29. Internationales Wiener Motoren - Österreichischer Verein für ...

ÖSTERREICHISCHER VEREIN FÜR KRAFTFAHRZEUGTECHNIK (ÖVK)
AUSTRIAN SOCIETY OF AUTOMOTIVE ENGINEERS
Mitglied in der FISITA (Fédération Internationale des Sociétés d’Ingénieurs des Techniques de I’Automobile) und in der EAEC (European Automobile Engineers Cooperation)
MTZextra
29. Internationales
Wiener Motorensymposium
am 24. und 25. April 2008
29 th International
Vienna Motor
Symposium
April 24 and 25, 2008
Von/By Hans Peter Lenz
MTZ Motortechnische Zeitschrift 69 (2008) | Vieweg+Teubner | GWV Fachverlage GmbH | Wiesbaden | Germany

TAgungSbErIChT
2
29. Internationales
Wiener Motorensymposium
Beim 29. Internationalen Wiener Motorensymposium am 24. und 25. April 2008 trafen sich wie
jedes Jahr führende Ingenieure der Motorenentwicklung und Wissenschaftler aus aller Welt.
Sie präsentierten ihre neuesten Entwicklungen und gaben Ausblicke auf zukünftige Trends. Der
vorliegende Bericht stellt Zusammenfassungen der Vorträge der einzelnen Sektionen vor.
MTZextra
Wiener Motorensymposium

1 Einleitung
Nach einer Begrüßungsfanfare, Bild 1,
ausgeführt durch Mitglieder des Orchesters
der Technischen Universität Wien,
begrüßte Prof. Lenz, Bild 2, die Teilnehmer
des 29. Internationalen Wiener Motorensymposiums.
Prof. Lenz führte aus, dass wie alljährlich
längst nicht alle Teilnehmerwünsche
akzeptiert werden konnten, da der
Kongress mit 1000 Teilnehmern limitiert
ist, aber durch Kontingente für Firmen
und Organisationen eine umfassende
Vertretung aller wichtiger Repräsentanten
des Fachgebietes gesichert ist.
Prof. Lenz wies auf die bedauerliche
Tatsache hin, dass die gewaltigen Fortschritte
der letzten Jahrzehnte im Hinblick
auf Schadstoffverminderung und
Verbrauchssenkung unserer Motoren
von der Politik und zum Teil auch von
der Öffentlichkeit nicht genügend zur
Kenntnis genommen werden.
Eine große Gefahr bezüglich der CO 2 -
Klimadiskussionen sieht Prof. Lenz darin,
dass sich das Thema „Klimawandel,
Treibhausgase“ mittlerweile verselbständigt
hat. Außer besorgten Wissenschaftlern
haben sich „Klimaprofiteure“ dieses
Gebietes bemächtigt:
Nach Schätzungen sollen allein in der
EU bereits 140 Milliarden Euro in so genannte
Klimaschutzfonds investiert sein,
um – wie behauptet wird – „auf nachhal-
Bild 1: Begrüßungsfanfare durch Mitglieder des TU-Orchesters
tige Weise im Kampf gegen den Klimawandel
aktiv zu sein“. Diesen Fonds geht
es nicht nur um das Klima, sondern auch
um Kursgewinne – und sie müssen daran
interessiert sein, das Thema am Kochen
zu halten.
In verschiedenen Ländern wird versucht,
der eigenen Automobilindustrie
Vorteile zu verschaffen, indem über den
Umweg der Politik den Herstellern höherwertiger
Automobile Strafzölle aufgelastet
werden.
In der Politik wird nicht selten das
Thema Klimawandel zur Selbstdarstellung
verwendet, indem sich manche Politiker
als Retter vor den von den Medien
gerne verbreiteten Schreckensszenarien
darstellen und indem sie zum anderen
das Thema zur Steuer- und Abgabenerhöhung
verwenden.
Jede konventionelle Begründung zur
Steuererhöhung weckt erhebliche Widerstände,
macht unbeliebt. Aber wenn
es um die Rettung des Klimas geht, da
glaubt man kräftig zulangen zu können;
da wird doch keiner dagegen sein! Grüne
Organisationen versuchen moralisierend
auf die Bevölkerung einzuwirken. Welche
Autogröße ist noch moralisch, welche
nicht; darf ich noch in den Urlaub
fliegen und wie weit darf ich reisen.
Der tschechische Präsident Vaclav
Klaus hat kürzlich den denkwürdigen Satz
geprägt: „Was heute auf dem Spiel steht,
ist nicht das Klima, es ist die Freiheit von
Der Autor
Univ.-Prof. Dr. techn.
Hans Peter Lenz
ist Vorsitzender des
Österreichischen Vereins
für Kraftfahrzeugtechnik
(ÖVK) in Wien,
Österreich.
Bild 2: Begrüßung Prof. Lenz
MTZextra

TAgungSbErIChT
Bild : Sektion im Festsaal
uns allen“. Längst ist bekannt: Beim Kraftfahrzeug
kostet die Verminderung von
1 t CO 2 20 Mal mehr als in der übrigen Industrie.
Die Autos werden immer sparsamer,
aber stehen immer länger im Stau,
weil die Infrastruktur unzulänglich ist.
Es muss auch in Zukunft die Entscheidung
des Konsumenten sein, welches Auto
er kauft, ob ein großes oder kleines,
ob und wohin er im Urlaub fliegt.
Prof. Lenz gab der Hoffnung Ausdruck,
dass dieser Kongress – neben seiner
Hauptaufgabe der Diskussion über
Fortschritte im Motorenbau – auch hier
im positiven Sinne aufklärend wirkt.
Nach der gemeinsamen Plenar-Eröffnungssektion
folgten in zwei Parallelsektionen,
Bild und Bild 4, die Fachvorträge
unter Leitung der Professoren H. Eichlseder,
B. Geringer und G. Jürgens.
Eine umfassende und eindrucksvolle
Ausstellung neuer Motoren, Komponenten,
Fahrzeuge ergänzte die Vorträge,
Bild 5. Bild 6 zeigt lebhafte Diskussionen
im Plenum, Bild 7 Teilnehmer in der Mittagspause
vor der Hofburg.
Den Begleitpersonen wurde ein kulturell
anspruchsvolles Rahmenprogramm
mit Führungen im Schloss Schönbrunn,
„Außergewöhnliches am Heldenberg und
weltoffene Klöster“, „Prachtbauten der
Ringstraße“ sowie „Alte Häuser – kleine
Gassen in der Altstadt von Wien“ geboten.
Den Abend verbrachten die Teilnehmer
auf Einladung des Wiener Bürgermeisters
in den prachtvollen Räumen
des Rathauses.
4
MTZextra
Wiener Motorensymposium
2 Eröffnungsplenarsitzung
Den ersten Plenarvortrag der Eröffnungssitzung
hielt Senator Ing. S. Wolf, Bild 8,
CEO, Magna International, Oberwaltersdorf,
zum Thema „Russland – Ein neuer
Markt mit neuen Möglichkeiten und
Herausforderungen“:
Senator Wolf führte aus: Russland
zählt – neben China, Indien oder Brasilien
– zu den Märkten mit den größten
Wachstumspotenzialen für die Automobilindustrie.
Im Vergleich zu den anderen
Wachstumsmärkten befindet sich
der russische Markt noch relativ am Beginn
seines Wachstums und unterscheidet
sich hinsichtlich anderer struktureller
Eigenschaften von diesen. Obwohl
internationale Automobilhersteller, die
in Russland Produktionskapazitäten errichten,
und traditionelle russische Hersteller
vor teilweise völlig verschiedenen
Ausgangssituationen stehen, gibt es eine
ganz wesentliche Gemeinsamkeit:
Der Bedarf für eine moderne, funktionierende
und internationalen Standards
entsprechende Zulieferbasis. Die Geschäftsmöglichkeiten,
die sich für kompetente
Zulieferunternehmen daraus
ergeben, haben neben den Wachstumspotenzialen
dazu geführt, dass der russische
Markt bei Magna International
einen besonderen strategischen Stellenwert
einnimmt.
T. G. Stephens, Bild 9, Executive Vice
President – Global Powertrain and Global
Quality, General Motors Corporation,
Pontiac, MI, USA, berichtete über: „GM´s
Advanced Propulsion Technology Strategy
– Lösungen zur Reduzierung der CO 2 -
Emissionen und zur Nutzung von vielfältigen
Energiequellen”:
GM strebt an, durch die Entwicklung
einer Vielzahl von Technologien einen
Beitrag zur Nachhaltigkeit der Energiesysteme
zu leisten. Dabei konzentriert sich
GM auf eine aus vier Komponenten bestehende
Strategie:
– Wirkungsgradsteigerung von Motoren
und Getrieben: Einführung von
zukunftsweisenden Antriebsstrangtechnologien,
die Verbrauchs- und
Emissionsvorteile bieten
– Alternative Kraftstoffe: Verstärkte Nutzung
von Antriebssystemen, die für
Bio-Kraftstoffe (Ethanol, E85, Bio-Diesel)
geeignet sind
– Elektrifizierung des Antriebsstrangs:
Vorantreiben der Elektrifizierung
der Fahrzeuge durch die Einführung
von Hybrid- und Plug-in Hybridtechnologie
sowie elektrischen Antriebssystemen
– Fuel Cell: Entwicklung eines produktionsfähigen,
automobilen Brennstoffzellensystems,
das Wasserstoff als
Energieträger verwendet.
GM wird diese Produktverbesserungen
unter Nutzung seiner globalen Organization
einführen.
Das Thema von K. Döhmel, Bild 10, CEO,
Deutsche Shell Holding GmbH, Hamburg,
lautete: „Zukünftige Mobilität
durch neue Kraftstoffe”:
Die weltweite Nachfrage nach Mobilität
wird dramatisch zunehmen. Schon
heute verbraucht der Verkehr fast die
Hälfte der globalen Erdöl-Produktion.
Die Energieversorgung des Verkehrs
muss im Kontext der globalen Energieversorgung
betrachtet werden. Bei Shell
sieht man drei „Harte Wahrheiten“:
– ein beschleunigtes Wachstum der
weltweiten Energienachfrage
– die Schwierigkeit, diese Nachfrage
mit einfach zu förderndem Öl und
Gas zu decken
– einen weiteren Anstieg der weltweiten
Kohlendioxid-Emissionen.
Der Verkehr verursacht etwa 25 % der
energiebedingten CO 2 -Emissionen weltweit
– und Motorisierung und Mobilisierung
werden weiter wachsen. Kraftstoffe
können einen wichtigen Beitrag zur Lösung
der globalen Energie- und Treib-

hausgas-Problematik leisten. Shell verfolgt
in enger Zusammenarbeit mit führenden
Automobil-Herstellern insbesondere
drei Optionen:
– synthetische Kraftstoffe aus Erdgas
(GTL)
– biogene Kraftstoffe zweiter Generation
– Wasserstoff-Technologie.
Prof. Dr.-Ing. K. V. Schaller, Bild 11, Vorstand
Technik und Einkauf, MAN Nutzfahrzeuge
AG, München, beschloss die Eröffnungssektion
mit dem Thema: „Energieeffizienz-
und Kraftstoffstrategien in
der Nutzfahrzeugentwicklung“:
Nutzfahrzeuge haben in der globalen
Betrachtung den identischen CO 2 -Emissionsanteil
wie Pkw – jeweils zirka 6 %. Mit
den aus makroökonomischen Gründen
sicher eintretenden Zuwächsen in diesem
Segment ist die Nutzfahrzeugindustrie
gefordert, noch bessere Antworten auf hocheffizienten
Transport – d. h. wie erbringen
wir den Tonnenkilometer, unsere
Leistungseinheit, mit minimalem Energieeinsatz
– zu finden. Erfreulicherweise
gibt es hier sehr viele effiziente Ansätze –
die stärksten Treiber sind Abmessungen,
Gewichte und damit verbundene Aerodynamikmaßnahmen.
Die politische Begleitung
ist hier, wie auch beim notwendigen
Infrastrukturausbau, nötig. Parallel dazu
müssen langfristig erfolgsversprechende
Kraftstoff-Strategien implementiert werden,
die nicht nur im Labormaßstab funktionieren,
sondern das Potenzial haben,
auch in Schwellenländern als Ergänzung
zu konventionellen Kraftstoffen wirtschaftlich
und zuverlässig eingesetzt werden
zu können.
Nicht zu vergessen sind die sich global
sehr schnell entwickelnden Emissionsgrenzwerte.
Besonders Schwellenländer
folgen den hoch technisierten Ländern
in immer kürzeren Zeitabschnitten.
Eine Weitergabe „alter“ Technologie ist
fast nicht mehr möglich.
Umwelt
Prof. Dr. Dr.h.c. R. Zellner, Universität Duisburg-Essen:
„Klimaerwärmung und die
Bedeutung des CO 2 “:
Während eine Erwärmung des Klimas
um fast 1 °C seit Beginn der Industrialisierung
von kaum jemandem bestritten
wird, besteht über die Ursachen
Bild 4: Sektion im Zeremoniensaal
dieser Erwärmung in der öffentlichen
Diskussion immer noch ein gewisser
Disput. Im Zentrum dieses Disputs steht
das Klimagas Kohlendioxid. Sein anthropogener
Konzentrationsanstieg wird
von der großen Mehrheit der Klimaforscher,
die im Intergovernmental Panel
for Climate Change (IPCC) zusammenarbeiten,
faktisch für den Temperaturanstieg
spätestens seit Mitte des letzten
Jahrhunderts verantwortlich gemacht.
Die Kritiker des IPCC dagegen halten
natürliche Einflussfaktoren wie die
Sonne für wahrscheinlicher und/oder
bezweifeln die große Bedeutung des
CO 2 sowie die Existenz des anthropogenen
Treibhauseffektes.
Bild 5: Ausstellung
Dieser Disput wäre vermutlich kaum
wahrnehmbar, hätte er nicht äußerst folgenreiche
Konsequenzen: Die wahrscheinliche
weitere Klimaentwicklung
unter einem unbesorgten „business-asusual“-Szenario
für die Nutzung fossiler
Energierohstoffe und die begleitenden
Emissionen von CO 2 führt nach Aussagen
des IPCC zu einer weiteren Klimaerwärmung
von 2.5 bis 4.5 °C bis zum Ende
dieses Jahrhunderts. Da eine solche Erwärmung
die globalen Lebensbedingungen
ernsthaft gefährden würde, ist
Handlungsbedarf im Hinblick auf eine
substantielle Reduktion der globalen
CO 2 -Emissionen unumgänglich. Ein solcher
Handlungsbedarf, der unumstritten
MTZextra 5

TAgungSbErIChT
einen massiven Eingriff in unsere Energieversorgungssysteme,
ob stationär oder
mobil, bedeutet, wäre dagegen nicht nötig,
falls die Rolle des CO 2 im Klimasystem
überschätzt wäre, wie die IPCC-Kritiker
meinen.
Dr.-Ing. E.h. J. Liebl (Vortragender), Dr. C.
Cozzarini, Dipl.-Ing. G. Schmitz, BMW Group,
München: „Weltweite CO 2 -Gesetze – eine
Chance für die Automobilindustrie?“:
Klimawandel veranlasst viele Regierungen,
Pläne zur drastischen Reduzierung
des Kraftstoffverbrauchs zu erstellen
und kundenrelevante Instrumente
zur Förderung effizienter Technologien
wie Steuergesetze zu etablieren.
Diese Gesetzesvorgaben sind sehr heterogen
und führen in Verbindung mit
den unterschiedlichen Zulassungstests
zu hohen Entwicklungsaufwendungen.
Zusätzlich beeinflussen CO 2 -basierte Steuern
und hohe Kraftstoffkosten das Kaufverhalten
der Kunden.
Das Zusammenspiel von verfügbarer
Technik, Akzeptanz auf den Märkten
und gesetzlichen Vorgaben ist entscheidend
für eine schnelle Durchdringung
mit CO 2 -reduzierenden Maßnahmen
auf den Weltmärkten. Um diese Maßnahmen
mit gewohnter Qualität entwickeln
zu können, sind entsprechende
Vorlaufzeiten notwendig. Eine verantwortungsvolle
Gesetzgebung hat diese
zu berücksichtigen.
Zudem muss die CO 2 -Reduzierung
mit kundenwerten Eigenschaften wie Sicherheit,
Komfort und Dynamik verknüpft
werden, sonst droht das marktseitige
Scheitern. Voraussetzung für das
Gelingen sind international harmonisierte
CO 2 -Verbrauchsgesetze mit zeitlich
ausgewogener Taktung, die sich vor
allem an den jeweiligen Potenzialen zur
Effizienz-Steigerung in den verschiedenen
Marktsegmenten orientieren.
Dr.-Ing. J. Schommers (Vortragender),
Dr.-Ing. A. Lingens, Dr.-Ing. H. Breitbach,
Dipl.-Ing. T. Betz, Daimler AG, Stuttgart:
„Innovative Dieselmotorkonzepte – Der
Weg zur nachhaltigen CO 2 -Absenkung“:
In den letzten Jahren führten die
enormen Verbesserungen der thermodynamisch
relevanten Dieselmotorkomponenten
(Aufladung, Einspritzung, Abgasrückführung)
und Auslegungen zu einer
signifikanten Verbesserung von Verbrauch,
Fahrleistungen und Emissionen.
Trotz des enormen Drehmomentpotenzials
konnten jedoch weitere Verbrauchspotenziale
des Dieselmotors mittels
Lastpunktverschiebung nicht erschlossen
werden, da die Erfüllung der
Emissionsgrenzwerte und die Fahrbarkeitsansprüche
des Kunden Grenzen
setzten. Durch gezielte thermodynamische
Auslegung und neue, innovative
Technologiekomponenten können diese
Grenzen signifikant verschoben werden.
Das hier vorgestellte neue Vierzylinder-Konzept
ermöglicht, in erheblichem
Umfang Verbrauchspotenziale mittels Betriebspunktverschiebung
bei klassenüblichen
Fahrleistungen zu realisieren. Dr.
Schommers zeigte die Vorgehensweise
und die Prämissen bei der Durchführung
der Downspeeding- und Downsizing-Ansätze
auf, beschrieb die herausfordernden
thermodynamischen Ansprüche und er-
läutete das Konzept detailliert. Hauptstellhebel
sind die Einspritzkonzepte sowie
die Aufladetechnik.
4 Simulation
Bild 6: Lebhafte Diskussionen Bild 7: Mittagspause vor der Hofburg
6
MTZextra
Wiener Motorensymposium
Dr. C. Trapp (Vortragender), Dipl.-Ing. P.
Feulner, Ricardo Deutschland GmbH,
Schwäbisch Gmünd; J. Andersson, S. Wrigley,
B. Gilchrist, Ricardo UK, Shoreham-by-
Sea: “Virtueller Werkzeug- und Methodenbaukasten
zur Entwicklung zukünftiger
emissionsarmer Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor
– Strategie, Überblick
und ein beispielhafter Ansatz zur Modellierung
der Versottung von Abgasrückführsystemen“:
Die Entwicklung zukünftiger emissionsarmer
Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor
sowie deren Steuergeräte und Diagnosesysteme
verlangt unter den sich
immer weiter verschärfenden Zeit- und
Kostenrandbedingungen nach einem integrierten
Werkzeug- und Methodenbaukasten
zur Darstellung eines virtuellen
Fahrzeugs inklusive Steuerungs- und Regelungskonzept
sowie einer virtuellen
Applikation. Damit kann in einer frühen
Phase des Entwicklungsprozesses das
Fahrzeugkonzept und die Komponentenauslegung
mit einem Fokus auf Emissionen
(insbesondere Stickoxide und Partikel),
Kraftstoffverbrauch und Fahrbarkeit
über gesetzlich vorgeschriebene und
kundenrelevante Fahrzyklen auf Zielkonformität
untersucht werden.
Beispielhaft wird dies an einer aktuellen
Entwicklung eines phänomenolo-

Bild 8: Senator Wolf (Magna) bei der Plenar-Eröffnungs-Sektion
gischen Ansatzes zur Gewinnung von
Vorhersagen über die Versottung von Abgasrückführsystemen
auf Basis experimenteller
Daten dargestellt, bei der sowohl
zur Planung und Interpretation der
Versuche, als auch bei der Synthese des
empirischen Modells eine methodenbasierte
Vorgehensweise gewählt wird.
Der vorgestellte Werkzeug- und Methodenbaukasten
unterstützt, wie auch
beispielhaft ausgeführt, Projekte mit hohem
Innovationshub durch eine frühzeitige
Absicherung des Konzepts und vermeidet
kostenintensive Änderungen
oder zeitaufwändige Applikationsprozesse
kurz vor Serienstart.
Dipl.-Ing. K. Cornelsen, Prof. Dr.-Ing. T.
Form, Technische Universität Braunschweig;
Dipl.-Ing. D. Jänsch, Dipl.-Ing. W.
Nietschke (Vortragender), Dr.-Ing. T.-M.
Wolter, IAV GmbH, Berlin/Gifhorn: „Neue
Methodik zur realitätsnahen Auslegung
hybrider Antriebskonzepte“:
Hybridantriebe sind hochkomplexe
Systeme. Ihre Wirksamkeit hängt maßgeblich
von der richtigen Auslegung der
Komponenten und ihrer sorgfältigen Abstimmung
aufeinander ab. Bei der Wahl
der Betriebsstrategie müssen die vorgesehene
Einsatzart und das Gesamtsystem,
bestehend aus Umwelt, Verkehr, Fahrer,
Fahrzeug und Antrieb, berücksichtigt
werden. Ausgelegt werden Antriebssysteme
heute offline in einer Gesamtfahrzeugsimulation,
die die quantitativen
Werte der Fahreigenschaften eines Hybridkonzepts
schon in der Entwurfspha-
se relativ genau vorhersagt. Qualitative
Werte und das eigentliche Fahrgefühl
werden hingegen unzureichend beschrieben.
Sie können bisher erst in einer
späteren Phase des Entwicklungsprozesses
mit dem Bau fahrfähiger Prototypen
vermittelt werden.
Dieser Beitrag stellt ein Projekt vor,
das die Lücke zwischen Entwurf und Prototypenerprobung
schließt. Projektziel
ist, einen im realen Straßenverkehr fahrfähigen
Simulator zu entwickeln. Für
Entwickler und Kundenakzeptanzuntersuchungen
stünde damit ein Werkzeug
zur Verfügung, mit dem es möglich wird,
neuartige Antriebssysteme schon in der
frühen Entwurfs- beziehungsweise Entwicklungsphase
zu erproben, zu überprüfen,
zu vergleichen, zu bewerten und
zu präsentieren. Damit wäre dann eine
präzisere Aussage über die zu erwartende
Wirksamkeit des Konzepts in Abhängigkeit
von der jeweiligen Einsatzsituation
möglich.
Dipl.-Ing. T. Dobes (Vortragender), Dr.
P. Kapus, Dr. P. Schöggl, Dipl.-Ing. H. Jansen,
Dipl.-Ing. E. Bogner, AVL List GmbH,
Graz: „CO 2 -Reduktion im realen Kundenfahrbetrieb
– Einfluss der Motorkalibrierung”:
„Downsizing“ und „Downspeeding“
durch Turboaufladung und Direkteinspritzung
bieten ein hohes Potenzial
zur Verbrauchsreduzierung bei Ottomotoren.
Die System-Mehrkosten fallen
im Vergleich zu anderen technologischen
Ansätzen moderat aus. Die gu-
ten Verbrauchswerte, die man im Norm-
Fahrzyklus darstellen kann, sind nur
dann in den realen Kundenverbrauch
übertragbar, wenn es gelingt, geringe
Volllast-Anfettungen und gutes transientes
Ansprechverhalten in Kombination
mit langen Getriebe-Übersetzungen
darzustellen.
Der vorliegende Beitrag vergleicht verschiedene
Fahrzeuge mit Vierzylinder-
Turbomotoren im NEDC und in einer
Kundenverbrauchsrunde mit sparsamer
und sportlicher Fahrweise.
Weiters wird an einem Fahrzeug gezeigt,
wie bei unveränderter Hardware
der Fahrzeug-Charakter mit unterschiedlichen
Applikations-Strategien von
„sportlich“ bis „ökonomisch“ verändert
werden kann. Durch Anpassung der Applikation
wird erreicht, dass der Fahrer
das Potenzial der hohen Mitteldrücke bei
niedrigen Drehzahlen tatsächlich zu einer
sparsamen Fahrweise nutzen kann,
ohne dabei auf die gewünschte Sportlichkeit
verzichten zu müssen.
Die unterschiedlichen Applikationen
werden im realen Kundenfahrbetrieb bewertet
und objektiv gemessenen Fahrverhaltens-Werten
gegenübergestellt.
5 Neue Dieselmotoren
Dipl.-Ing. R. Bauder (Vortragender), Dipl.-
Ing.(BA) A. Fröhlich, Dipl.-Ing. W. Hatz, Dr.-
Ing. H. Marckwardt, Dipl.-Ing. E. Michels,
Audi AG, Neckarsulm/Ingolstadt: „Der
neue Audi 6.0 l V12-TDI, der ultimative
Performance Diesel“:
Mit dem neu entwickelten 6,0-l-V12-
TDI-Motor stellt Audi den weltweit leistungs-
und drehmomentstärksten Dieselmotor
in einem Pkw vor.
Mit Hilfe modernster Dieseltechnologie
konnte eine Leistung von 368 kW
und 1000 Nm maximales Drehmoment
dargestellt werden. In Kombination mit
einem Diesel-Partikelfilter wird im Audi
Q7 die Abgasnorm EU 5 erfüllt. Dabei
ist der Kraftstoffverbrauch für einen
SUV dieser Performance mit nur
11,9 l/100 km im MVEG-Test extrem
niedrig. Die Laufkultur ist Zwölfzylinder-typisch
exzellent.
Der Motor weist zwar Zwölfzylinder
spezifische Konstruktionsmerkmale
auf, wie zum Beispiel der Zylinderwinkel
von 60°, trotzdem konnten viele
MTZextra 7

TAgungSbErIChT
Bild 9: T. G. Stephens (GM) bei der Plenar-Eröffnungs-Sektion
Synergien zu den bekannten Audi V6-
und V8 TDI-Motoren umgesetzt werden.
Er rundet die Audi-V-Motorenfamilie
nach oben hin ab.
Dipl.-Ing. B. Heil, Dipl.-Ing. W. Schmid,
Dr.-Ing. M. Teigeler (Vortragender), Dipl.-
Ing. U. Weiß, Dipl.-Ing. S. Melcher, M. Gröneweg,
Daimler AG, Stuttgart/Detroit: „Die
neue schwere Daimler Nutzfahrzeugmotoren
Baureihe – Einführung des 14.8 l
Motors EPA07 bei Freightliner“:
Im Rahmen der konzernweiten globalen
Vereinheitlichung des Produktportfolios
entwickelt die Daimler AG eine
neue Motorenplattform (Heavy Duty Engine
Platform – HDEP) für den Einsatz in
schweren Nutzfahrzeugen. Mit der Präsentation
des Detroit Diesel DD 15 wurde
aktuell der erste Motor dieser Motorenfamilie
mit 14,8 l Hubraum auf dem nordamerikanischen
Markt eingeführt. Weitere
Varianten dieser Platform werden
mit den Hubräumen 15,6 l, 12,8 l sowie
10,6 l folgen. Diese Motoren halten dann
Schritt für Schritt Einzug in alle LKW der
Daimler AG. Den Beginn machen die
Fahrzeuge der Marke Freightliner, Western
Star und Sterling, die u.a. mit der
Serie 60 ausgerüstet wurden.
Danach folgen ab dem Jahre 2009 die
Lkw der Marke Fuso, die bisher mit dem
6M70 auf dem asiatischen Markt sind.
Anschließend werden auch bei Mercedes-
Benz Truck in Europa diese neuen Motoren
die aktuell erfolgreichen BR 500
und OM457 ablösen. In Summe wird somit
das Daimler Portfolio weltweit berei-
8
MTZextra
Wiener Motorensymposium
nigt. Alle Hubraumklassen der Heavy
Duty Engine Platform sind Reihen-6-Zylinder
Motoren, bei denen – neben wirtschaftlichen
Gesichtspunkten wie Umsetzung
größtmöglicher Gleichteilstrategie
über alle Marken und Hubraumklassen
– vor allem der technische Fortschritt
im Vordergrund steht.
Dr.-Ing. J. Hadler (Vortragender), Dipl.-
Ing. F. Rudolph, Dipl.-Ing. R. Dorenkamp, Dipl.-
Ing. H. Stehr, Dr.-Ing. T. Düsterdiek, Dipl.-Ing.
J. Hilzendeger, Dipl.-Ing. D. Mannigel, Dr.rer.
nat. S. Kranzusch, Dipl.-Ing. B. Veldten, Dr. M.
Kösters, Dipl.-Ing. A. Specht, Volkswagen
AG, Wolfsburg: „Der neue 2.0 l TDI-Motor
von Volkswagen zur Erfüllung niedrigster
Abgasgrenzwerte“:
Der neue 2,0-l-4V-TDI mit Common
Rail Technik wird im VW Jetta ab Mitte
2008 in den USA die weltweit strengsten
Abgasgrenzwerte der Emissionsgesetzgebung
BIN5/LEV2 erfüllen. Die Weiterentwicklung
des bereits in Europa in
den Fahrzeugen VW Tiguan und Audi
A4 eingeführten Common-Rail-Motors
besteht neben innermotorischen Maßnahmen
aus der Umsetzung eines NO x -
Abgasnachbehandlungssystems. Zu den
technischen Besonderheiten dieses Motors
gehört die Optimierung des Einspritzsystems,
die Realisierung eines
Niederdruck-Abgasrückführungs-Systems,
eine neuartige Zylinderdruckregelung
sowie der Einsatz eines NO x -Speicherkatalysators.
Diese neuen Motorkomponenten
erfordern die Entwicklung
neuartiger Regelalgorithmen und
die intensive Abstimmung der Parameter
für das völlig neue Brennverfahren.
Im Ergebnis ist eine neue Architektur
hinsichtlich Hardware und Software für
das Motorsteuergerät entwickelt und
zur Serienreife gebracht worden.
6 Gemischbildung
Dr. R. Leonhard (Vortragender), J. Warga, Dr.
T. Pauer, F. Boecking, Dr. D. Straub, Robert
Bosch GmbH, Stuttgart: „2000 bar Common
Rail System von Bosch für Pkw und
leichte Nutzfahrzeuge”:
Seit gut zehn Jahren sind Common
Rail Systeme von Bosch auf dem Markt
verfügbar, und seither wurde bei Bosch
permanent an deren Weiterentwicklung
gearbeitet.
Das 2007 in Serie gegangene 2000 bar
Einspritzsystem von Bosch zeichnet sich
aufgrund der Piezotechnologie durch eine
hochflexible und hochpräzise Zumessung
des Dieselkraftstoffes in allen Betriebspunkten
aus. Zusammen mit der
neuen Hochdruckpumpengeneration
mit bestem hydraulischem Wirkungsgrad
unterstützt dieses Einspritzsystem
optimal die motorischen Ansätze sowohl
zur Erreichung niedrigster Emissionsstandards
in Europa und USA als auch
zur weiteren CO 2 -Reduzierung.
In diesem Beitrag werden das Gesamtsystem
mit seinen Schlüsselkomponenten
und Kernfunktionen sowie die Maßnahmen
zur Drucksteigerung, der Mehrfacheinspritzung
mit minimalen Spritzabständen
und Verbesserung des hydraulischen
Wirkungsgrades vorgestellt. Ausblickend
wird erläutert, wie Bosch die
Common Rail Einspritztechnik weiterentwickelt,
um dem Diesel weiterhin in
Europa, Amerika und Asien zu einem
großen Erfolg zu verhelfen.
Dr. D. Schöppe (Vortragender), M. Hardy,
S. Zülch, D. Geurts, Delphi Corporation,
Bascharage/Blois: „Das neue Diesel Einspritzsystem
mit direkt angetriebenem
Common Rail Injektor für höchste Kundenansprüche:
Einzigartige Vorteile
durch innovative Technik“:
Mit dem direkt angetriebenen Common
Rail Injektor bringt Delphi ein
höchst innovatives Konzept zur Kraftstoffeinspritzung
in Serie. In Delphis direkt
angetriebenem Common-Rail-Injektor
wird die Injektornadel direkt mit Hilfe

eines piezo-keramischen Aktuators in Bewegung
gesetzt, anstatt diese mit der
herkömmlichen elektro-hydraulischen
Übersetzung zu steuern. Dies ermöglicht
eine schnellere und genauere Kraftstoffeinspritzung
in den Brennraum bei
gleichzeitig deutlich verbesserter Sprayqualität.
Darüber hinaus sind schnellste
Nadelöffnungs- und -schließvorgänge unabhängig
vom Einspritzdruck realisierbar.
Das Resultat ist eine bemerkenswerte
Reduktion der Rohemissionen, höhere
Leistungsdichte und geringerer Kraftstoffverbrauch.
Im Vortrag wird die Leistungscharakteristik
dieses neuartigen Ansatzes beschrieben.
Zudem wird erörtert, wie mit
dem direkt angetriebenen Common Rail
Injector ein bislang unmögliches Maß an
Flexibilität in der Einspritzstrategie erreicht
werden kann. In diesem Zusammenhang
werden anhand von Beispielen
Vorteile und Trade-Offs dieser Technologie
dargestellt. Das aktuelle Delphi-Diesel-Produktportfolio
wird durch das neue
direktangetriebene CR-System weiter
komplettiert.
Dipl.-Ing. S. Bauer, Dr.rer.nat. H. Zhang,
Dipl.-Ing. R. Pirkl, Dr.-Ing. A. Pfeifer (Vortragender),
Dr.-Ing. K.Wenzlawski, Dipl.-Ing. H.-
J. Wiehoff, Continental AG, Regensburg:
„Ein neuer Piezo Common Rail Injektor
mit Direktantrieb und Mengenregelkreis:
Konzept und motorische Vorteile“:
Mit dem neuen 2000 bar Piezo Common
Rail Injektor mit Direktantrieb und
dem konzeptionell erstmalig verfügbaren
Injektorregelkreis steht nun ein
Baustein zur Minderung von Emissionen
zur Verfügung, mit dem durch seine umfangreichen
Möglichkeiten zur Einspritzratenverlaufsformung
nun Alternativen
zu den bekannten Mehrfacheinspritzmustern
reproduzierbar dargestellt werden
können. Durch die Erfassung der Düsennadelposition
während der Einspritzung
kann erstmalig der Mengenregelkreis geschlossen
werden. Die trotz des stabilen
hydraulischen Designs verbleibenden geringen
Driftvorgänge und Exemplarstreuungen
werden so sicher erkannt und
kompensiert. Dadurch kann aus Gesamtsystemsicht
bei Einsatz dieses Injektorkonzepts
bei konventionellen Dieselbrennverfahren
auf kostenintensive zusätzliche
Closed-Loop-Regelkreise auf Basis
von Zylinderdruck- oder Lambdasondensignal
verzichtet werden.
Bild 10: K. Döhmel (Shell) bei der
Plenar-Eröffnungs-Sektion
Dieser Vortrag stellt das gewählte Direktantriebskonzept
sowie der Mengenregelkreis
vor. Neben der hydraulischen
Performance des Injektors werden erste
motorische Ergebnisse von Einzylinder-
und Mehrzylindermotoren diskutiert,
die das im Vergleich zu aktuellen Lösungen
deutlich erweiterte Potenzial
dieses Injektorkonzepts zur Erfüllung
zukünftiger Anforderungen bestätigen.
7 Elektrifizierung des
Antriebsstranges
Bild 12 zeigt das Podium im Festsaal dieser
Sektion.
Dr. G. Schmidt, Vice President, Ford Motor
Company, Dearborn, MI, USA: „Energie
und ihre Speicherung – der Weg zu
einer nachhaltigen Mobilität“:
Aus dem weiterhin stark wachsenden
globalen Energiebedarf resultieren große
gesellschaftliche und ökologische Herausforderungen.Energieversorgungssicherheit,
Energiekosten und globaler
Klimawandel – mit verursacht durch die
vermehrte Verfeuerung fossiler Brennstoffe
aufgrund des erhöhten Energiebedarfs
– erfahren daher verstärkte Bedeutung
und Aufmerksamkeit. Da auch der
Individualverkehr zum Energieverbrauch
beiträgt, steht neben anderen
auch die Automobilindustrie vor der Herausforderung,
Lösungen zu entwickeln,
die weiterhin individuelle nachhaltige
Mobilität ermöglichen. Die gesellschaftlichen,
ökonomischen und ökologischen
Aspekte individueller nachhaltiger Mobilität
können stark vereinfacht auf die Attribute
energieeffizient, umweltfreundlich,
komfortabel, erschwinglich und gesellschaftlich
anerkannt reduziert werden.
Unter besonderer Berücksichtigung
dieser Attribute diskutiert dieser Beitrag,
ausgehend von den primären Energiequellen,
die Bedeutung möglicher zukünftiger
Energieträger (Kraftstoffe) in
der automobilen Anwendung, in dem
neben den charakteristischen Kenngrößen
der Energieträger auch die Auswirkungen
auf ihre Speicherung im Fahrzeug
dargestellt werden, bevor eine Gesamtbewertung
der Nachhaltigkeit für
die gesamt sogenannte Well-to-Wheel
Kette präsentiert wird. In diesem Zusammenhang
werden auch die Anforderungen
und Herausforderung an Elektro-
Hybrid Fahrzeuge (HEV), Plug-in Hybrid-
Fahrzeuge (PHEV) und Batteriefahrzeuge
(BEV) behandelt.
Univ.-Prof. Dr. G. Hohenberg, Technische
Universität Darmstadt: „Kann der intelligente
Fahrer den Hybrid ersetzen?“:
2006 wurde schon im Rahmen des 27.
Wiener Motorensymposiums über Theorie
und Praxis des Hybridantriebs des Lexus
RX 400h berichtet. Der hier vorgestellte
Beitrag stellt die Fortführung
dieses Themas anhand des neuen Lexus
LS 600h L dar.
Was hat sich seit 2006 verändert? Das
E-CVT-Getriebe ist als sogenanntes Two-
Mode-Konzept ausgeführt. Damit liegen
die Verbräuche auch bei hohen Fahrgeschwindigkeiten
im akzeptablen Bereich.
Durch motorische Weiterentwicklung
ist es gelungen, das Hybridsystem
hinsichtlich des Komforts zu verbessern.
Das Start/Stopp-Verhalten wurde gegenüber
dem bereits richtungsweisenden
Lexus RX 400h nochmals optimiert. Der
Lexus LS 600h L ist in diesem Punkt State-of-the-Art.
Vergleicht man den Verbrauch des Lexus
LS 600h L mit anderen Premium
Class Fahrzeugen, so zeigt sich, dass selbst
ein intelligenter, vorausschauender Fahrer
die Vorteile des Hybridkonzept nicht
aufwiegen kann. Nicht nur in Relation
zum Ottomotor, sondern auch beim Ver-
MTZextra 9

TAgungSbErIChT
gleich zu Dieselfahrzeugen ist der Verbrauchsvorteil
für den Hybrid im realen
Verkehr offenkundig. Je vorausschauender
sich der Fahrer hierbei verhält, desto
höher ist die Verbrauchseinsparung gegenüber
dem oft als Alternative genannten
Dieselmotor. Bei prädiktiver Fahrweise
ergeben sich rund 30 % CO 2 -Vorteil für
den Hybrid im Stadtverkehr gegenüber
dem Diesel. Bei dynamischer Fahrweise
hingegen verringert sich der Unterschied
deutlich auf rund 10 %. Dies erklärt die
zum Teil sehr unterschiedlichen Testergebnisse
zwischen dem Hybrid und dem
Diesel in der Presse.
Natürlich ist auch der Hybrid nicht
die allumfassende Lösung des aktuellen
CO 2 -Problems. Es wird abschließend gezeigt,
dass Hybrid und/oder Diesel alleine
nicht ausreichen, um die angestrebten
CO 2 -Ziele zu erreichen. Ein
Downsizing der Fahrzeuge ist folglich
die Konsequenz unter dem Aspekt einer
intelligent simplicity.
Dr. T. Weber, Mitglied des Vorstands,
Daimler AG, Stuttgart: „Elektrifizierung
des Fahrzeuges – ein Trend für die Zukunft“:
Die Hybrid-Technologie ist ein wichtiger
Bestandteil der Antriebsstrategie zu
nachhaltiger Mobilität – vor allem deshalb,
weil der Verbrennungsmotor auch
in den kommenden Jahrzehnten eine
zentrale Antriebsform sein wird und
mittels der Hybrid-Option weitere Effizienzsteigerungen
und damit Verbrauchsoptimierungen
erzielt werden können.
Daimler entwickelt daher grundsätzlich
nur noch Fahrzeuge und Motoren,
die eine Hybridisierung erlauben. Dennoch
müssen Hybridfahrzeuge realistisch
eingeschätzt werden: im Hinblick
auf ihr Marktpotenzial, die Produktions-
Kapazitäten und ihren Verbrauchsvorteil.
Aktuell liegt der Marktanteil von
Hybridfahrzeugen bei rund 500.000 Einheiten
bei einem weltweiten Pkw-Absatz
von 57,5 Millionen Einheiten. Dies entspricht
nur etwa 0,9 Prozent der weltweit
verkauften Fahrzeuge. Und für das
Jahr 2020 werden beispielsweise für die
USA Hybrid-Marktanteile zwischen sechs
und dreißig Prozent prognostiziert.
Auch die verfügbaren Produktionskapazitäten
zeigen, dass die Hybridisierung
nur eine Maßnahme unter vielen sein
kann: Bis 2010 wird eine Steigerung der
weltweiten Hybrid-Kapazitäten auf jähr-
10
MTZextra
Wiener Motorensymposium
Bild 11: Prof. Schaller (MAN) bei der
Plenar-Eröffnungs-Sektion
lich rund eine Million Einheiten erwartet;
dies deckt jedoch nur knapp zwei
Prozent des weltweiten Pkw-Bedarfs.
Dazu kommt, dass die Verbrauchsvorteile
des Hybriden nicht in jedem Mobilitätsszenario
wirksam werden: So ist der
Diesel dem Hybrid-Fahrzeug beispielsweise
im Langstrecken-Verkehr heute
zum Teil immer noch überlegen. Daher
wird auch die Dieseltechnologie in den
kommenden Jahren einen weitaus größeren
Beitrag zur Verbrauchs- und CO 2 -
Einsparung leisten als Benzin-Hybride.
Besonders große Potenziale sieht
Daimler in der Kombination eines Hybridmoduls
mit der sauberen Dieseltechnologie
BlueTEC. 2010 werden die ersten
Mercedes-Benz Pkw mit BlueTEC Hybrid
auf den Markt kommen.
8 Aufladung
Prof. Dr.-Ing. H. Zellbeck (Vortragender),
Dipl.-Ing. T. Roß, Dipl.-Ing. C. Guhr, Technische
Universität Dresden: „Mit neuen Methoden
zum richtigen Aufladesystem“:
Einstufige Aufladesysteme erfüllen
heute oft nicht mehr ausreichend die
gestellten Anforderungen. Im Gegensatz
zum Ottomotor fällt beim Dieselmotor
aufgrund niedrigerer Abgastemperatur
und geringerer Sensibilität auf den Restgasgehalt
die Wahl klar auf eine 2-stufig
geregelte Abgasturboaufladung. Die
Auslegung und Erprobung moderner
Aufladesysteme ist aufgrund ihrer Komplexität
mit einem immer höheren Aufwand
verbunden. Dies beginnt mit rein
theoretischen Vorüberlegungen und endet
bei der endgültigen Erprobung des
Gesamtsystems im Fahrzeug. Um diesen
Prozess möglichst effizient zu gestalten,
ist nicht nur eine parallele Nutzung verschiedenster
Entwicklungsmethoden
erforderlich, sondern der Schlüssel liegt
in deren enger Verknüpfung. Ausgehend
vom thermodynamischen Verhalten
des Grundmotors kann schon in
einem frühen Stadium ein 1D-Simulationsmodell
erstellt werden. Nach der
Vorauswahl der Aufladegruppe durch
theoretische Konzeptstudien wird diese
durch die 1D-Simulation in Hinblick auf
Wechselwirkung mit dem Grundmotor
angepasst. Die Messdatenerfassung der
gesamten Aufladegruppe wird am alternativen
Heißgasprüfstand durchgeführt.
Die konstruktive Umsetzung der
Aufladegruppe in einem CAD-System
liefert neben den entsprechenden Daten
für die spätere Fertigung auch die
Grundlage für eine 3D-CFD-Simulation.
Detaillierte Untersuchungen können
durch direkte Kopplung von 1D- und
3D-Berechnung vorgenommen werden.
Aus den gewonnenen Ergebnissen kann
sofort eine Rückkopplung auf die Konstruktion
erfolgen.
Erst jetzt beginnt letztendlich die
Fertigung der ersten Aufladegruppe,
um sie anschließend am Basistriebwerk
zu testen. Parallel zur Erprobung am
hochdynamischen Motorenprüfstand
werden die notwendigen Reglerstrukturen
entwickelt. Auch hier bietet es sich
an, die Entwicklung schon auf Softwareebene
durch Kopplung mit dem
1D-Prozeßmodell vorzunehmen. Dies
erweitert die Untersuchungsmöglichkeiten
um ein Vielfaches, da auch Betriebszustände
abgebildet werden können,
die am Versuchsträger nur schwierig
beziehungsweise überhaupt nicht
angefahren werden können. Hierdurch
wird eine geschlossene Kette aller Entwicklungswerkzeuge
geschaffen, die die
Effizienz des gesamten Entwicklungsprozesses
optimiert. In diesem Beitrag
wird ein solch verketteter Entwicklungsprozess
am Beispiel einer zweistufig geregelten
Abgasturboaufladung für einen
Dieselmotor aufgezeigt.

Dr.-Ing. H. Németh (Vortragender),
Prof. Dr.-Ing. L. Palkovics, Knorr-Bremse
R&D Center, Budapest; Prof. Dr.-Ing. H.
Hitziger, Dr.-Ing. E. Gerum, Knorr-Bremse
SfN GmbH, München; Prof. Dr.-Ing. R.
Flierl, Technische Universität Kaiserslautern:
„PBS – Ein neuer Ansatz zur Verbesserung
des Drehmomentverhaltens
aufgeladener Dieselmotoren durch
Lufteinblasen”:
Versuche, durch Einblasen zusätzlicher
Druckluft das Ansprechverhalten
aufgeladener Verbrennungsmotoren zu
verbessern, sind seit langem bekannt. Diese
Bemühungen waren bisher jedoch
von geringem Erfolg, da die Ansprechzeit
auf Grund der verwendeten Komponenten
zu träge war, vor allem aber der
zusätzliche, hohe Luftbedarf nicht von
serienmäßig installierten oder verfügbaren
Kompressoren geliefert werden
konnte. Durch eine sich anbietende Kombination
parallel laufender Entwicklungen
der letzten Jahre
– bei den NFZ Diesel Motoren die elektronische
Einspritzung, zum Beispiel
Common Rail,
– bei den NFZ Bremsen hochdynamische,
elektronisch geregelte Druckluft-Komponenten
ist es gelungen, ein auf Serien-Komponenten
aufgebautes und einfach in die
Ladeluftleitung zu integrierendes System
zur Vorserienreife zu entwickeln,
das eine beachtliche Verbesserung des
Ansprech- und Beschleunigungsverhaltens
des Motors und des Fahrzeuges ergibt.
Der minimierte, zusätzliche Luftbedarf
kann dabei in aller Regel durch eine
Optimierung des serienmäßigen Druckluftsystems
bereitgestellt werden.
Im vorliegenden Vortrag werden die
Entwicklung und Funktion des Systems
selbst sowie die Ergebnisse von Simulationsberechnungen,Motor-Prüfstands-Läufen
und Fahrversuchen dargestellt.
Dipl.-Ing. A. Königstein (Vortragender),
Dipl.-Ing. P.-I. Larsson, General Motors
Powertrain Europe, Rüsselsheim; Prof.
Dr. U. D. Grebe, Dr. K.-J. Wu, General Motors
Powertrain, Pontiac, MI, USA: „Differenzierte
Analyse von Downsizing-
Konzepten“:
Beim Downsizing wird ein Saugmotor
durch einen hubraumkleineren Motor
mit Aufladung genutzt. In der Vergangenheit
wurde Downsizing zur Leistungssteigerung
eingesetzt, heute jedoch stellt
Bild 12: Podium im Festsaal: v.l.n.r. Dr. Weber (Daimler), Prof. Hohenberg (TU Darmstadt), Dr.
Schmidt (Ford)
es zunehmend ein Konzept zur Kraftstoffverbrauchsreduzierung
dar.
Eine detaillierte Analyse zeigt, dass
turboaufgeladene Benzinmotoren einen
höheren spezifischen Verbrauch haben
als Saugmotoren. Erst wenn man beide
Motorvarianten bei gleichem Drehmoment
vergleicht, das heißt den hubraumkleineren
Turbomotor bei einem dem
Hubraumunterschied proportional höheren
Mitteldruck betreibt, weist der Turbomotor
zumindest im unteren Lastbereich
einen günstigeren Kraftstoffverbrauch
auf. Dieser Lastbereich lässt sich
vergrößern, indem man den Hubraum
des Turbomotors klein wählt. Ein Downsizingfaktor
(Hubraum des Saugmotors/
Hubraum des Turbomotors) von mindestens
1,4 erscheint sinnvoll. Um jedoch
auch im Fahrzeug einen weiteren Verbrauchsvorteil
zu erzielen, ist es erforderlich,
zudem die Gesamtübersetzung zu
verlängern. Diese Vorgehensweise ist
sinnvoll, da zum einen die Nenndrehzahl
von aufgeladenen Motoren niedriger liegt
als bei Saugmotoren, zum anderen das
Drehmoment des leistungsgleichen Turbomotors
deutlich höher ist. Die maximal
mögliche Gesamtübersetzung wird
jedoch durch Faktoren wie Anfahrbarkeit
und „Drive Quality“ beschränkt. Insgesamt
ist Downsizing nicht allein ein Motorkonzept,
sondern beschreibt eine effiziente
Kombination von Motor, Getriebe
und Fahrzeug. Unter günstigen und vergleichbaren
Randbedingungen lassen
sich Verbrauchsvorteile von zirka 11 % erreichen.
Dieser Vorteil sinkt jedoch mit
steigendem Fahrzeuggewicht.
9 Verbrennung
Prof. Dr.-Ing. S. Pischinger (Vortragender),
Dipl.-Ing. K. G. Stapf, Dipl.-Ing. D. Seebach,
Dipl.-Ing. C. Bücker, RWTH Aachen; Priv.
Doz. Dr.-Ing P. Adomeit, Dr.-Ing. J. Ewald,
FEV Motorentechnik GmbH, Aachen:
„Controlled Auto-Ignition: Kontrolle
der Verbrennungsrate durch gezielte
Schichtung“:
Ein viel versprechender Ansatz, zukünftige
Ziele für Ottomotoren zu erreichen,
stellt der Einsatz des modernen
CAI-Brennverfahrens dar (Controlled Auto-Ignition).
Ein Motorbetrieb mit diesem
Brennverfahren ist aus akustischen
Gründen nur in der Teillast möglich und
zu hohen Lasten und Drehzahlen hin begrenzt.
Außerdem ist ein erhöhter Regelungsbedarf
für dieses Verfahren kennzeichnend,
um den Motor selbstzündend
betreiben zu können.
In der vorliegenden Arbeit werden verschiedene
Möglichkeiten der gezielten
Einflussnahme auf die Schichtung im Zylinder
und die Verbrennungsrate des CAI-
Motors bewertet. Dabei werden vor allem
unterschiedliche Restgasstrategien sowie
Einspritzzeitpunkte untersucht und die
daraus resultierende Schichtung im
Brennraum durch numerische Kennzahlen
quantifiziert. Es wird gezeigt, dass
es eine direkte Korrelation der lokalen
Verteilung von Kraftstoff, Luft und Restgas
im Brennraum mit dem Brennbeginn
und der Brenndauer gibt. Eine starke Ungleichverteilung
des Kraftstoffs im Brennraum
führt zu einer schnelleren Verbrennung.
Dahingegen führt eine starke
MTZextra 11

TAgungSbErIChT
Bild 1 : Plenarvortrag Prof. Winterkorn (VW)
bei der Plenar-Schluss-Sektion
Schichtung des Restgases im Zylinder zu
einer verzögerten und langsameren Verbrennung.
Ebenso wird der Einsatz des
alternativen Kraftstoffs E85 untersucht.
Dieser zeigt im motorischen Versuch das
Potenzial, den Betriebsbereich des CAI-
Brennverfahrens auszuweiten.
Dr.-Ing. M. Alt (Vortragender), Prof. Dr.-
Ing. U. D. Grebe, J. R. Dulzo, M.S.E.E., V. A.
Ramappan, M.S.M.E., General Motors Powertrain,
Pontiac, MI, USA; Dipl.-Ing. P.
Kafarnik, General Motors Powertrain Europe,
Rüsselsheim; P. M. Najt, M.S.M.E.,
General Motors Research & Development,
Warren, MI, USA: „HCCI – vom Labor auf
die Straße“:
GM hat den HCCI Verbrennungsprozess
in zwei alltagstauglichen Konzept-
Fahrzeugen vorgestellt.
Die Umsetzung der stationären Verbrauchsvorteile
eines Einzylindermotors
im Labor in die Anwendung eines
Pkw stellt dabei eine erhebliche Herausforderung
dar. Insbesondere der transiente
HCCI Betrieb wird erst möglich
durch die Entwicklung der Hochleistungs-Motorelektronik
zur Steuerung
der Direkteinspritzung und des variablen
Ventiltriebs sowie der Zylinderdrucksensorik.
Dabei übernimmt der
variable Ventiltrieb die Restgassteuerung
und die Direkteinspritzung den
Ausgleich der Zylinderunterschiede. Zur
12
MTZextra
Wiener Motorensymposium
Kompensation des Einflusses nicht steuerbarer
Randbedingungen, wie zum Beispiel
Kraftstoffeigenschaften und Umweltbedingungen
auf die Schwerpunktlage
der Verbrennung, ist eine robuste
Motorsteuerung mit Zylinderdrucksensorik
notwendig. Das Ziel der Entwicklung
ist die Maximierung des nutzbaren
HCCI Kennfeldbereichs, um eine Verbrauchssenkung
in einem größtmöglichen
Spektrum verschiedener Motor-
Fahrzeugkombinationen zu erreichen.
Das HCCI Verbrennungskonzept erlaubt
eine Kraftstoffverbrauchsreduzierung
von bis zu 15 % im europäischen Testzyklus
gegenüber einem Motor mit
Saugrohreinspritzung, ohne die Kosten-
, Gewichts- und Leistungsvorteile des
Ottomotors aufzugeben.
Dr.-Ing. W. Steiger (Vortragender), Dr.-
Ing. C. Jelitto, Dipl.-Ing. S. Schmerbeck,
Volkswagen AG, Wolfsburg: „GCI and
CCS – Zwei neue Brennverfahren von
Volkswagen“:
In der Konzernforschung Antriebe der
Volkswagen Aktiengesellschaft werden
Konzepte zur teilweisen Selbstzündung
beim Ottomotor (GCI) und zur teilweisen
Homogenisierung beim Dieselmotor intensiv
untersucht. Beide Brennverfahren
werden beschrieben und bewertet. Das
Ziel ist, die Vorteile des emissionsarmen
Ottobrennverfahrens mit der Effizienz
des selbstzündenden Dieselbrennverfahrens
zu kombinieren.
Die Zusammenführung beider Brennverfahren
wird als CCS-Brennverfahren
bezeichnet. Dazu werden im Besonderen
auch Kraftstoffe eingesetzt, deren Eigenschaften
die Anforderungen des Brennverfahrens
erfüllen.
Auf der Basis eines Ottomotors hat die
Konzernforschung Antriebe der Volkswagen
AG ein neues innovatives Brennverfahren,
das GCI-Brennverfahren, entwickelt
und im Jahre 2006 der Öffentlichkeit
im Fahrzeug vorgestellt. Das GCI-
Brennverfahren ist sowohl an freisaugenden
als auch an aufgeladenen Ottomotoren
umgesetzt und bewertet worden.
Alle erforderlichen technologischen
Vorausetzungen für eine Serieneinführung
werden erfüllt und der notwendige
Aufwand ist bekannt. Die aufgebauten
Versuchsträger erfüllen mit einem konventionellen
Drei-Wege-Katalysator trotz
eines überstöchiometrischen GCI-Betriebs
die gesetzlichen Abgaswerte.
10 Abgasnachbehandlung
Dr. T. Fukuma (Vortragender), T. Asanuma,
Dr. N. Ohashi, M. Inoue, K. Ishibashi, Toyota
Motor Corporation, Shizuoka, Japan:
„Toyota‘s Diesel-Abgasnachbehandlungsstrategie
für zukünftige Emissionsgrenzwerte“:
Toyota führte 2003 das auf dem Toyota
D-CAT-Konzept basierende Diesel Partikel-und
NO x -Reduktionssystem (DPNR)
in Europa ein und hat das System zur Erfüllung
zukünftiger Emissionsanforderungen
weiterentwickelt. Es wurden weitere
wichtige Fortschritte im Bereich des
NO x -Katalysatormaterials erzielt, um die
thermische Widerstandsfähigkeit zu erhöhen
und die Effizienz der Entschwefelung
zu verbessern. Die hohe thermische
Widerstandsfähigkeit des NO x -Katalysators
durch die Pt-O-Ce-Bindung führt zu
einer Unterdrückung von Agglomeration
des Edelmetalls, wodurch eine höhere
katalytische Aktivität nach Alterung besonders
bei niedrigen Temperaturen erreicht
wird. Das Entschwefelungsvermögen
wurde durch Zugabe von TiO 2 zum
Trägermaterial sowie durch homogene
Temperaturverteilung im gesamten Katalysator
und Anfettung der Verbrennung
zusätzlich zur Kraftstoffeinspritzung in
den Auslasstrakt zur Reduktionsteuerung
gesteigert. Durch diese Verbesserungsmaßnahmen
wurde eine NO x -Konversionsrate
von über 70 % im europäischen
Fahrzyklus (NEDC) nach Alterung
erreicht und weiter mit Einsatz einer
Schwefel-Falle erhöht. Der Vergleich zwischen
der verbesserten NSR und der SCR
mit Harnstofflösung wurde sorgfältig
durchgeführt, um Entscheidungen für
die zukünftige Strategie unter Berücksichtigung
der NO x -Konversionsrate, Verbrauchseinbußen,
Systemkosten, Fahrzeug-Packaging
und auch Entwicklungszeiten
zu treffen. Daher wurde der Beschluss
gefasst, dass NSR die optimale
Lösung für Fahrzeuge des C- und D-Segments
sind.
Dr. phil. nat. U. Göbel (Vortragender),
Dipl.-Ing. W. Müller, Dr.-Ing. I. Grisstede, Dr.
rer.nat. F. Rohr, Umicore AG & Co. KG, Hanau:
„Diesel NO x -Abgasnachbehandlungssysteme
für Nordamerika“:
Bei schweren Pkw (SUV) liegt derzeit
der Entwicklungsschwerpunkt bei der
Einführung der Harnstoff-SCR-Technologie.
Für mittlere und leichte Pkw

wird die NO x -Speichertechnologie favorisiert.
2006 wurde eine erste Serienlösung
mit NO x -Speicherkatalysatoren
für die BIN 8 Gesetzgebung in Nordamerika
eingeführt.
Im Vortrag werden Entwicklungsschwerpunkte
zur Stickoxidverminderung
für den Volkswagen Jetta 2,0 l TDI
zur Serieneinführung für die BIN 5/LEV 2-
Gesetzgebung in Nordamerika diskutiert.
Des Weiteren wird anhand von Modellgas-,
Motor- und Fahrzeuguntersuchungen
im Detail auf die Entwicklung eines Abgasnachbehandlungssystems
mit NO x -
Speicherkatalysatoren eingegangen.
Wichtigste Entwicklungsziele für NO x -
Nachbehandlungstechnologien sind die
Erweiterung des aktiven Temperaturfensters
sowie die Verbesserung der Hochtemperaturstabilität
bei gleichzeitig verbesserten
Entschwefelungseigenschaften
der einzelnen Katalysatorkomponenten.
Weiterhin stellt die mit der Einführung
neuer Technologien verbundene Systemoptimierung
eine Herausforderung
dar, die im Zusammenspiel von OEM
und Zulieferindustrie gemeinsam gelöst
werden muss.
Dr. H. S. Gandhi (Vortragender), Dr. J. R.
Theis, Ford Motor Company, Dearborn,
MI, USA: „Einsatzpotenzial von SCR Technologie
für Benzin-Direkteinspritzer-Motoren”:
Bisher erfolgte die NO x -Reduzierung
bei direkt einspritzenden Ottomotoren
durch NO x -Speicherkatalysatoren (LNT).
Die selektive katalytische Reduktion mit
NH 3 (SCR) bietet gegenüber der LNT eine
Vielzahl von Vorteilen, wie zum Beispiel
ein vergrößertes Temperaturfenster und
eine bessere Robustheit gegenüber wechselnden
Rohemissionen.
Außerdem benötigen SCR-Katalysatoren
zur Konvertierung nicht die bei
LNT erforderlichen Fett-Sprünge. Schließlich
kommen in SCR-Katalysatoren – anders
als LNT – günstigere Basismetalle
zum Einsatz. Es wird befürchtet, dass
sich die Funktion Zeolith basierter SCR-
Katalysatoren im Betrieb unter fetten Bedingungen
bei hohen Abgastemperaturen
– zum Beispiel während des Anhängerbetriebes
– für Fahrzeuganwendungen
unzulässig verschlechtert. Deshalb
werden im Labor Proben von Fe- und
Cu-Zeolith SCR-Katalysatoren unter hohen
Temperaturen bei verschiedenen
Luftverhältnissen gealtert.
Beide SCR-Formulierungen zeigen
auch nach der Alterung immer noch ausreichende
NO x -Konvertierungsraten für
GDI-Motoren. Der Einfluss von Schwefel
auf die Alterung von SCR Katalysatoren
wird ebenfalls untersucht. Eine optimierte
Kombination von Fe- und Cu-Katalysatoren
zeigt eine robuste NO x -Konvertierung
für verschiedene NO-Konzentrationen
und Temperaturen. Schließlich
werden die Auswirkungen des Verhältnisses
NH 3 /NO auf die Konvertierung von
NO x und der NH 3 -Schlupf untersucht.
11 Hybrid / Otto – Diesel
Dipl.-Ing. O. Bitsche (Vortragender), Dipl.-
Ing. J. Schenk, Dr. N. Armstrong, Dipl.-Ing. O.
Vollrath, Dipl.Ing(FH) P. Antony, Daimler
AG, Stuttgart. „Hybrid im Premiumsegment
– Szenarien und Lösungen von
Mercedes-Benz“:
Im Zuge der ständig steigenden Anforderungen
an die Ökologie und Ökonomie
von Fahrzeugen gewinnt neben der
weiteren Optimierung von Motoren und
Getrieben in zunehmendem Maße die
Elektrifizierung des Antriebsstrangs an
Bedeutung. Durch die modulare Gestaltung
der hybridspezifischen Bausteine
wie Start/Stopp-Systeme, integrierte E-
Maschinen, Leistungselektroniken, skalierbare
Batteriesysteme und Nebenaggregate
und deren geschickte Kombination
lassen sich verschiedenste Hybridisierungsgrade
darstellen. Mit Standardbauräumen
für die Hybridkomponenten an
allen Powertrains und in allen Fahrzeugklassen
ist damit bei Mercedes-Benz die
Möglichkeit einer breiten, aber zugleich
baureihentypischen Hybridisierung geschaffen
worden.
Prof. A. E. Catania, Prof. E. Spessa, Politecnico
di Torino, Dr. V. Paladini, (Vortragende),
Dr. A. Vassallo, General Motors
Powertrain Europe, Turin: “Einfluss
von Hybrid-Betrieb auf Kraftstoffverbrauch
und Abgase für Micro-, Mild-
und Voll-Hybrid Applikationen an
einem Dieselmotor“:
Es wurden experimentell die Potenziale
einer Kraftstoffverbrauchsreduzierung
und die Herausforderungen bezüglich
der Abgasemissionen von Micro-,
Mild- und Voll-Hydbrid-Applikationen
für leichte Nutzfahrzeuge basierend auf
dem GM 1,9-l-Vierzylinder-Reihenmotor
Bild 14: Plenarvortrag F. Fehrenbach (Bosch)
bei der Plenar-Schluss-Sektion
bewertet. Auf dem dynamischen Motorprüfstand
wurden optimierte Hybrid-Zyklen
nachgefahren und die Ergebnisse mit
dem konventionellen Basismotor verglichen.
Hierbei zeigte sich, dass die Hybridisierung
auch im Zusammenspiel
mit bereits hocheffizienten Verbrennungsmotoren
(Diesel) sinnvoll sein
kann. Der Micro-Hybrid reduziert den
Kraftstoffverbrauch um zirka 4 %, Mild-
Hybrid (zum Beispiel Starter-Generator)
um zirka 10 % und Vollhybrid (Power
Split) zirka 14 %. Auch die Abgasemissionen
wurden durch die Hybridisierung
beeinflusst. Es zeigte sich spezifisches
Verhalten bezüglich der Abgasbestandteile
in Abhängigkeit des gewählten Systems.
Insbesondere HC und CO zeigten
eine generelle Verbesserung durch die
Reduzierung der Motorleerlaufanteile.
Dahingegen zeigte sich beim Voll-Hybrid
ein Anstieg von NO x und PM, der eine Anpassung
der Motorkalibrierung erforderlich
machte, um die Emissionswerte der
zugrundegelegten Ausgangsapplikation
wieder einzustellen. Hiermit wurde bestätigt,
dass Hybridisierung, insbesondere
beim Voll-Hybrid, keine einfache Plugand-Play
Lösung darstellt. Vielmehr ist es
erforderlich, Hybridsysteme in die Basismotorkonstruktion
zu integrieren.
Dr.-Ing. R. Marquard (Vortragender),
Dr.-Ing. Dipl.-Wirt. Ing. A. Hanenkamp,
MTZextra 1

TAgungSbErIChT
Bild 15: Plenarvortrag Dr. Zetsche (Daimler) bei
der Plenar-Schluss-Sektion
MAN Diesel SE, Augsburg: „Der MAN
32/40 PGI, eine Synthese aus Otto- und
Dieselmotor“:
Kraftwerke mit Großgasmotoren bieten
aufgrund ihres thermodynamischen
Grundprozesses die Möglichkeit, wirkungsgradoptimal
betrieben zu werden.
Dabei kommen als Basismotoren die Architekturen
von Großdieselmotoren mit
den hohen Potenzialen für Mitteldrücke,
Kompressionsenddrücke und Aufladeverhältnisse
zum Einsatz. Als Brennverfahren
kommt bei Gasmotoren das Mager-Ottoverfahren
mit Gemischverdichtung
zum Einsatz. Die Zündung des mageren
Gas-Luftgemisches erfolgt entweder
über Zündkerzen oder über die Einspritzung
einer kleinen selbstzündenden
Dieselkraftstoffmenge.
Für steigende Mitteldrücke muss die
Zündenergie der Zündkerzen sehr stark
erhöht werden, so dass der Verschleiß
der Zündkerzen überproportional zunimmt.
Eine Ausnutzung des gegebenen
Mitteldruckpotenzials ist daher
aus wirtschaftlicher Sicht problematisch.
Das von der MAN entwickelte PGI
(Performance Gas Injection) Verfahren
setzt seine hohe Zündenergie zur Zündung
von sehr mageren Gemischen ein.
Dies führt zu geringen NO x -Emissionen
kombiniert mit einem hohen Wirkungsgrad.
Zusätzlich ermöglicht das
PGI Verfahren durch die starke Abmagerungsfähigkeit
eine Aufweitung des
Betriebsfensters.
14
MTZextra
Wiener Motorensymposium
12 Antriebsstrang
Dipl.-Ing. F. Eichler (Vortragender), Dipl.-Ing.
A. Fürschuss, Dr.-Ing. M. Hart, Dipl.-Ing. R.
Schaich, Dipl.-Ing. B. Tschamon, Dipl.-Ing. R.
Illenberger, Dipl.-Ing. M. Glose, Dipl.-Ing. W.
Zimmermann, Mercedes-AMG GmbH, Affalterbach:
„Der Antriebsstrang des neuen
C63 AMG“:
Basierend auf dem mit der Markteinführung
des ML63 im Jahr 2005 erstmals
verbauten AMG M156 Triebwerks, wurde
in Kombination mit dem NAG2 7 Gang
Wandlergetriebe ein sehr performanceorientiertes
und emotionales Antriebskonzept
für den neuen C63 AMG geschaffen.Der
6,2 l große M156 Motor repräsentiert
dabei die erste bei AMG komplett in
Eigenregie durchgeführte Motorentwicklung,
die nicht auf einem Grundtriebwerk
der Konzernmutter Daimler basiert.
Der Antrieb zeichnet sich durch eine
spezifisch geringe Masse, hervorragende
Leistungs- und Drehmomentwerte
sowie eine trotz der hohen Zylindervolumen
ausgeprägte Drehfreude aus. Ein
besonderes Augenmerk wurde dabei auf
eine effiziente Verbrennung und einen
hohen mechanischen Wirkungsgrad gelegt.
Dafür leistet unter anderem das
erstmals in einem Serienmotor zur Zylinderlaufbahnbeschichtung
angewendete
LDS Verfahren im Verbund mit einer äußerst
formstabilen Linerstruktur einen
wertvollen Beitrag.
Durch eine Platz sparende Gestaltung
der Zylinderköpfe und des Kurbeltriebs
sowie durch den hohen Integrationsgrad
der einzelnen Systeme baut der Motor
für einen Hubraum dieser Größenordnung
sehr kompakt. So gelang es den Ingenieuren,
das Triebwerk in den konzeptbedingt
engen Bauraum eines Fahrzeuges
der oberen Mittelklasse unterzubringen.
Damit stellt sich die neue C-
Klasse in ihrer Top Motorisierung bezüglich
Leistung, Drehmoment und Effizienz
im Real Life Zyklus an die Spitze der
relevanten Wettbewerber.
Dr.-Ing. L. Spiegel (Vortragender),
Dipl.-Ing. M. Kerkau, Dipl.-Ing. G. Bofinger,
Dipl.-Ing. S. Müller, Dipl.-Ing. R. Meier, Dr.-
Ing. H.-J. Neußer, Dr.Ing.h.c.F.Porsche
AG, Weissach: „Antriebsmanagement
bei Sportfahrzeugen zur Reduzierung
des Kraftstoffverbrauchs“:
Der Vortrag zeigt zunächst im Rahmen
der Porsche Auslegungsphilosophie
den genutzten Technologieraum zur
Darstellung eines sportwagentypischen
Fahrzeugantriebs. Das Antriebsmanagement
koordiniert die umgesetzten Technologien
zu einem sportlich effizienten
Antrieb. Dem Fahrer wird die Möglichkeit
zur individuellen Einflussnahme
durch die alternative Wahl eines Normal-
beziehungsweise Sportprogramms gegeben.
Daneben wird die Umsetzung eines
Thermomanagements zur Optimierung
des Motorwarmlaufs, sowie von Teillast-
und Volllastbetrieb unter den Aspekten
eines Sportfahrzeugs betrachtet. Detailliert
wird das Potenzial eines Leerlaufstopp-Systems
und dessen komplexe Integration
ins Gesamtfahrzeug beschrieben.
Weiterhin werden adaptive Schaltstrategien
bei Automatikgetrieben zur automatischen,
verbrauchsoptimierten beziehungsweise
performance-orientierten
Schaltpunktwahl vorgestellt.
Dipl.-Ing.(FH) M. Bek (Vortragender),
Dipl.-Ing.(FH) P. Schiele, ZF Getriebe GmbH,
Friedrichshafen: „Der hydraulische Impulsspeicher
– ein Beitrag der ZF-Automatgetriebe
zur CO 2 -Reduzierung“:
Mit der Entwicklung einer Achtgang-
Automatgetriebebaureihe leistet ZF einen
erheblichen Beitrag zur Verbrauchseinsparung
und damit auch zur CO 2 -
Reduzierung. Neben den Maßnahmen
im Getriebe bietet die Achtgang-Baureihe
auch die Möglichkeit zum Betrieb
mit einer Motor-Start-Stopp-Funktion,
die bei Fahrzeugstillstand den Motor abstellt
und somit den Leerlaufverbrauch
vermeidet.
In den Motor-Stopp-Phasen wird die
Ölpumpe des Automatgetriebes nicht
mehr angetrieben, somit fällt die Öldruckversorgung
in diesen Phasen aus,
die Schaltelemente öffnen sich und das
Getriebe geht in Neutralstellung. Um aus
einer Motor-Stopp-Phase heraus einem
spontanen Anfahrwunsch des Fahrers
gerecht zu werden, ist neben einem
schnellstartenden Motor auch ein Automatgetriebe
notwendig, dessen Schaltelemente
während des Motorhochlaufs
so schnell geschlossen werden können,
dass allein der Motorhochlauf den Anfahrvorgang
bestimmt. Das zur schnellen
Befüllung der Schaltelemente notwendige
Ölvolumen muss dazu in kurzer
Zeit zur Verfügung stehen.
Während des Startvorgangs steht jedoch
aufgrund des Drehzahlhochlaufs

von Verbrennungsmotor und Getriebeölpumpe
nicht genügend Ölvolumen
zur Verfügung, um die Schaltelemente
in der vorgegebenen Zeit befüllen und
schließen zu können. Der hydraulische
Impulsspeicher, der mit Hilfe eines gespeicherten
Ölvolumens beim Motorstart
die Schaltelemente sehr schnell
befüllt, löst dieses Problem auf elegante
Weise.
Der hydraulische Impulsspeicher besteht
aus einem Federspeicher, der durch
den im Normalbetrieb des Getriebes vorhandenen
Öldruck geladen und im geladenen
Zustand durch eine Rastierung
verriegelt wird. Beim Motorstart löst sich
die Verriegelung und das Ölvolumen
wird freigegeben. Mit Hilfe des gespeicherten
Ölvolumens können nun die
zum Anfahren notwendigen Schaltelemente
so schnell befüllt werden, dass für
den Fahrer keinerlei Anfahrverzögerung
bemerkbar wird. Durch die konstruktive
Ausführung der elektromagnetischen
Verriegelung des hydraulischen Impulsspeichers
ist der zur Verriegelung notwendige
Strom sehr gering, weshalb die
Belastung der Batterie in der Motor-
Stopp-Phase ebenfalls sehr gering ist.
Das 8HP-Getriebe von ZF führt allein
bereits zu einer Verbrauchsreduzierung
von zirka 6 % im Vergleich zu der 6HP-
Getriebebaureihe der 2. Generation, die
Möglichkeit zur Nutzung der Motor-
Start-Stopp-Funktion führt zu einer weiteren
Reduktion von zirka 5 % im NEFZ.
1 Neue Ottomotoren
Dr. M. Bollig, Dr. H. Haas, Dr. G. Kiesgen,
Dipl.-Ing. O. Moirano, Dipl.-Ing. J. Schopp
(Vortragender ), Dr. A. Schueers, BMW
Group, München: „Die neue Hochleistungsvariante
der neuen kleinen 4-Zyl.
Motorenfamilie für den MINI Cooper S
Works“:
Die Vierzylinder-Motorfamilie für den
neuen Mini wurde unter Federführung
von BMW in Kooperation mit PSA entwickelt,
und deckte bislang 4 verschiedene
Leistungsstufen mit zwei unterschiedlichen
Technologien ab, die mit unterschiedlichen
Stückzahlen bei BMW und
PSA eingesetzt werden. BMW hat nun
auf Basis dieser Motorfamilie eine eigene
Hochleistungsvariante mit 155 kW /
260 Nm für den neuen Mini John Cooper
Works abgeleitet, die nur im Mini eingesetzt
werden wird. In dem Beitrag wird
aufgezeigt, wie die Zielsetzung für die
Entwicklung war, welche Modifikationen
an der Basisversion vorgenommen
wurden, und welches Ergebnis in Bezug
auf Funktionen und Akustik erreicht
werden konnte.
Dipl.-Ing. M. Fitzen (Vortragender), Dipl.-
Ing. W. Hatz, Dipl.-Ing. A. Eiser, Dr.-Ing. T. Heiduk,
Dipl.-Ing. J. Riegner, Audi AG, Ingolstadt:
„Der Audi 3,0l TFSI – die neue
V6 Spitzenmotorisierung“:
Der 3,0-l-TFSI bildet die neue V6-Spitzenmotorisierung
von Audi. Die Basisauslegung
des Aggregats liegt bei 213 kW
und 420 Nm. Die Grundkonzeption des
Motors wurde von den 2006 überarbeiteten
V6-Saugmotoren inklusive der reibungsreduzierenden
Maßnahmen übernommen.
Völlig neu entwickelt wurde
ein Auflademodul mit integriertem
Rootsgebläse, Bypassregelung und Ladeluftkühlung.
Alle Komponenten sind innerhalb des
V-Raums angeordnet. Durch die extrem
kompakten Abmessungen konnte auch
die Anordnung der Ansaug- und Abgasseite
unverändert von den Saugmotoren
übernommen werden. Im Zusammenspiel
mit der Direkteinspritzung werden
bei Ansprechverhalten, Effizienz und
Akustik neue Maßstäbe gesetzt.
Der neue Audi V6 3,0l TFSI verbindet
hohe Drehmoment- und Leistungswerte
bei hervorragendem Ansprechverhalten
mit den Package- und Abgasvorteilen
eines Saugmotors. Er bietet daher beste
Voraussetzungen für einen breiten Einsatz
innerhalb der Audi-Modellpalette.
Die Erstvorstellung des Aggregats erfolgt
im neuen A6 im Herbst 2008.
Dipl.-Ing. K. Joos (Vortragender), Dipl.-
Ing. P. Lückert, Dipl.-Ing. F. Kreitmann, Dr.-Ing.
N. Merdes, Dr.-Ing. R. Weller, Dipl.-Ing. E.
Rau, Daimler AG, Stuttgart: „Neuer
Mercedes-Benz-V6-Sportmotor – die sportliche
Art Kraftstoff zu sparen“:
Seit dem Frühjahr 2004 wird der V6-
Ottomotor mit der internen Typbezeichnung
M272 bei Mercedes-Benz in Serie
gebaut. Dieser Sechszylindermotor wird
in allen Pkw- Baureihen bei Mercedes-
Benz mit Standard- und Allradantrieb
ohne technische Unterschiede eingesetzt.
Für die Modellpflege der Roadster-Baureihen
SL und SLK wurde auf Basis dieses
3,5 l-V6-Motors in nur 21 Monaten eine
Variante entwickelt, die den sportlichen
Charakter der Fahrzeugbereiche noch
stärker betont. Ziele waren dabei eine
sportliche Leistungsentfaltung mit ausgeprägter
Drehfreudigkeit, eine deutlich
gesteigerte Nennleistung, eine sportlich
angepasste Akustik, und dies alles gepaart
mit einem deutlich verbesserten
Verbrauchsverhalten.
Zur Erfüllung der Kriterien wurden
der Kettentrieb und die Ventilsteuerung
überarbeitet sowie der Ladungswechsel
und die Verbrennung grundsätzlich neu
ausgelegt. Unter Beibehaltung der guten
Füllungswerte konnte die Brennraumturbulenz
wesentlich gesteigert werden.
In Verbindung mit einer verbesserten Gemischaufbereitung
und einer Erhöhung
des Verdichtungsverhältnisses konnte so
sowohl die Leistung als auch der Wirkungsgrad
angehoben werden.
14 Motormechanik
J. Harada (Vortragender), T. Yamada, K. Watanabe,
Toyota Motor Corporation, Aichi,
Japan: „Die neuen 4-Zylinder Ottomotoren
mit VALVEMATIC-System“:
Für die Anwendung in Serienmotoren
der mittleren Hubraumklasse hat Toyota
ein Ventilsystem „Valvematic“ mit kontinuierlich
variablen Steuerzeiten und
Ventilhub entwickelt. Der Kraftstoffverbrauch
in niedriger und mittlerer Teillast
kann durch Verwendung kleinerer
Ventilhübe und früheres Einlassventilschließen
zur Reduzierung der Ladungswechselverluste
verbessert werden.
Das System benutzt einen speziellen
Ventilhebel zur kontinuierlichen Verstellung
der Steuerzeiten und des Ventilhubes,
der zwischen Nockenwelle und
konventionellem Ventilhebel angeordnet
ist. Ein Elektromotor steuert Ventilhub
und -öffnungsdauer, während zusätzlich
sowohl an der Einlass- als auch an der
Auslassnockenwelle ein hydraulischer
kontinuierlich verstellbarer Ventilsteuerungsmechanismus
(VVT-i) eingebaut ist.
Der Aktuator beinhaltet Toyota´s Planetenrollenschraubeinheit,
die die rotierende
Bewegung in eine lineare übersetzt,
wobei auf kompaktes Design Wert
gelegt wurde.
2007 wurde Valvematic am Japanischen
Markt in einem 2.0 L Motor (3ZR-
FAE) eingeführt, dem grössten Motor der
MTZextra 15

TAgungSbErIChT
Bild 16: Gute Stimmung am Ende der Tagung: „Die großen Drei“: v.r.n.l. Prof. Winterkorn (VW),
F. Fehrenbach (Bosch), Dr. Zetsche (Daimler), Prof. Lenz
ZR-Baureihe. Der Motor verwendet ein
auf dem Zylinderkopf aufgesetztes Nockenwellengehäuse.
Diese Struktur erlaubt
einen hohen Gleichteilanteil mit
dem konventionellen Motor sowie leichte
Montage des Valvematic -Systems als
Nockenwellengehäusemodul.
Der Benzinverbrauch dieses Motors
wird um 5 bis 10 % durch die integrierte
Steuerung von Valvematic, VVT-i und der
Drosselklappe gesenkt. Die maximale
Leistung wurde um zirka 11 kW durch
den mittels Valvematic verbesserten volumetrischen
Wirklungsgrad angehoben.
Abgasemissionen wurden unter anderem
durch die erhöhte Luftansauggeschwindigkeit
in die Zylinder bei niedrigem
Ventilhub verbessert.
T. Fujita (Vortragender), S. Kiga, Nissan
Motor Co., Ltd., Kanagawa, Japan; S. Tsuruta,
Hitachi, Ltd., Kanagawa, Japan:
„Die neue variable Ventiltechnik (VVEL)
in den neuen V6- und V8-Motoren von
Nissan“:
Nissan hat vor kurzem ein neues variables
Ventilsystem (VVEL) entwickelt, das
sowohl die Ventilöffnungs- als auch die
Ventilschliessungszeit konstant über einen
grossen Bereich steuert. Dieses VVEL-
System in Kombination mit der bisher
schon eingesetzten VTC-Technik steuert
optimal die Einlasssteuerzeiten, um sich
den Betriebsbedingungen des Motors anzupassen.
Diese Technik ermöglicht eine
ausgeglichene Verbesserung der Motorenleistungscharakteristik.
16
MTZextra
Wiener Motorensymposium
In dieser Präsentation wird das Prinzip
des VVEL-Systems, der elektrischen
Steueranlage und die Auswirkung auf
die Motorleistung beschrieben. Ebenso
wird auf die Produktionstechnik für den
Einsatz im V6- und V8-Motor eingegangen.
Zum Abschluss wird ein Ausblick
auf die zukünftigen Aussichten der VVEL-
Technik gegeben.
Dr. H. Unger (Vortragender), Dr. J. Schneider,
Dr. C. Schwarz, Dr. K.-F. Koch, BMW
Group, München: „Die VALVETRONIC –
Erfahrungen aus 7 Jahren Großserie und
Ausblick in die Zukunft“:
BMW führte im Jahr 2001 mit dem
neuen Vierzylindermotor den ersten
Pkw-Ottomotor weltweit ein, bei dem
die Laststeuerung über einen vollvariablen
Ventiltrieb, die BMW-Valvetronic,
erfolgte. Damit wurde gegenüber dem
Vorgängermotor eine Verbrauchsabsenkung
um 12 % erreicht und eine Basistechnologie
für alle zukünftigen BMW-
Ottomotoren geschaffen. Die Valvetronic
wurde seit ihrer Einführung permanent
technisch weiterentwickelt und
wird sich auch in Zukunft allen Anforderungen
stellen und weitere Potenziale
realisieren.
Dabei muss die Konstruktion mit einer
permanenten Optimierung des Konzeptes
und der einzelnen Bauteile die
Basis schaffen, um die funktionalen Ergebnisse
immer weiter zu steigern. Im
Bereich der Elektrik und Elektronik werden
mit einer konsequenten Weiterent-
wicklung in Richtung einer immer höherwertigeren
Integration der Systemaufwand
und die Systemkomplexität
deutlich reduziert. Die Thermodynamik
leistet jetzt schon mit den Möglichkeiten
der Valvetronic einen sehr hohen Beitrag
zur Verbrauchsreduzierung und bietet
außerdem noch sehr viel Zukunftspotenzial
in Kombination mit anderen neuen
Technologien, wie zum Beispiel der homogenen
Direkteinspritzung und der
Turboaufladung.
Die Produktion eines Systems wie der
Valvetronic in der Großserie war und ist
eine mindestens genauso große Herausforderung
wie deren Entwicklung. BMW
ist der einzige Motorenhersteller, der
sich dieser Aufgabe gestellt hat und bereits
über 2,5 Millionen Motoren mit Valvetronic
produziert und verkauft hat.
15 Plenar-Schlusssektion:
Blick in die Zukunft
Prof. Dr. M. Winterkorn, Bild 1 , Vorsitzender
des Vorstands, Volkswagen AG, Wolfsburg:
„Nachhaltigkeit und Mobilität –
Herausforderungen an die Entwicklung
neuer Antriebstechnologien im Volkswagen
Konzern“:
Individuelle Mobilität gehört zu den
Haupttreibern wirtschaftlicher Entwicklung
– auch und gerade in den neuen,
aufstrebenden Märkten. Gleichzeitig
bringt die rasant wachsende Mobilität
enorme Herausforderungen für Umwelt
und Infrastruktur mit sich.
Der Volkswagen Konzern stellt sich
seiner Verantwortung. Das Unternehmen
treibt nicht nur weltweit innovative Lösungen
zur Senkung von Emissionen
durch immer effizientere Verbrennungsmotoren
und Getriebe oder die Entwicklung
alternativer Kraftstoff- und Antriebskonzepte
voran. Der Konzern arbeitet
auch an neuen Gesamtfahrzeugkonzepten,
die Maßstäbe für ressourcen- und
umweltschonendes Autofahren setzen.
Mit regional differenzierten technischen
Lösungen verfolgt der Volkswagen
Konzern dabei ein globales Ziel: Nachhaltigkeit
und Mobilität weltweit in Einklang
zu bringen.
„Wir bei Volkswagen verstehen Nachhaltigkeit
nicht nur als Herausforderung
sondern vor allem als Chance.
Denn mit Lösungen für eine nachhal-

tige automobile Zukunft beweisen wir
unsere Innovationskraft und Wettbewerbsfähigkeit“,
führte Prof. Winterkorn
aus. Weiterhin:
– „Technologien wie TDI, TSI – TFSI und
unsere Doppelkupplungsgetriebe treten
von Europa aus ihren globalen
Siegeszug an.
– Neue Konzepte wie BlueMotion aber
auch Ecofuel-Fahrzeuge, der Dieselhybrid
oder alternative Kraftstoffe wie
SunFuel werden ihre Verbreitung in
regionaler Anwendung finden.
– Mit der New Small Family bringen wir
eine völlig neue Fahrzeuggeneration,
die in Sachen Umweltfreundlichkeit
Maßstäbe setzen wird.“
Franz Fehrenbach, Bild 14, Vorsitzender der
Geschäftsführung, Robert Bosch GmbH,
Stuttgart: „Herausforderungen globaler
Zulieferunternehmen“:
Die wesentlichen Herausforderungen
global agierender Zulieferunternehmen
in der Automobilindustrie lassen sich an
folgenden Punkten festmachen:
– Die Veränderungen in der Weltwirtschaft,
die regionale Umverteilung
des Bruttoinlandsprodukts (BIP) und
die globale Automobilproduktion
führen insbesondere zur wirtschaftlichen
Stärkung des Raums Asien/Pazifik.
– Die Ölpreisentwicklung, das Wechselkursrisiko,
die Rohmaterialpreise und
die im Branchenvergleich hohe jährliche
negative Preisänderungsrate erfordern
neben einer ständigen Erhöhung
der Produktivität eine starke
globale Innovationskraft mit zunehmender
regionaler Kompetenz.
– Künftige Herausforderungen durch
weitere Emissionsreduzierungen erfordern
ebenfalls erhöhte technologische
Kompetenz und Innovationsstärke.
– Das Low-Price-Segment eröffnet neue
Marktsegmente. Hier sind neue technische
Lösungen gefragt, die zusammen
mit der Optimierung der Emissionen
wesentlich zur technologischen
Diversifizierung und damit
zur Komplexitätserhöhung des Portfolios
der Automobilzulieferer insgesamt
beitragen.
– Neben dem Wunsch, möglichst emissionsfrei
zu fahren, besteht die Vision
eines unfallfreien Fahrens. Auch
hier ist eine wesentliche Antwort In-
novation im Komponenten- und Systembereich.
– Die Standardisierung als klassische
Lösung zur Komplexitätsreduzierung
muss mit den regional stark divergierenden
Kundenwünschen in Einklang
gebracht werden.
Dr. D. Zetsche, Bild 15, Vorsitzender des
Vorstands, Daimler AG, Stuttgart: „Die
Liebe zum Erfinden – Innovation als
Wachstumsmotor in der Automobilindustrie“:
Von Carl Benz stammt der Satz: „Die
Liebe zum Erfinden hört niemals auf.“
Dieser Satz gilt nicht nur für Daimler,
sondern für die gesamte Automobilindustrie.
Innovationskraft ist eine ihrer
wichtigsten Triebfedern und zugleich
die Basis für ihre heutige Schlüsselstellung
in der Weltwirtschaft:
Über 50 Mio. Arbeitsplätze weltweit
sind mit dem Automobil verbunden. Im
Jahr 2006 hat die Branche ein Steueraufkommen
von rund 430 Mrd. Euro erbracht.
Und jedes Jahr investiert die Automobilbranche
über 80 Mrd. Euro in
Forschung und Entwicklung – mehr als
jeder andere Industriezweig. Von dieser
Innovationskraft profitiert nicht nur die
Automobilindustrie – auch außerhalb
der Branche ist das Auto ein wichtiger
Treiber für Wachstum und Wohlstand:
In den Industrieländern werden 80 Prozent
aller Güter per Lkw transportiert –
ein modernes Supply-Chain-Management
wäre ohne Trucks undenkbar. Und
in Frankreich wurde ausgerechnet, dass
jeder weitere Kilometer Autobahn vier
neue Arbeitsplätze nach sich zieht.
Das Automobil hat aber nicht nur
wirtschaftliche Veränderungen, sondern
auch enorme gesellschaftliche Impulse
ausgelöst. Hunderten Millionen von Menschen
hat es neue Bildungs- und Lebens-
chancen eröffnet. Der menschliche Aktionsradius
hat sich durch das Auto massiv
erweitert: Im 19. Jahrhundert reiste ein
Europäer durchschnittlich 20 Kilometer
im Jahr – heute sind es 20 Kilometer pro
Tag. Dank des Automobils sind wir unabhängiger
von räumlichen Entfernungen
und können dadurch neue Entfaltungsmöglichkeiten
buchstäblich „erfahren“.
Kurzum: Ein Auto schafft Freiheit – bei
der Wahl des Wohnortes, des Arbeitsplatzes,
der Freizeitgestaltung und so
weiter. Die Automobilisierung ist in diesem
Sinne auch ein Stück Demokratisie-
rung. Sie ermöglicht mehr Teilhabe für
mehr Menschen.
Auch in Zukunft wird die Automobilindustrie
deshalb ein starker Wachstumsmotor
für Technologie, Wirtschaft
und Gesellschaft bleiben. Die dafür erforderliche
Innovationskraft hat sie.
Denn „die Liebe zum Erfinden hört niemals
auf.“
Mit der Einladung zum 30. Internationalen
Wiener Motorensymposium am 7./8.
Mai 2009 beendete Prof. H. P. Lenz die Tagung,
Bild 16. ■
Tagungsband
Die Vorträge des 29. Internationalen Wiener
Motorensymposiums sind im vollen Wortlaut
in den VDI-Fortschritt-berichten, reihe 12,
nr. 672, band 1 und 2 (einschließlich CD), nebst
Zusatzheften enthalten. Die unterlagen sind
beim Österreichischen Verein für Kraftfahrzeugtechnik
(ÖVK) erhältlich.
Einladung
Das 30. Internationale Wiener Motorensymposium
findet am 7./8. Mai 2009 im Kongresszentrum
hofburg Wien statt, wozu schon heute
herzlich eingeladen wird. rechtzeitige Anmeldung
nach Programmbekanntgabe im Internet
ab zirka Mitte Dezember 2008 wird dringend
empfohlen.
Kontakt
Österreichischer Verein für Kraftfahrzeugtechnik
(ÖVK)
A 1010 Wien
Elisabethstraße 26
Tel. + 43/1/5852741 – 0
Fax + 43/1/5852741-99
E-Mail: info@oevk.at
homepage: www.oevk.at
MTZextra 17