{"id":262962,"date":"2020-12-16T09:00:03","date_gmt":"2020-12-16T08:00:03","guid":{"rendered":"http:\/\/innovationorigins.com\/?p=262962"},"modified":"2020-12-16T09:00:03","modified_gmt":"2020-12-16T08:00:03","slug":"neuer-effizienzmotor-co2-klimaziele","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/de\/neuer-effizienzmotor-co2-klimaziele\/","title":{"rendered":"Neuer Effizienzmotor als Weg zu CO2-Klimazielen"},"content":{"rendered":"\n<p>Bis alle Autos auf deutschen, europ\u00e4ischen und auf den Stra\u00dfen der Welt CO2-frei angetrieben werden, wird es noch einige Jahre dauern. Selbst wenn ab 2025 keine Neuwagen mit Verbrennungsmotoren mehr verkauft werden d\u00fcrfen, kann man davon ausgehen, dass es bis mindestens 2040 dauern wird, bis (fast) alle Benzin- und Diesel-getriebenen Autos von den Stra\u00dfen verschwunden sind. Um also die CO2-Flottenemissionsziele im Jahr 2030 zu erreichen, m\u00fcssen auch Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor deutlich energieeffizienter werden.<\/p>\n\n\n\n<p>In einem von der <a href=\"https:\/\/www.fvv-net.de\/\">Forschungsvereinigung Verbrennungskraftmaschinen<\/a> (FVV) initiierten Forschungsprojekt \u201eICE2025+\u201c haben Wissenschaftler in Aachen, Braunschweig, Darmstadt und Stuttgart untersucht, \u201ewie weit der Wirkungsgrad von Ottomotoren mit Hilfe verschiedener Technologiekombinationen gesteigert werden kann\u201c. Dabei wurde allerdings bei allen untersuchten Antriebsstr\u00e4ngen der Verbrennungsmotor von einem elektrischen Antrieb erg\u00e4nzt. Vor allem im Stadtverkehr. \u201eWir haben jedoch alle Tests und Simulationen so ausgelegt, dass sich am Ende der Fahrt noch genauso viel Strom in der Batterie befand wie zu Beginn\u201c, erl\u00e4utert Prof. Dr.-Ing. Christian Beidl, Leiter des Instituts f\u00fcr Verbrennungskraftmaschinen und Fahrzeugantriebe an der <a href=\"https:\/\/www.tu-darmstadt.de\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">TU Darmstadt<\/a>. \u201eDadurch ist es m\u00f6glich, genau zu beobachten, wie sich der Wirkungsgrad durch verschiedene Ma\u00dfnahmen am Motor ver\u00e4ndert.\u201c<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\"><strong>Enge Rahmenbedingungen<\/strong><\/h3>\n\n\n\n<p>Zu Beginn des rund zweieinhalb Jahre dauernden Projekts hatten die Forscher festgelegt, durch welche technischen Ver\u00e4nderungen der Wirkungsgrad eines Motors deutlich gesteigert werden k\u00f6nnte. Diese Ver\u00e4nderungen mussten jedoch zwei Rahmenbedingungen erf\u00fcllen: Erstens sollte es sich um \u201ereife Technologien\u201c handeln, die vor dem Jahr 2030 eine realistische Chance auf eine Serieneinf\u00fchrung haben. Zweitens sollten nicht einzelne Technologien untersucht werden, sondern Kombination aus mehreren.<\/p>\n\n\n\n<p>\u201eEine reine Addition einzelner Ma\u00dfnahmen verbietet sich, da Wechselwirkungen von Technologien dabei nicht ber\u00fccksichtigt werden\u201c, erl\u00e4utert Prof. Dr.-Ing. Peter Eilts, Leiter des Instituts f\u00fcr Verbrennungskraftmaschinen der <a href=\"https:\/\/www.tu-braunschweig.de\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">TU Braunschweig<\/a>. Also wurden Kombinationen aus variabler Verdichtung und flexiblen Ventilsteuerzeiten, Abgasr\u00fcckf\u00fchrung, Steuerung der Ladungsbewegung, Vorkammerz\u00fcndung, Wassereinspritzung und auch die Auslegung des Motors als Langhuber untersucht. Die Auswirkungen auf den Kraftstoffverbrauch haben die Wissenschaftler erst durch Berechnungen, dann durch verschiedene Motorentests validiert und auch weitere Potenziale rechnerisch extrapoliert.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/archive.ioplus.nl\/wp-content\/uploads\/2020\/12\/newsimage344145-1004x511.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-262960\"\/><figcaption>Im Methanolbetrieb erreicht der neue Effizienzmotor nahezu im gesamten Kennfeld einen Wirkungsgrad von mindestens 40%. \u00a9 vka \/ RWTH Aachen<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p>Schlie\u00dflich ermittelten die Forscher den Kraftstoffverbrauch in verschiedenen Hybridfahrzeugen aufgrund der gewonnenen Versuchs- und Rechenergebnisse.&nbsp;Und zwar nicht nur einen Verbrauch \u201ef\u00fcr die offiziellen Verbrauchsangaben im relevanten Pr\u00fcfzyklus&#8221;, sondern auch im realen Stra\u00dfenverkehr. Hierzu w\u00e4hlten sie ein Fahrprofil, das die Anforderungen an sogenannte RDE-Tests (\u201eReal Driving Emissions\u201c) erf\u00fcllt. \u201eEs ist gelungen, die Technologien so zu kombinieren, dass die Verbr\u00e4uche unter RDE-Bedingungen niedriger ausfallen als die im WLTP-Pr\u00fcfzyklus (\u201eWorldwide Harmonized Light-duty Vehicles Test Procedure\u201c) ermittelten Werte\u201c, sagt Prof. Dr.-Ing. Stefan Pischinger, Leiter des Lehrstuhls f\u00fcr Verbrennungskraftmaschinen an der <a href=\"https:\/\/www.rwth-aachen.de\/go\/id\/a\/?lidx=1\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">RWTH Aachen<\/a>.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\"><strong>Wirkungsgradsteigerung um mehr als 40 Prozent<\/strong><\/h3>\n\n\n\n<p>Das Ergebnis zeigte, dass im realen Stra\u00dfenverkehr mehr als 40 Prozent der Energie des Kraftstoffs genutzt werden kann, wenn verf\u00fcgbare Technologien f\u00fcr den Verbrennungsmotor optimal aufeinander abgestimmt sind. Zum Beispiel konnte in einem Mittelklassefahrzeug mit Hybridantrieb mit dem entwickelten Effizienzmotor bereits 42 Prozent der im Kraftstoff gebundenen Energie genutzt werden. Der Gesamtwirkungsgrad konte zudem durch den Einsatz synthetischer Kraftstoffe (E-Fuels) auf 46 Prozent gesteigert werden.<\/p>\n\n\n\n<p>Am Ende haben die Forscher auch die Potenziale eines \u201emageren Motorbetriebs\u201c untersucht. Also den Betrieb mit hohem Luft\u00fcberschuss. Dabei habe sich gezeigt, dass in weiten Kennfeldbereichen der Motorwirkungsgrad um zwei bis drei Prozentpunkte gesteigert werden kann. \u201eDamit r\u00fcckt ein Wirkungsgrad von 50 Prozent in greifbare N\u00e4he\u201c, sagt Prof. Dr.-Ing. Michael Bargende, Inhaber des Lehrstuhls Fahrzeugantriebe am Institut f\u00fcr Fahrzeugtechnik der <a href=\"https:\/\/www.uni-stuttgart.de\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Universit\u00e4t Stuttgart<\/a>.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\"><strong>E-Fuels als \u201eGeheimwaffe\u201c<\/strong><\/h3>\n\n\n\n<p>Die Ergebnisse des Forschungsprojekts seien f\u00fcr die Diskussion \u00fcber den Nutzen von E-Fuels relevant, betont Bargende. \u201eIn vielen Analysen wird ein Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors von maximal 25 Prozent unterstellt. Die Forschung zeigt nun, dass bei geeigneter Antriebskonzeptauslegung von Motor, Getriebe und Hybridkomponenten mehr als 40 Prozent im realen Verkehr zu erreichen sind\u201c, erkl\u00e4rt der Wissenschaftler. \u201eMit synthetischen Kraftstoffen betrieben, sind Hybridmotoren dadurch nicht nur klimaneutral, sondern unterscheiden sich kaum in der Gesamteffizienz von Antriebsalternativen, wenn die synthetischen Kraftstoffe an Standorten mit deutlich mehr Sonnenstunden oder Windlasten erzeugt werden, als das in Deutschland m\u00f6glich ist.\u201c<\/p>\n\n\n\n<p>Die FVV plant derweil bereits das n\u00e4chste Projekt. Bei \u201eICE2030\u201c dreht sich alles um die Nutzung von Wasserstoff zur Wirkungsgradsteigerung. \u201eZudem sollen die Synergien mit weitere Effizienztechnologien wie einer extrem mageren Verbrennung untersucht werden.\u201c<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Bis alle Autos auf deutschen, europ\u00e4ischen und auf den Stra\u00dfen der Welt CO2-frei angetrieben werden, wird es noch einige Jahre dauern. 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