Verbrauchsgünstige und emissionsarme Antriebsaggregate

Mehr als die Hälfte aller Befragten des VDI Themenradars Automobil sind davon überzeugt, dass variable Ventilhubverläufe des Pkw-Dieselmotors in den nächsten fünf Jahren in Serie gehen.

Bei der aktuellen Umfrage des VDI Themenradars Automobil im Juli zum Thema Variabilitäten im Ventiltrieb des Pkw-Dieselmotors haben 55,2  Prozent angegeben, dass variable Ventilhubverläufe des Pkw-Dieselmotors in den nächsten fünf Jahren in Serie gehen werden. Die komplexeren Systeme mit zwei Phasenverstellern sehen 27,6 Prozent in der Serie und 10,3 Prozent erwarten keine Serieneinführung von Ventiltriebsvariabilitäten. Von der alleinigen Einführung der bekannten Verstellung der Auslasssteuerzeit waren nur 6,9 Prozent überzeugt.

Dr. Werner Bick, Director Diesel Engine Passenger Cars bei FEV, verfügt über eine 30jährige Erfahrung auf dem Gebiet der Entwicklung des Verbrennungsmotors – vor allem bei Dieselmotoren: „Viele der aktuell in der Entwicklung befindlichen Motoren erreichen derzeit die Entwicklungsziele für 2020 ohne zusätzliche Variabilitäten im Ventiltrieb“. „Die Potenziale allein mit der Phasenverstellung der Auslassnockenwelle sind begrenzt, nicht zuletzt durch Einflüsse auf das akustische Verhalten des Motors.“

Ab dem Jahr 2020 ist in der europäischen Union die CO2-Emission, die ein Fahrzeug einer in einem Jahr produzierten Fahrzeugflotte eines Herstellers im Mittel ausstößt, auf  95 g/km limitiert. Jedes Gramm, das darüber hinaus emittiert wird, muss der Fahrzeughersteller mit einer teuren Pönale von 95 Euro pro Gramm CO2 und verkauftem Fahrzeug bezahlen. Darüber hinaus wird  in Europa ab dem Jahr 2019 die verschärfte Emissionsgesetzgebung EU 6.2 gültig. Neben der Einführung eines neuen Prüfzyklus – dem WLTC (Worlwide harmonized Light Vehicles Test Cycle)  mit verschärften Prüfrandbedingungen (WLTP) wird zukünftig das anwendernahe  Fahrverhalten RDE (Real Driving Emissions) unter realen Umweltbedingungen Berücksichtigung finden.

„Diese Entwicklung führt dazu, dass ab dem Jahr 2020 der klassische konventionelle Verbrennungsmotor zunehmend verschwinden wird“, so Bick. Die zukünftigen Antriebe verfügen über Stopp-Start Funktion, Hybridfunktionalitäten in verschiedenen Ausbaustufen (Micro-, Mild, Voll-Hybrid, Plug-in Hybrid) und die Fahrzeugflotten werden darüber hinaus Fahrzeuge mit ausschließlichem Elektroantrieb als Null-Emissionsfahrzeug aufweisen. „Jedoch bleiben der Otto- und der Dieselmotor auf lange Sicht weiterhin das wichtige Kernelement der Fahrzeugantriebe“, erklärt Bick. Die CO2 Emission der Volkswagen Neuwagenflotte in Deutschland würde um 13 g/km und damit etwa um 10 Prozent zunehmen, wenn alle Dieselaggregate durch leistungsgleiche Benzinmotoren ersetzt würden.

Die heutigen verbrauchsgünstigen und emissionsarmen Dieselmotoren weisen wesentliche technische Merkmale zur Schadstoffminderung und zur Effizienz- und Leistungssteigerung auf, wie beispielsweise moderne Einspritzsysteme mit Einspritzdrücken von bis zu 2000 bar und darüber, Abgasturbolaufladung,  Abgasrückführung und sehr effektive Abgasnachbehandlungssysteme. Darüber hinaus hat auch der variable Ventiltrieb beim Pkw-Dieselmotor Einzug in die Serie gefunden. So weist der 2L TDI Dieselaggregat von Volkswagen eine Nockenwellenverstellung auf. Jaguar Land-Rover hat seine neuste Motorenentwicklung, den neuen 2.0L Dieselmotor „Ingenium“ mit einem auslassseitigen Nockenwellensteller ausgestattet. Im Bereich der  leichten Nutzfahrzeuge hat die Daimler AG ihre neueste Entwicklung der MDEG Motorenbaureihe mit einem auslassseitigen Nockenwellenversteller ausgestattet. Bick fasst zusammen: „Aufgrund der ständig wachsenden Anforderungen wie zum Beispiel die Erfüllung der SULEV Anforderungen in Nordamerika  ist zur erwarten, dass variable Ventiltriebe beim Pkw-Dieselmotor innerhalb der nächsten fünf bis zehn Jahre verstärkt den Einzug in die Serie finden werden.“