Keynote von Schaeffler-Entwicklungsvorstand Prof. Peter Gutzmer auf der MTZ-Fachtagung in Wolfsburg zum Antrieb von morgen

Schlüsseltechnologien für den effizienten Antriebsstrang von morgen
(PresseBox) (Wolfsburg/Herzogenaurach, ) "Der Antrieb von morgen", so lautete das Motto der 8., in Wolfsburg veranstalteten MTZ-Fachtagung. Im Mittelpunkt des Austausches von Motorenentwicklern und Automobil-Ingenieuren standen innovative Lösungen für die automobile Zukunft, welche von den Themen Globalisierung, Ressourcenverfügbarkeit und Emissionsgesetzgebung geprägt werden. Die Automobilindustrie und ihre Zulieferer arbeiten an Lösungen für diese Herausforderungen. Parallel zur zunehmenden Elektrifizierung steht die Optimierung des verbrennungsmotorischen Antriebsstrangs als Gesamtsystem im Mittelpunkt, da dieser auch weiterhin die dominierende Rolle für die individuelle Mobilität spielen wird.

Wo liegen die Spannungsfelder moderner Motorenentwicklung - um diese Frage ging es in der Keynote "Enabler und Schlüsseltechnologien für effiziente kleine Motoren" von Schaeffler-Entwicklungsvorstand Prof. Peter Gutzmer. "Kleinere Motoren sind eine marktfähige Lösung und zugleich eine technische Herausforderung. Kleiner bedeutet weniger Hubraum, häufig auch weniger Zylinder sowie weniger Gewicht und weniger Reibung, aber zunächst vor allem weniger Dynamik und weniger Komfort. Diese Aufgaben gilt es zu lösen", so Gutzmer. "Es sind vor allem vielzylindrige, überwiegend großvolumige Motoren die Leistungsfähigkeit und Laufkultur definiert und geprägt haben. Hingegen werden moderne "Rightsizing" - Antriebe mit innovativen Komponenten erst in den Markt eingeführt." Heute liefern beispielsweise Zweizylinder in Kleinwagen, Dreizylinder in der Kompaktklasse und Vierzylinder in der Oberklasse eine respektable Performance und werden daher zunehmend nachgefragt. Auch treten zunehmen High-Tech-Sechszylinder an die Stelle traditionsreicher V8-Hubraumriesen. Der Trend zu höheren spezifischen Leistungen der Motoren wird sich dabei deutlich fortschreiben.

Zu den maßgeblichen Technologien und Komponenten zählen beispielsweise variable Ventilsteuerungen, die Turboaufladung, zunehmend aufwendigeres Thermo-Management und verschiedene Ansätze zur Schwingungsdämpfung. Darüber hinaus gilt es noch intensiver Reibung zu minimieren und Gewicht zu reduzieren sowie all diese einzelnen Felder im Sinne eines optimalen, ganzheitlichen Ansatzes zu berücksichtigen.

Stichwort variabler Ventiltrieb: Die variable Steuerung des Ventiltriebs ist eine Schlüsseltechnologie zur Optimierung des Verbrennungsprozesses. Hier gibt es eine Reihe von individuell, auf die jeweiligen konstruktiven Gegebenheiten und Anforderungen zugeschnittenen Lösungen, welche in Baukastenstrukturen entwickelt werden. Sie reichen vom Nockenwellenversteller über schaltbare Ventiltrieb-Elemente bis hin zu vollvariablen Systemen wie UniAir.

Stichwort Aufladung: Downsizing als Schlüsseltrend geht einher mit Aufladung, welche insbesondere bei Ottomotoren ein starkes Wachstum verzeichnet. Turbolader müssen über gutes Ansprechverhalten und hohe thermische Stabilität verfügen und eine exakte Regelung ermöglichen, zur flexiblen Anpassung an Motor und Fahrzeug aber auch modulare Fertigungsansätze von vornherein berücksichtigen.

Stichwort Thermo-Management: Ein weiteres Handlungsfeld zur thermodynamischen Optimierung des Verbrennungsmotors ist das Thermo-Management. Intelligente, prozessorgesteuerte Module zur Regelung des Kühlkreislaufs ermöglichen eine Verkürzung der Warmlaufphase und dadurch insbesondere beim zyklusrelevanten Kaltstart signifikante Vorteile. Zudem sorgen sie für die präzise Steuerung des Temperaturhaushalts und den Motorbetrieb im jeweils optimalen Temperaturfenster.

Stichwort Schwingungsdämpfung: Downsizing und auch Downspeeding verschlechtern zunächst das NVH-Verhalten und stellen so neue Herausforderungen an die Kombination von Motor und Getriebe. Bereits im Motor können Ausgleichswellen für eine Verbesserung sorgen. Einen weiteren Enabler für diese Motorenkonzepte bilden Dämpfungselemente an der Schnittstelle zum Getriebe. Ein dafür effektives Element ist das innovative Fliehkraftpendel von Schaeffler, das in Antriebssträngen mit Handschalt- und Automatikgetrieben (Doppelkupplung und auch Wandler) das geforderte Komfortniveau sicherstellt. Darüber hinaus können Dämpfungselemente mit dem Wirkprinzip des Zweimassenschwungrads im Riementrieb die Drehungleichförmigkeiten der Kurbelwelle reduzieren.

Stichwort Reibungsreduzierung: Beachtliche Beiträge zur Optimierung des verbrennungsmotorischen Antriebsstrangs lassen sich durch die akribische Reduzierung von Reibung an zahlreichen Stellen im Antriebsstrang erzielen. Hier führt der Weg über umfassende Kenntnisse und umfangreiche Detailarbeit. Eine innovative Stellschraube bildet beispielsweise die Oberflächentechnik, bei der mittels Verwendung spezifischer Schichtsysteme kostengünstig Reibung und Verbrauch und gleichzeitig auch der Verschleiß reduziert werden können.

Wir bei Schaeffler setzen", so Prof. Peter Gutzmer," aus der mechanischen Kernkompetenz kommend, auf umfassendes Gesamtfahrzeugverständnis, interdisziplinäres Denken und Arbeiten sowie Innovationen innerhalb ganzheitlicher Lösungsansätze. Das macht es uns möglich, zunehmend komplexere Technologien und immer kürzere Innovationszyklen zu meistern, und so Schlüsselkomponenten für die effiziente Mobilität der Zukunft anbieten zu können."

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Leiter Kommunikation Schaeffler Gruppe Automotive
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