In den letzten Jahren wurden für Benzinmotoren eine Reihe verschiedener Technologien vorgestellt, die deren Kraftstoffverbrauch deutlich reduzieren. Downsizing - die Verbindung eines kleineren Hubraums (meist einhergehend mit einer kleineren Zylinderzahl) mit Aufladung ist eine der vielversprechendsten Optionen. MAHLE entwickelt durch seinen Ingenieurdienstleister Mahle Powertrain seit 2007 einen Demonstrator für ein Downsizing von 50 %. Dieser Motor ist als 3-Zylindermotor mit einem Hubraum von V(Ind H) = 1.2 l konzipiert und wurde zunächst mit einer zweistufigen Aufladung ausgeführt. Damit konnte gegenüber einem leistungsgleichen Saugmotor mit einem Hubraum von 2.4 l ein Potenzial zur Reduktion des Kraftstoffverbrauchs von mehr als 30 % aufgezeigt werden. Durch die erreichten Werten für Volllastcharakteristik und Kraftstoffverbrauch bot der Motor eine hervorragende Basis für die weitere Arbeit. Dazu gehörte die Entwicklung eines einstufigen Aufladungskonzeptes sowie eine darauf basierende Fahrzeugapplikation. Daran waren drei verschiedene Partner beteiligt: MAHLE mit der Konstruktion und Auslegung des Motors und seiner wichtigsten Baugruppen sowie der grundlegenden Thermodynamik- und Mechanikentwicklung des Motors; Bosch als Systemanbieter mit Motorsteuerung inkl. Sensorik und Applikation sowie der Entwicklung und Auslegung des Brennverfahrens über die Systeme Kraftstoffeinspritzung und Zündung sowie Bosch Mahle Turbosystems (BMTS) mit der Entwicklung und Auslegung des Turboladers und dessen Peripherie. Der Motor mit einstufiger Aufladung erreicht ein maximales Drehmoment von Md = 286 Nm zwischen n = 1600 und 3500 1/min sowie eine maximale Leistung von Pe = 120 kW zwischen n = 5000 und 6000 1/min. In einem Streuband ausgeführter Serienmotoren und einstufiger Aufladung zeigt die erreichte Drehmomentcharakteristik, dass der MAHLE-Bosch Downsizingmotor bereits zwischen n = 1000 und 1250 1/min am oberen Ende des Streubandes liegt und für Drehzahlen von n größer 1500 1/min einen neuen Maßstab setzt (ein Mitteldruck von pme = 30 bar wird zwischen n = 1600 1/min und 3500 1/min erreicht). Der mit dem Motor erzielte spezifische Kraftstoffverbrauch zeigt einen Bestpunkt von be = 235 g/kWh und einen großen Kennfeldbereich von be < 300 g/kWh. Auch hier setzt der Motor den Maßstab für ein solches Downsizingkonzept mit Hochaufladung. Zur Fahrzeugapplikation und zur Beurteilung von Fahrleistungen, Kraftstoffverbrauch und Abgasemissionen im Fahrzeugbetrieb wurde der MAHLE-Bosch Downsizingmotor in ein Fahrzeug mit einem Leergewicht von m = 1500 kg eingebaut. Erste Simulationsergebnisse zeigen, dass mit einem NEFZ Verbrauch von 5.8 l/100 km (139 g/km CO2) und einer Beschleunigung von 80 bis 120 km/h (im 5. Gang) in 8.1 s die entsprechenden Zielwerte von 5.7 l/100km und 10.0 s knapp erreicht bzw. übertroffen wurden. Gemessene Emissionswerte für das Demonstratorfahrzeug liegen erst im Herbst 2010 vor. Allerdings lässt sich anhand der vorhandenen Messungen am Motorprüfstand und den Erfahrungen mit ähnlichen Applikationen sagen, dass die gesetzten Emissionsziele (EU6) bei dem genannten Verbrauch sicher eingehalten werden können. Der erreichte Verbrauch demonstriert damit das Potenzial eines 50 % Downsizings bei beeindruckenden Fahrleistungswerten.


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    Title :

    Das MAHLE-Bosch Downsizing Demonstrator Fahrzeug


    Additional title:

    MAHLE-Bosch demonstrator vehicle for advanced downsizing


    Contributors:


    Publication date :

    2010


    Size :

    29 Seiten, 23 Bilder, 5 Quellen


    Type of media :

    Conference paper


    Type of material :

    Storage medium


    Language :

    German




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