4 Engineering-Schritte bis 34,1 MPG

  • 2019

Nun, da die Obama-Administration hat den Corporate-Average-Fuel-Economy-Standard (CAFE) bis zum Jahr 2016 auf 34,1 mpg festgelegt und die verschärften CO2-Emissionsvorschriften festgelegt. Die Automobilingenieure der Welt können ihre Produktpläne für die nächsten Jahre festschreiben. Bei der ersten Podiumsdiskussion auf dem diesjährigen SAE World Congress mit dem Titel "Near-Term Powertrain Solutions - Before 2016" diskutierten die Verantwortlichen von Chrysler, Ford, Honda und Hyundai / Kia, wie sie die neuen Kriterien erfüllen wollen. Während batteriebetriebene Hybrid- und Plug-in-Hybridantriebsstränge weiterhin die meisten Schlagzeilen treffen, ist die Realität, dass elektrifizierte Technologien kurz- bis mittelfristig nur einen geringen Marktanteil ausmachen werden. Gaskolbenmotoren der alten Schule werden wahrscheinlich noch einige Jahrzehnte im Einsatz bleiben und haben noch viel Raum für Verbesserungen. Barb Samardzich, Vice President von Ford Powertrain für die Entwicklung globaler Antriebsstränge, betonte, dass Effizienzlösungen bezahlbar sein müssen. Um den Kraftstoffverbrauch und die Treibhausgasemissionen spürbar zu verändern, muss die Technologie "in Hunderttausenden oder Millionen von Einheiten verfügbar sein", sagte Sanardzich.

Hier sind einige der Technologien und Innovationen, von denen Automobilingenieure hoffen, dass sie ihre Flotten auf 34,1 mpg bringen werden.

Downsizing des Motors

Der neue 3,5-Liter-V6 in Fords F-150.

Was genau erforderlich ist, um die erste Regulierungsphase zu erfüllen, umfasst fünf Hauptelemente. Die prominenteste Veränderung, die die Verbraucher in den nächsten Jahren erleben werden, ist das Downsizing der Motoren. Durch den Einsatz von Technologien wie variable Ventilsteuerung, Direkteinspritzung und Benzinmotoren mit Turbolader (GTDI) werden die Automobilhersteller die derzeitigen Motoren durch Motoren mit geringerem Hubraum ersetzen, ohne die Leistung zu beeinträchtigen. Dank des Ladungskühlungseffekts der Direkteinspritzung und fortschrittlicherer elektronischer Steuerungen unterliegen diese GTDI-Motoren nicht den Klopf- und schlechten Off-Boost-Momenten älterer Turbos. Samardzich kündigte an, dass Ford noch vor Jahresende mehrere neue GTDI-Anwendungen auf den Markt bringen würde, darunter einen 3,5-Liter-V6 im F150-Pickup und ein 2,0-Liter-Inline Four im neuen Explorer. Viele andere Unternehmen werden auch Downsized-Turbomotoren anbieten.

Übertragungs-Tweaks

Fords Doppelkupplungsgetriebe.

Der Wirkungsgrad eines Motors hängt weitgehend davon ab, dass das Getriebe daran befestigt ist. Wie der Verbrennungsmotor bietet die Drehmomentwandler-Automatik noch Verbesserungsbedarf. Die Automobilhersteller rüsten sich rasch, um ältere Vier- und Fünfgang-Automatikgetriebe durch neue Einheiten mit sechs, sieben oder sogar acht Gängen zu ersetzen. Eine ausgefeiltere Elektronik, neue Überbrückungskupplungsmechanismen, eine Verringerung der inneren Reibung durch die Verwendung von Kugel- und Rollenlagern sowie neue Flüssigkeiten reduzieren die mechanischen Verluste, da das Drehmoment durch das Getriebe übertragen wird. Immer mehr Fahrzeuge setzen auf das Doppelkupplungsgetriebe (DCT). Während die meisten der frühen Doppelkupplungsanwendungen, wie beispielsweise die von Volkswagen mit sechs Gängen betriebenen DSG-Nasskupplungen, die neueren Einheiten mit effizienteren Trockenkupplungen ausgestattet sind. Trockene Doppelkupplungsgetriebe mit sechs Gängen können die Kraftstoffeffizienz gegenüber herkömmlichen Viergang-Automaten um 7 bis 9 Prozent steigern. Die Getriebehersteller Borg Warner und Getrag stellten beide neue doppelte Trockenkupplungsmodule vor, die in naher Zukunft in mehreren Fahrzeugen erscheinen werden. Chrysler und Fiat werden im nächsten Jahr DCTs auf den Markt bringen, und Ford wird seine erste Doppelkupplung für den nordamerikanischen Markt in dem neuen Fiesta einführen, der in den nächsten Wochen auf den Markt kommt. Honda hat sogar ein DCT in sein VFR1200F-Motorrad eingeführt.

Auto Start / Stopp

Das Start-Stopp-System von BMW.

Automatisches Starten / Stoppen ist ein weiteres Merkmal, das zunehmend üblich ist. Diese Systeme schalten den Motor ab, wenn das Fahrzeug anhält, um einen Leerlauf zu verhindern, und geben dann automatisch ab, wenn das Bremspedal losgelassen wird. Start-Stopp-Systeme können eine Verbesserung der Effizienz um 5 bis 8 Prozent bewirken, wenn Sie in urbanen Umgebungen fahren. Leider spiegelt die Methodik der aktuellen EPA-Testzyklen diese Vorteile nicht wider. Die neuen CO2-Emissionsgrenzwerte enthalten jedoch einige vage definierte Anpassungsfaktoren für Technologien, wie z. B. effizientere Klimaanlagen, und es ist möglich, dass diese Faktoren verwendet werden, um den Autoherstellern Kredit für die Installation von automatischen Start-Stopp-Systemen zu geben.

Gewichtsreduzierung

Eine leichtere Hyundai-Sonate ohne V6.

Schließlich ist die Gewichtsreduzierung ein wesentlicher Faktor für die Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs. In den letzten Jahrzehnten wurden Fahrzeuge erheblich schwerer, um Sicherheitsvorschriften zu erfüllen und Funktionen hinzuzufügen. Der verstärkte Einsatz von Leichtbauwerkstoffen wie Aluminium, Kohlefasern und hochfesten Stählen sowie neue Umformtechniken tragen zur Gewichtsersparnis bei. Der Zulieferer Mubea zeigte auf der Messe seinen maßgeschneiderten Stahl. Durch die Verwendung von Walzen, die sich beim Durchlaufen des Stahls näher und weiter voneinander entfernen, werden Bleche unterschiedlicher Dicke erzeugt.Aus diesem maßgeschneiderten Blech werden dann Stanzzuschnitte geschnitten, und Komponenten wie B-Säulen und Armaturenbrettträger können dort hergestellt werden, wo sie bei Bedarf Dicke haben, während das Material reduziert wird, wenn dies nicht für die strukturelle Steifigkeit erforderlich ist. Der 2012er Ford Focus wird eine Reihe von Teilen aus speziell gewalztem Stahl verwenden.

Zur Gewichtsreduzierung trägt auch das Downsizing des Motors bei. Als Hyundai die Sonata 2011 entwickelte, entschied das Unternehmen früh, dass es keinen V6-Motor anbieten würde. Da die Masse und die Größe eines V6 nicht unterstützt werden mussten, konnten die Hyundai-Ingenieure den Motorraum verkleinern und die Struktur reduzieren. Daraus folgt auch, dass Bremsen und Federung leichter sein können. Insgesamt hat sich Hyundai von der neuen Sonate mehr als 200 Pfund rasiert. Laut Samardzich erwartet Ford für das kommende Jahrzehnt bei einigen Fahrzeugen Massenreduzierungen von bis zu 750 Pfund.

The Design Positioning feature (Svenska) by HUSQVARNA VIKING® Video.

Nächster Artikel