die Weiterentwicklung
der Mahle-Produkte, weil die Reibungsreduktion
große Potenziale zur Verringerung des Verbrauchs und der
Emissionen bietet. Die Reibung des Ventiltriebs kann durch die
Verwendung von Leichtbauventilen und der dadurch möglichen
Ventilfederkraftabsenkung um bis zu 35 Prozent verringert
werden. Vergleichbare Ergebnisse werden durch die Verwendung
von nadelgelagerten Nockenwellen erreicht, wobei diese
eine kleinere Ölpumpe und damit weniger Verlustleistung bietet.
Die Optimierung der Kurbelwellenhauptlager und Pleuellager
bietet ein Potenzial von 20 bis 30 Prozent im Vergleich zu
heutigen Serienanwendungen.
Die Kolbenreibung kann bis zu 35 Prozent verringert werden,
wenn wir Grauguss-Motorblöcken einen Monotherm-Stahlkolben
einsetzen. Diese Reibungsreduzierungen sind besonders
bei Dieselmotoren und modernen, drosselfrei gesteuerten Ottomotoren
wirksam und wirken sich direkt in der Verringerung
des Kraftstoffverbrauchs und somit auf die Senkung des CO 2 -
Ausstoßes aus.
Prof. Dr. Heinz K. Junker, Vorsitzender des Vorstands der Mahle AG
„Vollvariable Ventilsteuerungssysteme erschließen
mit sehr geringen Systemkosten ein Maximum an
Kraftstoffeinsparung und CO 2 -Reduktion.“
Prof. Dr. Heinz K. Junker, Vorsitzender des Vorstands der Mahle AG