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Low Friction Powertrain: Fahrzeugentwicklung im Wandel

02.06.2014

Den Kraftstoffverbrauch zu senken und damit CO2-Emissionen zu reduzieren – das sind die größten Herausforderungen in der heutigen Fahrzeugentwicklung. Nach wie vor kommt es jedoch durch Reibungen in Motor und Getriebe zu hohen Energieverlusten.

Ziel des Cluster-Projektes „Low Friction Powertrain“, das im Rahmen der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) von den AiF-Forschungsvereinigungen Antriebstechnik (FVA) und Verbrennungskraftmaschinen (FVV) organisiert wurde, war es daher, die Reibungsverluste in Motor und Getriebe zu reduzieren.
Die vorwettbewerbliche IGF ermöglicht insbesondere kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) den Zugang zu aktuellen Forschungsergebnissen.


Stadtverkehr

Lupo / pixelio.de

Sie wird zusammen mit 100 branchenorientierten Forschungsvereinigungen im Innovationsnetzwerk der AiF Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen organisiert. Das Programm wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) mit öffentlichen Mitteln gefördert. Mit der Fördervariante Cluster des IGF-Programms werden mehrere thematisch eng zusammenhängende Forschungs- und Entwicklungsvorhaben unter-stützt. Dieses Cluster-Projekt umfasste 18 Teilprojekte.

Virtueller Technikträger
Die Wissenschaftler arbeiteten zunächst separat an Einzelkomponenten. Zur Abstimmung und Optimierung der Ergebnisse wurde dann ein ganzheitliches virtuelles Simulationsmodell entwickelt, das Motor und Antriebsstrang detailliert aufzeigt. Mit diesem neu erarbeiteten Modell lässt sich jederzeit nachvollziehen, wie die eingesetzte Kraftstoffenergie verteilt wird und ob sich die Einzelmaßnahmen gegenseitig positiv oder negativ beeinflussen.

Folgende Komponenten wurden näher untersucht:

Motortemperatur: Der Motorwarmlauf kann verkürzt werden, indem der Kühlkreislauf vom Zylinderkopf und Zylinderblock durch ein Ventil getrennt wird. Dadurch wird die optimale Betriebstemperatur bei Kaltstart und im Start-Stopp-Betrieb schneller erreicht und Reibungsverluste werden reduziert.

Gleitlager: Gleitlager, die seit Jahrzehnten erfolgreich eingesetzt werden, können durch innovative Beschichtungen optimiert werden. Verändert man die Oberflächenbeschaffenheit, können Verluste durch Reibung deutlich verringert werden.

Wälzlager: Der Einsatz von Wälzlagern für die Kurbelwelle zeigt das größte Potenzial zur Senkung der Reibarbeit.

Getriebetemperatur: Über die Effizienz des Antriebs entscheidet auch der Wirkungsgrad des Getriebes. Je schneller das Getriebe die optimale Betriebstemperatur erreicht, desto geringer sind die Verluste und desto weniger Treibstoff wird verbraucht.

Getriebekonstruktion: Die Beschaffenheit der Zahnräder beeinflusst die Reibungsverluste im Getriebe wesentlich. Bei wirkungsgradoptimierten Zahnrädern wird der Zahneingriff auf einen engen Bereich um den Wälzpunkt konzentriert, die Gleitreibung nimmt ab und die lastabhängigen Verzahnungsverluste können gesenkt werden.

Interdisziplinäres Forschungsvorhaben
Durch die interdisziplinäre Zusammenarbeit mit Institutionen der Fahrzeug- und der Komponentenhersteller konnten die Potenziale systemübergreifender Maßnahmen mit Blick auf eine gesteigerte Energieeffizienz im Antriebsstrang dargestellt werden.
Die Ergebnisse sind die Basis für die zukunftssichernde Produktentwicklung von Fahrzeugen. Sie dienen insbesondere den mehrheitlich mittelständischen Unternehmen der Automobilzulieferindustrie als Fundament für die Verbesserung eigener Systeme.

Ansprechpartner zum Projekt
Dirk Bösel, Forschungsvereinigung Verbrennungskraftmaschinen e.V. (FVV)
boesel@fvv-net.de,Tel. +49 69- 6603 1682

Dirk Arnold, Forschungsvereinigung Antriebstechnik (FVA)
dirk.arnold@vdma.org, Tel. +49 69 6603 1632

Über die AiF
Die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. ist ein 1954 gegründetes, industriegetragenes Innovationsnetzwerk zur Förderung von Forschung und Entwicklung im Mittelstand. Es verknüpft die Interessen von Wirtschaft, Wissenschaft und Politik. Aufgabe ist es, als Dachverband von 100 branchenspezifischen Forschungsvereinigungen die Volkswirtschaft Deutschlands in ihrer Wettbewerbsfähigkeit nachhaltig zu stärken. Die AiF als gemeinnütziger Verein ist Träger der Industriellen Gemeinschaftsforschung und betreut über die AiF Projekt GmbH und die AiF F∙T∙K GmbH, ihre einhundertprozentigen Tochtergesellschaften, weitere Förderprogramme der öffentlichen Hand. Im Jahr 2013 setzte die AiF rund 490 Millionen Euro an öffentlichen Fördermitteln ein.

Pressekontakt
AiF e.V., Maria Kalina, presse@aif.de, Telefon: + 49 221 37680-114

Weitere Informationen:

http://www.aif.de

Maria Kalina | idw - Informationsdienst Wissenschaft

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