15. Aachener Kolloquium Fahrzeug- und Motorentechnik

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MTZ 05i2007 Jahrgang 68
Tagungsbericht
15. Aachener Kolloquium
Fahrzeug- und Motorentechnik
Schon Monate vor der aktuellen CO 2 -Debatte wurde auf dem 15. Aachener
Kolloquium 2006 unter anderem diskutiert, wie Verbrennungmotoren eine noch
höhere Effizienz bei weiter sinkenden Abgasemissionen erreichen können. Wie
auch in den vergangenen Jahren war die Veranstaltung mit mehr als 1750 Teilnehmern
und 82 ausstellenden Firmen wieder außerordentlich gut besucht.
Nachfolgend werden die motorrelevanten Fachvorträge vorgestellt.

1 Plenarvorträge
Die Begrüßung erfolgte durch den Prorektor
für Studium, Lehre und Evaluierung der
RWTH Aachen, Prof. Dr.-Ing. Konstantin Meskouris
und Prof. Dr.-Ing. Stefan Pischinger, der
zusammen mit Prof. Dr.-Ing. Henning Wallentowitz
die wissenschaftliche Leitung des Kolloquiums
hatte.
Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Reitzle, Vorsitzender
des Vorstands der Linde AG, blickte auf
die Geschichte des Wasserstoffes zurück
und beschrieb ein Szenario für die nächsten
Schritte in die Wasserstoffgesellschaft,
bei der langfristig die fossilen Primärenergielieferanten
Kohle, Öl und Gas durch die
ausschließliche Produktion von Wasserstoff
aus erneuerbaren Energiequellen abgelöst
werden. Er prognostizierte für das
Jahr 2020 einen Bestand von sechs Millionen
Fahrzeugen, die mit Wasserstoff betrieben
werden.
Dr. Klaus Egger, Mitglied des Vorstands,
Siemens VDO Automotive, verband in seinem
Vortrag die Entwicklungsgeschichte
der Elektronik und Mechatronik im Antriebstrang
mit dem bis heute erreichten
Stand der Motoreffizienz, gemessen am
Kraftstoffverbrauch. Die begonnene Entwicklung
hin zu immer mehr und immer
leistungsfähigerer Elektronik und Mechatronik
hält Dr. Egger aus heutiger Sicht
für nicht mehr umkehrbar. Zukünftig werden
Elektronik und Mechatronik als essentielle
Teile des Antriebs dazugehören, oder
sogar die Rolle des eigentlichen Antriebs
übernehmen.
Dipl.-Ing. Klaus Borgmann, Leiter Antriebsentwicklung
der BMW Group, und Dipl.-Ing.
Norbert Lartigue, Vice President Chassis and
Powertrain Engineering and Projects, PSA
Peugeot Citroën, erläuterten gemeinsam die
Schlüsselfaktoren für eine erfolgreiche Kooperation
bei der Entwicklung einer neuen
Motorenfamilie. Die Partnerunternehmen
planen ein Produktionsvolumen von einer
Million Motoren mit einem hohen Gleichteileanteil
und den daraus resultierenden
Synergien. Der Zielkonflikt aus Motorperformance
und Wirtschaftlichkeit konnte
erfolgreich gelöst werden, so dass sich die
Kooperation für beide Partner als erfolgreich
darstellt.
Dr.-Ing. Leopold Mikulic, Leiter der Entwicklung
PKW­Motoren und Triebstrang bei der
DaimlerChrysler AG, diskutierte in seinem
Vortrag die Frage „Quo vadis Diesel?“.
Der Dieselmotor als Verbrauchskonzept
per se trägt entscheidend zur Ressourcenschonung
bei. Mit Hilfe innermotorischer
Maßnahmen zur NO X ­Reduktion, dem Einsatz
des Dieselpartikelfilters sowie der
Bluetec­Abgasnachbehandlung ist es möglich
den saubersten Diesel der Welt zu bauen.
Die zunehmend schärferen Emissionsvorgaben
gefährden jedoch die Wirtschaftlichkeit
des Dieselmotors. Verglichen mit
anderen Antriebstechnologien, wie einen
Full­Hybrid oder Mild­Hybrid mit Ottomotor
ist der Verbrauchsvorteil nur noch im
Langstreckenbetrieb erreichbar. Mikulic
sieht ein Motorkonzept mit dem Besten
aus Otto­ und Dieselmotor als mögliche
Perspektive.
Dipl.-Ing. Karl-Heinz Steinkopf, Produktlinie
E1, Volkswagen AG, diskutierte die Herausforderungen
die sich für den Volkswagen­
Konzern als Global­Player aus den Veränderungsprozessen
des technologischen Wandels
und des weltweiten Wettbewerbs ergeben.
Neben den technologischen Themen
ordnete Steinkopf den Schwellenländern eine
entscheidende Rolle im Rahmen des
weltweiten Wettbewerbs zu. Aus Sicht von
Experten stellen diese Märkte, allen voran
China und Indien, zukünftig mit zirka 50 %
des weltweiten Kleinwagenvolumens die
einzig wachsenden Volumenmärkte dar.
Um als Volkswagen­Konzern zukünftig erfolgreich
zu sein, ist eine weltweite Modul­
und Komponentenstrategie in Form einer
konsequenten Betrachtung des Kundenwertes
und einer Reduktion des technischen
Anspruches auf marktspezifische Lastenheftanforderungen
erforderlich.
Dipl.-Ing. Michael Hankel, Mitglied des
Vorstands der ZF Sachs AG, sprach über die
steigenden Anforderungen an Fahrwerkkomponenten
und ­systeme für die nächste
Fahrzeuggeneration in Bezug auf Sicherheit
und Fahrkomfort. Fahrwerkregelsysteme
wie eine elektronisch geregelte Dämpfung
und aktive Rollstabilisierung gewinnen
zunehmend an Bedeutung. Die Kombination
dieser Technologien ermöglicht
es, Synergien zu schaffen, die den Nutzen
für den Autofahrer deutlich erhöhen. Hankel
hält ein systemübergreifendes Denken
für zwingend notwendig, um die Vernetzung
verschiedener Technologien im Fahrzeug
mit intelligenten Lösungen voranzutreiben.
Dr.-Ing. Bernd Wiedemann, Sprecher des
Vorstands der Marke Volkswagen Nutzfahrzeuge,
thematisierte die Anforderungen
des Nutzfahrzeugmarktes sowie die Prozesse
zur Erfüllung der Marktanforderungen
und Erfolgsfaktoren bei Volkswagen
Nutzfahrzeuge. Insbesondere das Segment
der leichten Nutzfahrzeuge verfügt durch
die Zunahme des Straßengüterverkehrs
über erhebliche Wachstumspotenziale.
Wiedemann sieht die Notwendigeit, innovative
Fahrzeugkonzepte zu entwickeln so­
Der Autor
Dipl.-Ing. Elmar Karrar
ist Wissenschaftlicher
Mitarbeiter am Lehrstuhl
für verbrennungskraftmaschinen
der rWTH,
Aachen.
MTZ 05i2007 Jahrgang 68 409

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wie das sich wandelnde Kundenverhalten
und die politischen, infrastrukturellen und
makroökonomischen Rahmenbedingungen
zu berücksichtigen, um in diesem stark
wachsenden Markt zu bestehen.
2 Neue Ottomotoren
Die Mechanik des neuen Porsche 6­Zylinder
Biturbo­Motors mit variabler Turbinengeometrie
wurde von Dipl.-Ing. S. Knirsch, Dr.
Ing. h.c. F. Porsche AG, vorgestellt. Der Motor
erreicht bereits ab 1950/min ein maximales
Drehmoment von 620 Nm (680 Nm
im Overboost). Die Nennleistung von 353
kW wird bei einer Drehzahl von 6000/min
erreicht. Knirsch unterstrich mit den spezifischen
Leistungskenngrößen von maximal
189 Nm/l und einem Kraftstoffverbrauch
von 12,8 l/100 km im NEFZ den Anspruch
dieses Motors als Downsizing­Konzept.
Dipl.-Ing. A. Welter, BMW AG, präsentierte
den neuen aufgeladenen Reihensechszylinder
Twinturbo­Ottomotor von BMW. In
Kombination mit einer Direkteinspritzung
der zweiten Generation und einem strahlgeführtem
Brennverfahren, erreicht der
Motor bereits bei 1300/min ein konstantes
Drehmomentniveau von 400 Nm. Die
Nennleistung von 225 kW wird bei 5800/
min erreicht, was einer spezifischen Leistung
von 75 kW/l entspricht.
Dr.-Ing. J. Böhme, Audi AG, präsentierte
den neuen Reihenvierzylinder­T­FSI­Motor
mit 1,8 l Hubraum von Audi, der bereits in
Dr. Klaus Egger, Siemens VDO Automotive, sieht eine fortschreitende Entwicklung zu immer
leistungsfähigerer Elektronik für nicht mehr umkehrbar
der vorgestellten Ausbaustufe im Drehzahlbereich
zwischen 1500/min und 4200/min
ein maximales Drehmoment von 250 Nm
erreicht. Die Nennleistung von 118 kW liegt
auf einem Plateau von 5000 bis 6200/min.
Gegenüber dem T­FSI­Serienmotor mit 2,0
l Hubraum, konnten die Fahrleistungen
verbessert und der Verbrauch um 9 % gesenkt
werden.
Dipl.-Ing. J. Schopp, BMW AG, berichtete
über die Ergebnisse der Kooperation zwischen
BMW und PSA zur Entwicklung einer
neuen Vierzylinder­Motorbaureihe. Basierend
auf Hubraumvarianten zwischen 1,4 l
und 1,6 l und zwei Technologievarianten
konnten vier verschiedene Leistungsstufen
von 70 kW bis 128 kW abgeleitet werden.
Dipl.-Ing. M. Alt, GM Powertrain, diskutierte
am Beispiel der Kombination aus
Benzindirekteinspritzung, variablen Steuerzeiten
und zweistufigem Ventilhub die
Effizienzsteigerung des Ottomotors durch
Technologiekombinationen, bei der das
maximale Synergiepotenzial zu einem ak­
Klaus Borgmann, Leiter Antriebsentwicklung der BMW Group, und Norbert Lartigue, Vice President Chassis and Powertrain Engineering and Projects,
PSA Peugeot Citroën, erläutern die Voraussetzungen für die Kooperation bei der Entwicklung einer neuen Motorenfamilie
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MTZ 05i2007 Jahrgang 68
Tagungsbericht

zeptablen Preis für den Kunden erreicht
werden kann.
Dr.-Ing. T. Heiduk, Audi AG, stellte den
neuen V6­FSI­Motor mit 2,8 l Hubraum vor.
Der mit einem variablen Ventilhub ausgestattete
Motor erreicht eine Spitzenleistung
von 154 kW bei 5250/min und ein maximales
Drehmoment von 280 Nm im Drehzahlbereich
zwischen 3000 und 5000/min. Weitere
Technologien, wie eine volumenstromgeregelte
Ölpumpe, triovale Kettenräder
sowie eine Reduzierung der Reibleistung,
ermöglichen einen Zielwert für den MVEG­
Zyklus im aktuellen Audi A6 (manuelles
Getriebe) von 8,7 l/100 km.
3 Dieselmotorenkonzepte
Die Anforderungen für Diesel Sport Utility
Vehicles zur Erfüllung zukünftiger Emissionsvorschriften
wurden von Dipl.-Ing. M.
Weißbäck, AVL List GmbH, dargelegt. Sowohl
aus technischer als auch wirtschaftlicher
Sicht diskutierte er die Notwendigkeit,
die optimale Kombination aus Verbrennung,
Regelung und Abgasnachbehandlung
zu definieren.
Dr. I. Sakata, Toyota Motor Corporation,
stellte Lösungsansätze für ein Dieselbrennverfahren
mit einem abgesenkten Verdichtungsverhältnis
vor. Unter anderem sieht
er in der Optimierung der Brennraumgeometrie,
der Kraftstoffeinspritzung und einer
verbesserten Kaltstarteinrichtung
Schlüsseltechnologien, um Probleme wie
HC­Emissionen und Weißrauch beim Kaltstart
zu lösen.
Dipl.-Ing. D. Naber, Robert Bosch GmbH,
berichtete über umfangreiche Untersuchungen
zum Thema Kaltstart und Kaltlauf
von direkt einspritzenden Pkw­Dieselmotoren.
Er zeigte, dass ein abgesenktes
Verdichtungsverhältnis in Bezug auf den
Kaltstart und insbesondere das Kaltlaufverhalten
bei Verwendung eines geeigneten
Glühsystems und angepassten Einspritzparametern
beherrscht werden kann.
4 Großmotoren
Dipl.-Ing. S. Haas, MAN Diesel SE, stellte den
überarbeiteten mittelschnelllaufenden Dieselmotor
32/44 CR mit einem voll schweröltauglichen
Common­Rail­Einspritzsystem
vor. Durch Optimierung der Aufladung
konnte das Druckverhältnis angehoben
und der stabile Arbeitsbereich des Verdichters
vergrößert werden. Bei einem verbesserten
Wirkungsgrad erreicht der Motor
eine Zylinderleistung von 560 kW.
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Service
Dr.-Ing. Leopold Mikulic, DaimlerChrysler AG,
sieht ein Motorkonzept mit dem Besten aus
Otto- und Dieselmotor als Perspektive
Das strategische Ziel der Deutz AG war
und ist der Wiedereinstieg in das Segment
der leichten und mittleren Nutzfahrzeugmotoren.
Dipl.-Ing. W. Feuser, Deutz AG,
präsentierte anhand der Entwicklung des
TCD­2013­L04/06­4V­Motors Lösungsvorschläge,
wie der Konflikt, unterschiedliche
Produktanforderungen mit einem
Grundmotor bedienen zu müssen, gelöst
werden kann.
Dr.-Ing. F. Koch, MAN Diesel SE, berichtete
über die Entwicklung des schnelllaufenden
Viertakt­Dieselmotors MAN 28/33D. Der
Motor deckt mit den Varianten V12, V16
und V20 einen Leistungsbereich von 5400
bis 9000 kW ab und ist damit der leistungsstärkste
Motor in seiner Klasse. Bei einer
Drehzahl von 1000/min liefert der Motor
eine Zylinderleistung von 450 kW.
5 Hybridantriebe
Dr. rer. nat. T. Hochkirchen, Ford Forschungszentrum
Aachen GmbH, diskutierte einen
statistischen Ansatz um das Nutzungsverhalten
potentieller Kunden in
Bezug auf Zuverlässigkeit und Systemkosten
der Mikro­Hybrid­Technologie repräsentativ
abzubilden. Auf diese Weise können
die Anforderungen an die Fahrzeugsubsysteme
identifiziert und die
einzelnen Komponenten entsprechend
dimensioniert werden.
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MTZ 05i2007 Jahrgang 68
Tagungsbericht
Dr. D. Kraft, Robert Bosch GmbH, stellte
einen Ansatz für die Integration von hybriden
Funktionen in den Antriebsstrang
vor, der eine ganzheitliche Betrachtung
des Antriebsstrangs im Rahmen eines
strukturierten Systementwicklungsprozesses
erlaubt. Am Beispiel einer zentralen
Betriebsstrategie des hybriden Antriebsstrangs,
legte er die Effektivität des erarbeiteten
Prozesses dar.
Y. Kuroda, Toyota Motor Corporation, präsentierte
eine Systementwicklung für hybride
Fahrzeugsteuerungen mittels HILS
(Hardware In the Loop Simulator), in der
eine volle Fahrzeugsimulationsumgebung
abgebildet werden kann. Er erläuterte an
aktuellen Anwendungsbeispielen die Leistungsfähigkeit
einer modellbasierten Entwicklungsumgebung.
Dipl.-Ing. H. Kemper, FEV Motorentechnik
GmbH, diskutierte Betriebsstrategien,
Funktionen und die Applikation von Hybridfahrzeugen.
Zur Optimierung der neuen
Freiheitsgrade in der Betriebsführung
müssen mehrdimensionale Optimierungsprobleme
gelöst werden, wobei die Definition
der Funktionen gleichzeitig die Entwicklung
zugeordneter Applikations­Strategien
und ­Prozesse erfordert.
Dr. R. Kruse, Siemens AG, stellte ein elektrisch
variables Getriebekonzept (EVT) vor,
bei dem die Schnittstelle zwischen Ottomotor
und Getriebeausgang ein elektromagnetischer
Energiewandler bildet, der zusätzlich
an eine Hochleistungsbatterie angeschlossen
ist. Durch sein kontinuierlich
variables Übersetzungsverhältnis ersetzt
das EVT das herkömmliche Automatikgetriebe,
gleichzeitig steht die volle Hybridfunktionalität
wie Start­Stopp­Betrieb, regeneratives
Bremsen und Boosten sowie rein
elektrisches Fahren zur Verfügung. Simulationen
eines Mittelklasse­Pkw mit Otto­Motor
in Bezug auf den neuen europäischen
Fahrzyklus (NEDC) versprechen einen Verbrauch
von nur 4,3 l auf 100 km.
Dr.-Ing. W. Steiger, Volkswagen AG, berichtete
über die Entwicklung eines elektrischen
Getriebes, bei dem zwei permanentmagnetisch
erregte Rotoren auf Kurbelwelle und
Antriebsachse mit einem gemeinsamen Stator
in elektromagnetischer Wechselwirkung
stehen. Unterschiedliche Übersetzungen
werden durch die mechanische Verstellung
der Statoren oder eine Änderung der elektrischen
Maschinenkonstante erreicht. Die
mechanische Leistung wird vollständig in
elektrische gewandelt.
H. Tonomura, Nissan Diesel Motor Co., berichtete
über die Entwicklung eines hocheffizienten
Energiespeichersystems in
Form von Super Power Capacitors (SPCs),
die einen Lade­/Entladewirkungsgrad von
93 bis 95 % erreichen und im Vergleich zu
herkömmlichen EDLCs (electric double layer
capacitor) eine verdoppelte Energiedichte
von 6,3 bis 6,8 Wh/kg besitzen. In
Kombination mit einem Vierzylinder­CNG­
Motor konnte gegenüber einem konventionellen
Dieselmotor ein Fahrzeugwirkungsgrad
von 48 % erreicht werden, wobei 67 %
der gesamten Fahrenergie im Schubbetrieb
rekuperiert wurden.
6 Berichte aus FVV-Vorhaben
Dr.-Ing. K. Backhaus, Universität Kassel, berichtete
über die Entwicklung einer Simulationssoftware
zur Ölversorgungsberechnung,
die unter Berücksichtigung der lokalen
Lagerelastizität, transienter Teilfüllungszustände
sowie der gekoppelten Simulation
von Haupt­ und Pleuellagern die
instationären Kanaldrücke sowie entsprechende
Abhängigkeiten liefert.
Der Einfluss eines beschichteten Partikelfilters
auf den Abgasgeruch von direkteinspritzenden
Pkw­Dieselmotoren wurde von
Dipl.-Ing. K. Steigerwald, TU Darmstadt, untersucht.
Gegenüber einem Motor ohne Partikelfilter
sind die Geruchsschwellen leicht
erhöht. Bei Motorleerlauf und Katalysatortemperaturen
unter 85 °C sowie zirka 60
Sekunden nach Initialisierung der Regeneration
konnte eine deutliche Geruchsüberhöhung
festgestellt werden.
Dr.-Ing. Bernd Wiedemann, Sprecher des Vorstands
der Marke Volkswagen Nutzfahrzeuge, sprach über
die Anforderungen des Nutzfahrzeugmarkts

Dipl.-Ing. M. Rothe, Universität Karlsruhe
(TH), stellte einen Ansatz vor, um das stochastische
Auftreten von schadensrelevanten
Klopfamplituden (Extremklopfer)
bei Ottomotoren mit Direkteinspritzung
zu charakterisieren und zu bewerten. Dabei
wird das an der Selbstzündung beteiligte
Gasvolumen berechnet und mit Hilfe
eines speziellen Visualisierungssystems
mit Photomultipliertechnologie experimentell
validiert.
Dipl.-Ing. U. F. Grütering, Lehrstuhl für Verbrennungskraftmaschinen,
RWTH Aachen,
berichtete über die Bilanzierung von relevanten
Motorölkomponenten bei einem direkteinspritzenden
PKW­Dieselmotor. Insgesamt
konnten 87 % der Öladditive den jeweiligen
Ablagerungsorten zugeordnet werden.
Durch gasförmige Emissionen, möglichen
Schlupf der Ölasche sowie Bildung von
Oberflächenschichten war eine vollständige
Bilanzierung äußerst anspruchsvoll.
7 Emissionsminderung
bei Nutzfahrzeugen
Dr.-Ing. J. Seebode, IAV GmbH, zeigte in seinem
Vortrag, dass eine deutliche Anhebung
des Einspritzdruckes neben der Einspritzverlaufsformung
einen wichtigen Baustein
zur Absenkung der Rohemission darstellt.
Bedingt durch die intensivierte Gemischaufbereitung
konnte die NO x ­Emission ohne
eine signifikante Anhebung der Rußemissionen
deutlich reduziert werden.
Dr. M. Weirich, DaimlerChrysler AG, berichtete
über den neuen Mercedes­Benz­
Motor für mittelschwere Nfz, der die Anforderungen
nach US­EPA­07 erfüllt. Bei diesem
Motor wurde über die thermodynamische
Optimierung hinaus ein Dieselpartikelfilter
auf Basis eines optimierten Cordierite­Substrats
mit asymmetrischem Kanalkonzept
realisiert. Der Kraftstoffverbrauch
konnte im Vergleich zum Vorgängermotor,
trotz niedrigerer Stickoxid­Emissionen,
nahezu konstant gehalten werden.
Dipl.-Ing. S. Zülch, Delphi Diesel Systems,
stellte ein neues Common­Rail­Einspritzsystem
für den Einsatz in Dieselmotoren für
mittelschwere Nutzfahrzeuge vor. Das Systems
ermöglicht Raildrücke von 2000 bar
und ist hinsichtlich Bauraumbedarf und
Haltbarkeit verbessert.
Über die Entwicklung und Applikation
eines US­EPA’07­konformen Partikelfiltersystems
für einen Sechszylinder Nutzfahrzeugmotor
mit 7,6 l Hubraum referierte
Dipl.-Ing. A. Heibel, Corning Incorporated.
Neben innermotorischen Maßnahmen zur
NO X ­Reduktion wurde ein hoch effizienter
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MTZ 05i2007 Jahrgang 68 413

Service
Wandstrom­Partikelfilter gewählt und gemäß
der Motorarchitektur sowie den Anforderungen
in Bezug auf Leistung, Drehmoment,
Kraftstoffverbrauch und Länge
der Wartungsintervalle angepasst.
8 Abgasnachbehandlung Dieselmotoren
Dr.-Ing. J. Schommers, DaimlerChrysler AG,
stellte die weltweite Bluetec­Emissionsstrategie
vor, die mit dem V6­Dieselmotor OM 642
im E 320 Bluetec in den Markt eingeführt ist.
Durch innermotorische Maßnahmen konnte
die Rohemission gegenüber dem Vorgänger
deutlich abgesenkt werden. Bedingt
durch einen unterstöchiometrischen Regenerations­Betrieb
des Dieselmotors ergibt
sich ein Mehrverbrauch von zwei bis drei
Prozent. Zukünftig sieht Schommers mit
dem Einsatz des Bluetec­II­Systems geringe
Nachteile hinsichtlich des Verbrauchs, da
die Regenerationsbetriebsarten entfallen.
Dr. B. Carberry, Ford Forschungszentrum
Aachen, berichtete über die Entwicklung
eines innovativen SCR­ und Partikelfilter­
Systems für ein mittelschweres Nutzfahrzeug,
mit dem die Stickoxid­ sowie die Partikelemissionen
um mehr als 90 % zu reduzieren
sind.
N. Satoh, Honda R&D Co., stellte einen
neuen SCR­Speicherkatalysator vor, bei
dem während des Fettbetriebs Stickoxide
in Ammoniak konvertiert und gespeichert
werden. Das NH 3 reagiert während des darauf
folgenden Magerbetriebs bei einer Temperatur
zwischen 150 und 400 °C mit dem
NO x im Abgas.
Dr. E. Jacob, Emitec GmbH, sprach über
die Perspektiven der mobilen SCR­Technik,
414
16. Aachener Kolloquium
Fahrzeug- und Motorentechnik
Das 16. Aachener Kolloquium Fahrzeug- und
Motorentechnik, findet vom 8. bis zum 10.
Oktober 2007 statt. Wenn Sie in den Programm-
verteiler aufgenommen werden möchten oder
Tagungsunterlagen der vergangenen veran-
staltungen bestellen wollen, senden Sie bitte
eine kurze Nachricht an:
Lehrstuhl für verbrennungskraftmaschinen
Schinkelstraße 8, D-52062 Aachen,
Fax: +49 (0) 2 41 / 80-9 26 68
e-Mail: kolloquium@vka.rwth-aachen.de
internet: www.aachener-kolloquium.de
MTZ 05i2007 Jahrgang 68
Tagungsbericht
bei der der zukünftige Weg über eine konfliktfreie
Funktionsabstimmung der Verbundlösungen
aus inner­ und postmotorischen
Maßnahmen und über die Verbesserung
der Betriebsstoffqualitäten führt.
Dr. rer. nat. B. Maurer, PUREM Abgassysteme
GmbH & Co. KG, stellte ein druckluftfreies
System zur Dosierung von AdBlue
vor und eröffnete auf diese Weise neue Perspektiven
für die SCR Technologie.
Dr.-Ing. I. Grißtede, Umicore AG & Co. KG,
diskutierte aktuelle Entwicklungen zur Verbesserung
der Funktion und Dauerhaltbarkeit
von Diesel­NO X ­Speicherkatalysatoren,
die sowohl bei einem motornahen Einsatz
vor Dieselpartikelfilter als auch bei einer
Anordnung im Unterboden nach Dieselpartikelfilter
Vorteile in Bezug auf die Aktivität
und die Entschwefelung besitzen.
9 Steuerungsstrategien und Akustik
bei Dieselmotoren
A. Almondo, General Motors Powertrain,
stellte einen ganzheitlichen mechatronischen
Modellierungsansatz in Bezug auf
die Steuerungsstrategie und die Stabilitätsbewertung
sowie die Zuverlässigkeit
gegenüber Fertigungstoleranzen eines
Turboladers mit variabler Turbinengeometrie
(VTG) vor.
Dipl.-Ing. D. Röttger, Ford Forschungszentrum
Aachen, diskutierte einen modellbasierten
Ansatz zur Regelung dieselmotorischer
Verbrennung, bei dem der Sauerstoffanteil
im Saugrohr abgeschätzt und
eingeregelt wird. Mittels einer dynamischen
Vorsteuerung im Instationärbetrieb
können auftretende Regelabweichungen
im Luftpfad sowie die Rohemissionen
signifikant verbessert werden.
Dr. G. Eisele, FEV Motorentechnik GmbH,
berichtete über gemeinsame Untersuchungen
der FEV mit Renault zu transientem
Dieselnageln. Zur Charakterisierung
des instationären Dieselnagelns wurde ein
geeigneter Innengeräusch­Parameter definiert
und eine entsprechende Testprozedur
erarbeitet. Durch die Anwendung der Innengeräuschsimulation
(VINS) konnten die
einzelnen Transferpfade zum Innengeräusch
identifiziert und Zielwerte abgeleitet
werden.
10 Homogene Selbstzündung
Priv.-Doz. Dr.-Ing. P. Adomeit, FEV Motorentechnik
GmbH, stellte Methoden zur Analyse
ottomotorischer Verbrennungsphänomene
vor. Insbesondere bei der Entwick­
lung direkteinspritzender Ottomotoren
besteht ein steigender Bedarf an einer Kombination
aus numerischen und experimentellen
Analysetools, die die Vorgänge während
der Ansaug­ und Kompressionsphase,
Einspritzung und Verbrennung grundlegend
beleuchten sowie die Untersuchung
schwierig zu erfassender Phänomene, wie
beispielsweise Klopfen, Selbstzündung und
zyklische Schwankungen ermöglichen.
Dr.-Ing. A. Christ, Robert Bosch GmbH, diskutierte
die Einordnung von CAI (Controlled
Auto Ignition) im Vergleich und in
Kombination zu aktuellen ottomotorischen
Brennverfahren und leitete eine geeignete
Betriebsstrategie für einen Ottomotor mit
Direkteinspritzung und kontrollierter
Selbstzündung ab.
Ein serientaugliches CAI­Brennverfahren
mit interner und externer AGR wurde von
H. Blaxill, Mahle Powertrain Ltd., vorgestellt.
Für den Betrieb in stationären Lastpunkten
konnte nachgewiesen werden, dass die Kombination
aus interner und externer Abgasrückführung
die Möglichkeit bietet, den
Kennfeldbereich für CAI zu erweitern. Eine
Herausforderung sieht Herr Blaxill im instationären
Umschalten zwischen selbst­ und
fremdgezündeter Betriebsweise.
11 Motormechanik und Konstruktion
Dr. S. Aoyama, Nissan Motor Co., berichtete in
seinem Vortrag über die Entwicklung eines
VCR­Systems, bei dem die Verdichtung zwischen
14:1 und 8:1 voll variabel variiert werden
kann. Tests an einem aufgeladenen Ottomotor
ergaben, dass sowohl der Verbrauch
gesenkt, als auch die Leistung um 10 % gesteigert
werden konnten. Aoyama sieht in
einer geeigneten Kinematik weiteres Potenzial
in Bezug auf die Akustik und die erhöhte
mechanische Reibung des Kurbeltriebs.
Dipl.-Ing. T. Rinkens, FEV Motorentechnik
GmbH, stellte in seinem Vortrag einen modernen,
zeitoptimierten Mechanikentwicklungsprozess
auf Basis des Komponentenversuchs,
der Funktionsuntersuchung und
des Dauerlaufs vor. Das Ziel ist die Symbiose
aus experimenteller Mechanikentwicklung
zur Validierung theoretischer Modelle
und der Simulation.
Dr.-Ing. R. Wurms, Audi AG, stellte ein innovatives
Ventiltriebssystem vor, bei dem die
gesamte Verstellmechanik in die rotierenden
Ventiltriebskomponenten integriert und
bauraumneutral sowohl ein­ als auch auslassseitig
eingesetzt werden kann. Als Teillastverbrauchskonzept
kann im neuen Audi
A6 mit 2,8l­V6­FSI­Motor eine Verbrauchsabsenkung
von bis zu 7 % erzielt werden.

12 Neue Dieselmotoren und Mechanik
Der neue Dreizylinder­TDI­Motor mit 1,4 l
Hubraum und einer Nennleistung von
59 kW war Gegenstand des Vortrages von
Dr.-Ing. J. Hadler, Volkswagen AG. Vor allem
motorische Maßnahmen wie der Einsatz
eines Abgasturboladers mit variabler Turbinengeometrie
haben dazu beigetragen, das
gesetzte Verbrauchsziel mit einer CO 2 ­Emission
von 102 g/km zu erreichen.
Dipl.-Ing. F. P. Gulde, DaimlerChrysler AG,
stellte die Überarbeitung des Vierzylinder­
Dieselmotors OM 646 vor. Durch Optimierung
der Luftführung, der Abgasrückführstrecke
und einem hinsichtlich Ansprechverhalten
optimierten Lader wird die maximale
Leistung von 125 kW nun bereits bei
einer Drehzahl von 3800/min erreicht. Das
maximale Drehmoment konnte auf 400
Nm bei 2000/min angehoben werden. Der
spezifische Kraftstoffverbrauch wurde um
bis zu 3 % verbessert.
Ing. F. Steinparzer, BMW Motoren GmbH,
stellte den überarbeiteten Reihensechszylinder­Dieselmotor
mit zweistufiger Abgasturboaufladung
und Aluminiumkurbelgehäuse
vor. Neben der Steigerung der Nenn­
leistung auf 210 kW bei unveränderten
4400/min und einer Anhebung des maximalen
Drehmoments auf 580 Nm bei 1750/
min gelang es, den Kraftstoffverbrauch um
3 % zu verbessern.
13 Motorsteuerung und
Abgasnachbehandlung
Dr.-Ing. C. Luttermann, BMW Group, präsentierte
den neuen BMW Twinturbo­Ottomotor
mit dem Direkteinspritzsystem High Precision
Injection. Die Kombination von zwei
kleinen Turboladern mit der Direkteinspritzung
ermöglicht eine Anhebung des Verdichtungsverhältnisses
und bietet ein vorteilhaftes
Ansprechverhalten. Der Motor erreicht
ab 1300/min ein Drehmomentniveau
von 400 Nm, mit einer maximalen Leistung
von 225 kW bei 5800/min. Der Verbrauch im
NEFZ ist mit 9,5 l/100 km angegeben. Zukünftig
sieht Dr. Luttermann insbesondere
in der Schichtfähigkeit des strahlgeführten
Brennverfahrens weiteres CO 2 ­Absenkungspotenzial.
Unter dem Aspekt stetig steigender Anforderungen
wie sie für ULEV LEV II und für
EU 5 gelten, stellte Dr.-Ing. G. Rösel, Siemens
AG, den Lambdasondenkatalysator mit PE­
Design vor, der sich durch einen geringen
Druckverlust, eine Verbesserung der Strömungsverteilung
und die Erhöhung der
Reaktionsfähigkeit sowie eine Verkürzung
der Anspringzeit auszeichnet.
Dipl.-Ing. A. Waltner, DaimlerChrysler
AG, berichtete über die zweite Generation
der Benzin­Direkteinspritzung von Mercedes­Benz
und Aspekte zur Abgasreinigung.
Der hohe Wirkungsgrad des strahlgeführten
Brennverfahrens macht es notwendig,
eine intelligente Betriebstrategie
zu entwickeln, um insbesondere bei niedrigen
Lasten und Abgastemperaturen das
Verbrauchspotenzial des neuen Motors M
272 DE 35 des CLS 350 vollständig erschließen
zu können.
M. Ahmadi, Irankhodro Powertrain Co.,
berichtete über die Entwicklung eines
generischen Algorithmus zur Designoptimierung
eines MPFI­Einlass­ und Auslass­Systems.
Anhand der durchgeführten
Designoptimierung konnte gezeigt werden,
dass der entwickelte Ansatz das Potenzial
besitzt komplexe Designprobleme
zu lösen. ■
MTZ 05i2007 Jahrgang 68 415