Aufgrund der vom Gesetzgeber geforderte Einsparung von CO2-Emissionen setzen sich direkteinspritzende, aufgeladene Ottomotoren - bei Audi TFSI genannt- als kostengünstige und hocheffiziente Downsizingkonzepte im Markt auf breiter Front durch. Dabei ist die Entwicklung vom Ziel geprägt das maximale Motordrehmoment bei möglichst niedriger Motordrehzahl anliegen zu haben. Gleichzeitig soll jedoch auch die Leistungsdichte der Motoren angehoben werden, um das Downsizing weiter voran treiben zu können. Zudem wird ein schnellerer dynamischer Drehmomentaufbau gefordert. Für Audi ist zusätzlich die Bewertung des Fahreindrucks, der über die Akzeptanz eines Konzepts beim Kunden und damit letztendlich den Erfolg einer Technologie entscheidet, ein weiterer wesentlicher Punkt bei der Auswahl von zukünftigen Aufladetechnologien. Mit der Einführung des Audi Valvelift Systems beim Audi 2.0-TFSI Gen2, welches einen spülenden Ladungswechsel ermöglicht, ist es gelungen, sowohl den stationären als auch den dynamischen Drehmomentaufbau deutlich zu verbessern. All diese Verbesserungen haben zu keinerlei Nachteilen in anderen Betriebsbereichen geführt. Eine weitere Verbesserung des Spüleffekts kann durch den Einsatz eines Auslassnockenwellenverstellers erreicht werden. Betrachtet man mögliche zukünftige Aufladetechnologien, wie eine variable Turbinengeometrie oder eine 2-stufige Registeraufladung, so bringen diese stationär einen deutlichen Benefit im Drehmomentaufbau bei niedrigen Drehzahlen. Bei genauer Untersuchung des dynamischen Verhaltens zeigt sich auch in Betriebsbereichen bei sehr niedrigen Motordrehzahlen noch ein Vorteil gegenüber der Vergleichstechnologie eines Standard Monoturbo ATL, jedoch speziell bei sehr kurzen Beschleunigungsmanövern bei mittleren und hohen Motordrehzahlen, welche dem System eine hohe Dynamik abverlangen, offenbaren sich bei beiden Konzepten zum Teil deutliche Schwächen, die ins besondere im subjektiven Fahreindruck negativ empfunden werden. In der Summe führen diese Defizite aus heutiger Sicht zu einer Nichtberücksichtigung der Technologien für einen mittelfristigen Serieneinsatz. Der Einsatz eines Turbinenrads aus der Leichtmetalllegierung Titan Aluminid zeigt dagegen eine deutliche Verbesserung des dynamischen Motorbetriebs ohne dabei negative Querempfindlichkeiten aufzuweisen. Leistung und stationäres Drehmoment lassen sich bei modernen Ottoturbomotoren mit vielfältigen Technologien steigern. In der individuellen Anpassung an Motoren mit optimiertem Ladungswechsel genügen allerdings nicht alle neuen Aufladetechnologien den hohen Ansprüchen hinsichtlich dynamischem Drehmomentaufbau und hervorragendem, sportlichem Fahrverhalten, wie sie bei Audi gestellt werden.
Unterschiedliche Bewertung von zukünftigen Aufladekonzepten am stationären Motorprüfstand und im Fahrzeug
Aufladetechnische Konferenz, 15 ; 399-417
2010
19 Seiten, 18 Bilder, 4 Quellen
Conference paper
German
CVT-Simulation am dynamischen Motorprüfstand
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