Motoren - Vergangenheit, Gegenwart, Zukunft Motorok múlt, jelen, jövő Tumpek, Barna Technische Entwicklung AHM

Motoren - Vergangenheit, Gegenwart, Zukunft Motorok – múlt, jelen, jövő Tumpek, Barna Technische Entwicklung AHM 2011.04.06.

Motoren - Vergangenheit, Gegenwart, Zukunft Inhalt ►

►

►

2

Vergangenheit 1. Bevezetés

(Múlt)

Gegenwart 2. Diesel-Motorok 3. Otto-Motorok

(Jelen)

Zukunft (Jövő) 4. Globalális trendek és kihívások 5. Volkswagen aggregát- és üzemanyag stratégiája 6. Összefoglalás

Tumpek Barna, G/GE, 2011.04.06.


3


(Múlt)

►

1.1 Gőzgéptől a belsőégésű motorig

►

1.2 Belsőégésű motorok alkalmazási területei

►

1.3 A belsőégésű motor fő komponensei


1. 1.1

Bevezetés Gőzgéptől a belsőégésű motorig

A nehéz kezdet: - 1865 Locomotive Act (England) törvény az autók ellen - vmax= 6km/h + piros zászló

4


1. 1.1


Munkadiagramm 1876-ból

1867 N.A. Otto: Arany érem a Párizsi Világkiállításon (η10 %) 5


1. 1.1


R. Diesel, 1878 Münchener Polytechnikum: „Untersuchen, ob diese Isotherme sich in der Praxis verwirklichen läßt.“

(η=26 % !) 6


1. 1.1

Bevezetés Gőzgéptől a belsőégésű motorig 1883. Gottlieb Daimler und Carl Benz

„Petroleum-Reitwagen“ mit 0,5 PS

7


„Patent-Motorwagen“ mit 0,88 PS

1. 1.1


Magyar hozzájárulás a hatásfok emeléséhez: Bánki és Csonka porlasztója (1893) 8


1. 1.1


1908.

Henry Ford Sorozatgyártás

9


T modell

Galamb József

„T-Modell” és „Fordson traktor”

9

1. 1.1


„Die weltweite Nachfrage nach Kraftfahrzeugen wird 1sosem Millionfogja „Az autók iránti kereslet nicht überschreiten …… meghaladni az 1 milliót allein schon aus Mangel an már a képzettChauffeuren.“ sofőrök hiánya miatt verfügbaren sem.”

Gottlieb Daimler, 1901

A 2010-ben világszerte eladott személyés könnyűhaszonjárművek száma: 10


57,3 Mio. 10

1. 1.2

Bevezetés Belsőégésű motorok alkalmazási területei

Az utcai közlekedésben: - személyautók - teherforgalom - tömegközlekedés

11


1. 1.2


Egyéb alkalmazások

12


1. 1.2


Stabil motorok: - áramtermelés - sürített levegő - szivattyú - hő- és áramtermelés... 13


1. 1.2


Kis motorok: - fűnyíró - modellezés ...

14


1. 1.3

Bevezetés A belsőégésű motor fő komponensei Főtengely Hajtórúd Kurbelwelle Pleuel

Forgattyúsház ZKG Vezérműtengely Nockenwelle

Otto und Diesel Motoren Hauptkomponenten 15


Hengerfej Zylinderkopf Dugattyú Kolben

1. 1.3

Bevezetés A belsőégésű motor fő komponensei

Forgattyúsház feladatai: - hengerpalást - olajellátás/kenés/hűtés - főtengelycsapágyazás/ erőátvitel 16


1. 1.3


Főtengely feladatai: - hajtókar megvezetése - erő átvitele - Kiegyenlített motorfutás - kenés/ olajellátás 17


1. 1.3


Dugattyú, gyűrűk, csapszeg feladatai: - égéstér tömítése - az erő átvitele a hajtókarra - hőelvezetés

18


1. 1.3


Hajtókar (töréses technológia) feladatai: - Csapszeg olajellátása - Erő átvitele a főtengelyre

19


1. 1.3


Szelepek feladatai: - töltetcsere vezérlése - égéstér tömítése 20


1. 1.3


Vezérműtengely, vezérműtengely állító feladatai: - szelepek mozgatása - vezérlési idők állítása 21


Beispiel: Audi 5-Ventiltechnik V8 4,2l

1. 1.3


Szívó oldali berendezések: - szívócső / töltőlevegőhűtő - üzemanyag befecskendező - Vezérlés szíj- / lánchajtása - hűtővíz- és levegőcsövek 22


1. 1.3


Kipufogó oldali berendezések: - Kipufogó csonk - Feltöltő (turbo/kompresszor) - Kipufogógáz visszavezetés 23



►

►

24


(Múlt)


(Jelen)



Motoren - Vergangenheit, Gegenwart, Zukunft Inhalt

►

25

Gegenwart 2. Diesel-Motorok

(Jelen)

►

2.1 A közvetlen befecskendezésű Diesel-motorok története

►

2.2 Befecskendező rendszerek összehasonlítása

►

2.3 Az Audi-TDI-Motorok felépítése és komponensei

►

2.4 Kitekintés


2. 2.1

26

Diesel-Motorok A közvetlen befecskendezésű Diesel-motorok története


2. 2.1


Diesel befecskendezés közvetlen

közvetett Örvény kamra

Elő kamra

Elosztó-adagoló

Common Rail / közös nyomócsöves

Tumpek Barna, G/GE, 2011.04.06. A közvetlen befecskendezés fogyasztási előnye: > 15 %

27

Pumpe Düse (PD, UIS)

2. 2.1


Diesel sikertörténete: eleinte: „a diesel hangos, lusta és füstöl mint a gyárkémény“ ma: erősödő elfogadottság és siker 28


2. 2.1


Turbo Diesel Direct Injection - A közvetlen befecskezős diesel a haszonjárműveknél régóta elterjedt - Ölkrise in den 70-er Jahren: verstärkte Anstrengungen für PKW Premier 1989: 5-Zylinder TDI az Audi-tól 85kW (115 PS) 265Nm

1989

29


2010: V6 3,0L TDI az AUDI-tól 180 kW (245 PS) 550 Nm Euro V kipufogógáz norma

2010

2. Diesel-Motorok 2.1 A közvetlen befecskendezésű Diesel-motorok története Az Audi járműgyártása – megoszlás Otto / Diesel

2000

2010

Diesel-Anteil; 35%

Otto-Anteil; 65%

30


Otto-Anteil; 45%

Diesel-Anteil; 55%

2. 2.2

Diesel-Motorok Befecskendező rendszerek összehasonlítása

Diesel előnye az Otto-val szemben

Diesel hátránya az Otto-val szemben

magas hatásfok => takarékos ► magas effektív középnyomás => magas specifikus nyomaték

►

►

nagyobb súly ► lassú égés => korlátozott max. fordulatszám (max. ca. 5.000 1/min) ► alacsonyabb specifikus teljesítmény

Nagyobb teljesítmény érhető el ► fordulatszám emelésével (a nyomaték megőrzése mellett) vagy ► nyomaték emelésével (a fordulatszám változatlansága mellett)

TDI 31


Dieselmotorok fordulatszáma korlátozott  a teljesítmény emelése csak a nyomaték emelésével érhető el

Otto

2. 2.2

Diesel-Motorok Befecskendező rendszerek összehasonlítása

Pilot befecskedezés Felfekvési felületek

Common Rail PDTDI 12 Verteilerpumpe

mm3

8 4

Kompresszió ütem

Munka ütem

Pilot-befecskendezéssel a dugattyú átterhelés-váltása csendesebb, mert ez még jóval a felső holtpont előtt megtörténik ►

Csendes működés Pilot befecskendezéssel

►

Tisztább üzem Pilot befecskendezéssel

32


0 -20

-10

0 (FHP)

100

Ohne Pilot

Mit Pilot

90,2dB

87,5dB

2. Diesel-Motorok 2.3 Az Audi-TDI-Motorok felépítése és komponensei A modern Diesel-motorok ismérvei: ►

DI-Verfahren mit optimierter Kolbenmulde Direkt-befecskendezéses eljárás (CR vagy PD)

►

4V-Technik mit variabler Drallsteuerung 4 szelepes hengerfej nagy perdületi jellemzővel

►

Aufladung und Ladeluftkühlung Turbófeltöltés és töltőlevegő-visszahűtés

►

Hochdruck-Einspritzung Nagynyomású befecskendezés

►

Voreinspritzung Elő ”Pilot” –befecskendezés

►

Elektronisches Motormanagement Elektronikus motorvezérlés

► 33

Thermomanagement Tumpek Barna, G/GE, 2011.04.06.

Hengerfej és a blokk hűtése egymástól elválasztva

2. 2.3

Diesel-Motorok Az Audi-TDI-Motorok felépítése és komponensei

Common Rail System: Magas nyomású üzemanyagpumpa Nyomásszabályzó szelep Csőnyomás-szenzor Közös cső (common-rail) Piezo injektor

Piezo magasnyomású befecskendezés 2.000 bar

34


2. 2.3


Common-Rail Piezo-Injektor: - Csendes működés - Gyors reakció - Precíz adagolás

10 dB

Effektiver Bereich

piezo Solenoid

Piezo elem 1000

2000

3000

4000

Szelep

35


Injektor csúcs: Elektronikusan szabadon 8-lyukú-porlasztócsúcs vezérelhető nyitási idők 0,124 mm lyukkeresztmetszettel

2. 2.3


Hengerenként négy szelep, szívás perdület képzéssel 900-1800 1/min zárt 1800-2500 1/min 50% > 2500 1/min 100% nyitott

Cél: Lehető legjobb keverékképzés alacsony fordulaton Lehető legjobb hengertöltés magas fordulaton

36


2. 2.3


Turbofeltöltés kipufogógázvisszavezetéssel: Turbofeltöltő

Hűtőmodul a kipufogógáz visszavezetéshez

37


2. 2.3


Diesel személygépkocsik kipufogógázainak korlátozása

38


2. 2.3


Kipufogó gázok keletkezése különböző üzemi körülmények között

Ma jellemző égési folyamatok

NOx-képződés

Céltartomány Korom

39


2. 2.3


Példa a Diesel-személygépkocsik károsanyag kibocsátása csökkentésére

40


2. 2.3


Elektronikus motorvezérlés

41


2. 2.3


Thermomanagement:

Hengerfej hűtőkör Forgattyúsház hűtőkör

42


Hidegindításkor:

Meleg állapotban:

Forgattyúsház hűtőköre áll; cél a gyors felmelegedés, súrlódás csökkentése

Forgattyúsház hűtőköre is működik, cél a hengerfej hőmérsékletének maximális mérséklése, emisszió javítása

2. 2.4

Diesel-Motorok Kitekintés CR leváltja a PD-t ► Multi - Injection ►

Szegénykeverék ► Részecskeszűrő

Fogyasztás és az emisszió csökkentése

►

►

SCR-Kat (De-NOx)

Turbolyuk megszüntetése ► Register-feltöltés

Kipufogógázok eliminálása

►

43


►

Középnyomás emelése

►

Zajok és rezgések csökkentése a hidegindításkor

Magasabb specifikus teljesítmény

Komfort


►

►

44


(Múlt)


(Jelen)



Motoren - Vergangenheit, Gegenwart, Zukunft Inhalt

►

45


(Jelen)

►

3.1 FSI vs. MPI technológia

►

3.2 V-motor család

►

3.3 Otto turbó motorok az AUDI-nál: T-MPI  TFSI

►

3.5 Kitekintés


3. 3.1

Otto-Motorok FSI vs. MPI technológia

Fuel Stratified Injection 46


vs.

Multi Point Injection

3. 3.1

Otto-Motorok FSI vs. MPI technológia Otto-motorok keverékképzése

Porlasztó

Befecskendező

Központi befecsk. Több pontos befecsk.

FSI Fuel Stratified Injection (Közvetlen befecskendezés) 47


MPI Multi Point Injection (Szívócső befecskendezés)

3. 3.1

48


FSI

MPI

Fuel Stratified Injection

Multi Point Injection

(rétegzett közvetlen befecskendezés)

(több pontos szívócső befecskendezés)


3. 3.1


Az FSI előnyei és hátrányai az MPI-vel szemben

Elégetlen üzemanyag Égési folyamat lefutása Mechanikai veszteségek Hőleadási folyamatok Sűrítési viszony Gázreakció Töltetcsere FSI Quelle: Dr. Hohenberg, "Analyse der Gemischbildung und Verbrennung am DI-Ottomotor"

49


3. 3.1


Rétegzett töltés részterhelés mellett Cél: takarékos és egyidejűleg erős motorok Effektiv Középnyomás (bar)

12

(magas teljesítmény)

10

homogen l<1 8

homogen l=1

6 4

Homogen l>1

2

Rétegzett töltés

(takarékosság) 0 1000

2000

3000

4000

5000

Fordulatszám (1/min)

50


6000

7000

3. 3.1


Kipufogógáz kezelése rétegzett töltésű közvetlen befecskendezés esetén:

51


3. 3.1


2.0l FSI Motor

2 liter 150PS 200Nm Fogyasztás: 6,5 l /100km 52


3. 3.2

Otto-Motorok V-motor család

Technikai különlegességek:

Kihívások:  Karosszéria nagyobb  Motortér kisebb

A minőségre és a hosszú élettartamra mindenek előtt kell oda figyelni, hiszen egy esetleges javítás igen költséges és időigényes volna. 53


3. 3.2


Haladási irány

Technikai különlegességek: Beépítési méretek: Audi V8-4,2-5V Láncos vezérlésű motor Audi V8-4,2 -5V Szíjas vezérlésű motor

Versenytárs V8 motorja 192 mm 52

464 mm 516 mm ca. 656 mm

54


3. 3.2


Technikai különlegességek: V8-Diesel

V6-Diesel COP Trieb A COP Trieb D COP Otto COP TDI Systemgleich Zahnradtrieb V8 Otto / TDI

Építőelem- alapelv a vezérlésben V8-Otto

55


V6-Otto

3. 3.2


Technikai különlegességek: Épített vezérműtengely

Cső Keményített bütyök

Hengerfejcsavarok

56


3. 3.2


Technikai különlegesség: Alacsony fordulaton hosszú szívócső

Változtatható szívócsőhossz

Magas fordulaton rövid szívócső 57


3. 3.3

Otto-Motorok Otto turbó motorok az AUDI-nál: T-MPI  TFSI

A feltöltés célja az Otto-motorokban:



Teljesítmény növelése



Nyomaték növelése



Fogyasztás csökkentése



Motor méretének csökkentése

 1978: első Otto-Turbo 5 henger 2V; 125kW

58


3. 3.3


AUDI Turbomotorok 1979 óta – a jövőben az Otto-motorok ca. 100%-a feltöltéssel R5 2.1l

R5 2.1l

R5 (4V) 2.1l

R5 (4V) 2.2l

R4 1.8l TMPI

V6 2.7l

R4 2.0l TFSI

265 Nm / 125 kW

285 Nm / 147 kW

330 Nm / 221 kW

400 Nm / 232 kW

440 Nm / 280 kW

Audi 200

Audi quattro

Audi quattro Sport

Audi RS2

210 Nm / 110 kW 280 Nm / 165 kW Audi A3 / A4 / A6

280-350 Nm / 147-199 kW Audi A3 / A4 / A6

Audi RS4

R5 (4V) 2.2l

V6 2.7l

350 Nm / 169 kW Audi S2 (200)

400 Nm / 195 kW Audi S4

1975

1985

1980 Töltőlevegőhűtő első bevetése

első Audi Otto turbo motor

59


1990

1995

350 Nm / 155 kW Audi A3/A4/TT

V8 4.2l

V6 3.0l TFSI

650 Nm / 331 kW Audi RS6

440 Nm / 245 kW Audi S4/A6/Q7

V10 5.0l TFSI

R5 2.5l TFSI

650 Nm / 426 kW Audi RS6

1970

R4 2.0l TFSI AVS

2000

2005

450 Nm / 250 kW Audi TTRS

2010

100kW/l

4V hengerfej

5V-hengerfej integrált Wastgate

Első Otto turbo FSI-technológiával


2006: Audi A3 147 kW / 280 Nm - Turbo feltöltés TFSI - Quattro összkerékhajtás

Drehmoment [Nm]

1980: Ur-Quattro, 134 kW / 260 Nm - Turbo feltöltés MPI - Quattro összkerékhajtás 320

160

280

140

240

120

200

100

160

80

120

60

80

40

40

2,0l 4V T-FSI 147 kW / 280 Nm 20 1,8l 5V T-MPI 132 kW / 235 Nm 0 2000 3000 4000 5000 6000 7000 Motordrehzahl [1/min]

0 0 60


1000

Motorleistung [kW]

3. 3.3

3. 3.3


AUDI Turbo motorok: specifikus teljesítmény alakulása 120 spezifische Leistung [kW/L]

R4 TFSI im S3

100 80 60 40 20

R5 Turbo

R4 5V Turbo

V6 5V BiTurbo

R4 TFSI Gen. 1

V8 5V BiTurbo 0 1980 1985 1990 ► 1979 R5 Turbo 125 … 232 kW ► 1994 R4 5V Turbo 110 … 176 kW ► 1997 V6 BiTurbo 195 … 280 kW ► 2001 V8 BiTurbo 331 kW 61


1995 2000 2005 ► 2004 R4 2,0l 4V TFSI 147 … 162 kW ► 2006 R4 2,0l 4V TFSI 195 kW im S3 ► 2007 R4 1,8l 4V TFSI 118 kW

2010

3. 3.3


AUDI Turbo motorok: specifikus nyomaték alakulása spezifisches Drehmoment [Nm/L]

200 R4 TFSI im S3

180 160 140 120 100 80

R5 Turbo

R4 5V Turbo

V6 5V BiTurbo

R4 TFSI Gen. 1

V8 5V BiTurbo 60

1980 1985 1990 ► 1979 R5 Turbo 125 … 232 kW ► 1994 R4 5V Turbo 110 … 176 kW ► 1997 V6 BiTurbo 195 … 280 kW ► 2001 V8 BiTurbo 331 kW 62



2010

3. 3.3


spez. Drehmoment bei 1500 rpm [Nm/L]

AUDI Turbo motorok: specifikus nyomaték alakulása 1500 1/min fordulatnál 200 180 160

R5 Turbo

R4 5V Turbo

V6 5V BiTurbo

R4 TFSI Gen. 1

V8 5V BiTurbo

140 120 100 80

60 1980 1985 1990 ► 1979 R5 Turbo 125 … 232 kW ► 1994 R4 5V Turbo 110 … 176 kW ► 1997 V6 BiTurbo 195 … 280 kW ► 2001 V8 BiTurbo 331 kW 63

R4 1,8 TFSI 118 kW



2010

3. 3.3


AUDI Turbo motorok: 1. és 2. generációs TFSI motorok összehasonlítása

1. Gen. R4 2,0L 147 kW

64


Kiegyenlítőtengely a főtengely alatt

2. Gen. R4 1,8L 118 kW

Kiegyenlítőtengely a forgattyúsházba integrálva

3. 3.3


Effektiv középnyomás: TFSI és TMPI összehasonlítása 20 Töltetcsere és égési folyamat optimálása

Pme [bar]

18

16

TFSI 14

1,8l 4V TFSI 118 kW 2,0l 4V TFSI 147 kW 1,8l 5V TMPI 110 kW

12

10 1000 65


2000

3000

4000

Drehzahl [1/min]

5000

6000

7000

3. 3.3


Effektiv középnyomás felépülése: TFSI és TMPI összehasonlítása 20

1,6 s

Effektiver Mitteldruck [bar]

18

1,2 s

16 14 12

Deutliche Verbesserung des dynamischen Verhaltens

10 8 6

1,8l 4V TFSI 118 kW 2,0l 4V TFSI 147 kW 1,8l 5V TMPI 110 kW

4 2 0 0

66


1

2

3

Zeit [s]

4

5

3. 3.3


Nyomatékgörbék:

67


1.8 TMPI - (2001) 2.0 TFSI - (2004) 2.0 TFSI - Audi valvelift system (2008)

3. 3.4

Otto-Motorok Kitekintés

Motorgenerációk fogyasztásának alakulása

MVEG-fogyasztás [l/100km]

11 Premium Fahrzeuge A4-Klasse

V6/R6 R4/R5 aufgel.

10

9

2.0 TFSI

8

1.8 1.8 TT

2.0 TFSI 2.0 TFSI

7

1.8 TFSI mittleres Radmoment (1500 ÷ 5500 rpm) im 6. Gang 68


Gen.3

3. 3.4


Technológiai fejlesztések R4 TFSI Gen. 2 motornál

Technologie Gen.1 Alapmotor: ► 4V himbás hengerfej ► kiegyenlítő tengely a forgattyúsházban ► szerkezet optimálása Égési folyamat ► Közvetlen befecskendezés TFSI ► Csappantyúk a szívócsőben ► Többszöri befecskendezés Feltöltés: ► Kipufogócsonkkal integrált turbofeltöltő, áramlásoptimált ► Optimalizált turbinakerék ► Töltetcsere optimalizálás (1,8L) 69

1,8 L : umgesetzt bei R4-1,8L-118 kW, Markteinführung 2007


Technologie Gen. 2 Alapmotor: ► Súrlódás optimalizálás - változó olajpumpa terhelés, …

Égési folyamat ► Több lyukú befecskendező ► optimalizált változtatható töltetmozgások

Feltöltés: ► Benchmark-turbófeltöltő - optimalizált sűrítő és turbina oldal ► Optimalizált, változtatható töltetcsere

3. 3.4


OTTO- és DIESEL-motorok fejlődése B-Klasse Fahrzeug mit 150 ÷ 200 PS Motorisierung

rel. Verbauch [%]

140

1.8T

TFSI Gen1

120

TFSI Gen3

100 80

rel.Fahrleistung [%]

60

2501985

200

1990

1995

Jahr

2000

2005

Otto Diesel

TFSI 2010 Gen3

1.8T 2.3 Sauger

TFSI Gen1

150

Fahrzeuge: ~1400kg

100 1985 70


1990

1995

Jahr

2000

2005

2010


►

►

71


(Múlt)


(Jelen)



4.

Kitekintés - Globális trendek és kihívások A világszerte terjedő mobilitás következményei Globális kihívások

 Emelkedő károsanyagkibocsátás

 Világszerte drasztikusan szigorodó kibocsátási előírások

 Erősödő üvegházhatás

 Világszerte CO2-határértékek

 Véges fosszilis energiahordozók

 Emelkedő nyersolaj ár

 Közlekedés összeomlása a nagyvárosokban

 Belvárosok közlekedése korlátozása

 A fejlődő országok számára is elérhető mobilitás

 Olcsó járművek

Konzern Entwicklung Aggregate, VW AG 72

Keretfeltételek


Wolfgang Hatz

Globale Trends und Rahmenbedingungen ► Konsequenzen der weltweit wachsenden Mobilität


Keretfeltételek

 Emelkedő károsanyagkibocsátás NAR (USA) 

Emissionen:  ZEV-Regulierung (Cal LEV II)



CO2/Verbrauch:  CAFE (US-Bund) Incentives für FFV  GHG (Cal + Anwenderstaaten): Verschärfung auf Niveau ACEA 140 g/km CO2

Europa 

Emissionen:  Euro 6 (Herausforderung Diesel)



CO2/Verbrauch:  CO2-Regulierung EU-Flotte

LAM (Brasilien) & SA 

Emissionen:  PL4/PL5 (ab 2009 auf EURO3-Niveau)  Diesel für Pkw verboten (Ausnahmen für bestimmte SUVs)


Japan 

Emissionen:  TRIAS-Emissionsrichtlinie Dieselstandards (vergleichbar mit Euro 6)



CO2/Verbrauch:  „Top-Runner“ verkaufs- und gewichtsklassenbezogene Zielwerte, orientiert an den Klassenbesten

China 



73

 Világszerte drasztikusan szigorodó kibocsátási előírások

Emissionen:  Ab 2010 landesweit EURO 4 äquivalente Vorgaben (u.a. in Shanghai u. Peking schon ab 2008)  Herausforderung Kraftstoffqual. Verbrauch:  Standards in Gewichtsklassen (Verschärfung ab 2008)

RdW (Indien, Russland) 

Emissionen:  Indien: Vergleichbar mit EURO 2 und EURO 3 (EURO 4 für Großstädte ab 4/2010)  Herausforderung Kraftstoffqual.  Russland: Direkte Umsetzung EURO 4 ab 2009

Quelle: Behörden und Vorschriften EAM/2, fettgedruckt = bedeutendste Vorgaben

4.

4.


 Erősödő üvegházhatás 

Keretfeltételek  Világszerte CO2-határértékek

am Bsp. Europa

CO2

CO2

Verbrauch

CO2

CO2 CO2 CO2 CO2 Verbrauch

CO2 CO2 CO2 CO2

Konzern Aggregate, VW AG 74 TumpekEntwicklung Barna, G/GE, 2011.04.06.

CO2

Einmalige Steuer Jährliche Steuer Belgien Hubraum, Leistung, CO2 Hubraum, CO2 Dänemark Kaufpreis Verbrauch Deutschland --Hubraum, CO2 Frankreich Leistung, CO2 CO2 Italien CO2, Verschrottungsprämie Leistung, Emissionen Luxemburg --Hubraum, CO2 Niederlande CO2, Verbrauch Leergewicht Österreich Verbrauch Leistung Portugal Hubraum, CO2 Hubraum Schweden --Leergewicht, CO2 Spanien CO2 Hubraum/Zylinder Ungarn CO2 Gewicht UK --CO2, Kaufpreis Zypern Hubraum, CO2 Hubraum, CO2 Norwegen Leistung, Gewicht, CO2 ----CO2

Wolfgang Hatz

4.


90

Keretfeltételek

 Véges fosszilis energiahordozók 80

 Emelkedő nyersolaj ár



???

70

60 50

40 30

20

10

75

1970


1975

1980

1985

1990

1995

2000

2005

2010

4.



76


Keretfeltételek  Belvárosok közlekedése korlátozása

4.



77


Keretfeltételek  Belvárosok közlekedése korlátozása

4.


Keretfeltételek


 Belvárosok közlekedése korlátozása Moskau (11 Mio.) Paris (10 Mio.)

Los Angeles (13 Mio.) Mexico City (22 Mio.)

New York (20 Mio.)

Istanbul (14 Mio.) Kairo (14 Mio.)

Lagos (21 Mio.) Rio de Janeiro (13 Mio.) Sao Paulo (21 Mio.) Buenos Aires (15 Mio.)

Quelle: UNPD 1999, 2003 78


Tokio (37 Mio.) Osaka (12 Mio.) Beijing (11 Mio.) Tianjin (11 Mio.) Shanghai (13 Mio.)

Delhi (25 Mio.) Karatchi (19 Mio.) Hyderabat (12 Mio.) Mumbay (25 Mio.)

Manila (14 Mio.)

Kalkutta (18 Mio.)

Dhaka (22 Mio.)

Jakarta (20 Mio.)

Bangkok (12 Mio.)

* Mega Cityies = Cities with more than 10 Mio. inhabitants in 2020, counted with agglomerations


►

►

79


(Múlt)


(Jelen)



5.

Kitekintés – Volkswagen aggregát- és üzemanyag stratégiája Lehetséges energiaforrások Véges energiaforrások Kőolaj, Földgáz, Szén

Megújuló energiaforrások

Atomenergia

Víz, Szél, Nap

Biomassza

Elektromos energia előállítása Methanol Synthese

Synthese Hidrogén előállítása

Benzin, Diesel

CNG, LNG

Methanol

H2 CH / LH

Methanol Konverter

Belsőégésű motor 80


Akkumulátor

Bioüzemanyag

Tüzelőanyag cella

Hybrid-system

Elektromotor

5.

Kitekintés – Volkswagen aggregát- és üzemanyag stratégiája

blue-e-motion® e-tron®

Electricity Renewable

twinDRIVE® Hybrid

SunFuel®

BlueMotion® Natural Gas

CNG LPG Diesel

Crude Oil

81


Benzin

DSG® TSI®/ TFSI® TDI®

5.

82

Kitekintés – Volkswagen aggregát- és üzemanyag stratégiája Alternativ üzemanyagok kínálata


CNG

LPG

FlexFuel / E85 / E100

Biodiesel

5.

Kitekintés – Volkswagen aggregát- és üzemanyag stratégiája Különböző biogén üzemanyagok jellemzői Első Generáció

Második Generáció

• Biodiesel (repce) • Etanol (búza, cukorrépa)

• SunFuel (Biomassza to Liquid) • Cellulóz etanol

• magas CO2 –csökkentő hatás • az élelmezés szempontjából semleges • magas termésátlag Konzern Entwicklung Aggregate, VW AG 83


Wolfgang Hatz

5.

Kitekintés – Volkswagen aggregát- és üzemanyag stratégiája CO2-Reduktionspotential ausgesuchter Biokraftstoffe

„jövőbeni“ Bio-üzemanyag

CO2-Reduktionspotential WTW [%]

Source: JRC/EUCAR/CONCAWE

„hagyományos“ Bio-üzemanyag

84

Ethanol

Biodiesel

HVO

(cukorrépa)

(repce)

Vegetable Oil


Biogas

Ethanol

BtL

(Stroh)

(növényi hulladék)

5.




twinDRIVE® Hybrid

SunFuel®


CNG LPG Diesel

Crude Oil

85


Benzin


Kitekintés – Volkswagen aggregát- és üzemanyag stratégiája Jövőbe mutató motor-/ váltókoncepciók

Konzern Entwicklung Aggregate, VW AG, Wolfgang Hatz

5.

86


5.

Kitekintés – Volkswagen aggregát- és üzemanyag stratégiája Jövőbe mutató motor-/ váltókoncepciók

Source: EA-CO2 office, status March 31st 2010

Volkswagen takarékos modellek

17 Modelle

100 Modelle

184 Modelle

≤ 100 g CO2/km

≤ 120 g CO2/km

≤ 130 g CO2/km

184 Modelle ≤ 130 g CO2/km 87


87

5.

Kitekintés – Volkswagen aggregát- és üzemanyag stratégiája Megvalósítás – takarékos modellek

BlueMotion

Effizienz-Modelle

Ecomotive

GreenLine

Konzern Entwicklung Aggregate, VW AG 88


Wolfgang Hatz

Aufsichtsratssitzung Mai 2010

5.

Kitekintés – Volkswagen aggregát- és üzemanyag stratégiája CO2 kibocsátás alakulása az A3 modell példáján

R4 Otto DQ

MJ07

MJ09

MJ10/11

A3

A3PA

A3PA

183g/km (1.6MPI / 75kW)

-13%

89

(1.4TFSI / 92kW)

129g/km

R4 Diesel MQ

(1.9TDI / 77kW)

R4 Diesel MQ

(2.0TDI / 103kW)


(1.6MPI / 75kW)

133g/km

R4 Otto DQ

Quelle: I/EG-34

159g/km

148g/km

-8%

-9%

119g/km (1.9TDI e / 77kW)

134g/km (2.0TDI / 103kW)

-23%

-7%

-17%

-14%

123g/km (1.2TFSI / 77kW)

124g/km (1.4TFSI / 92kW)

99g/km (1.6TDI 99g / 77kW)

115g/km (2.0TDI / 103kW)

5.

Kitekintés – Volkswagen aggregát- és üzemanyag stratégiája Újítások a még magasabb hatékonyságért

Kapcsolható mellékberendezések Kipufogógáz kezelés Szabályozott olajkör Könnyű építés Súrlódás csökkentése Lökettérfogat csökkentés Feltöltés

Kettős feltöltés

Nagynyomású befecskendezés Audi valvelift system FSI befecskendezés 90


5.

91

Kitekintés – Volkswagen aggregát- és üzemanyag stratégiája Audi Valvelifts System


5.

Kitekintés – Volkswagen aggregát- és üzemanyag stratégiája Audi Valvelifts System - Nyomatékgörbe

1.8 TMPI - (2001) 2.0 TFSI - (2004) 2.0 TFSI – mit Audi valvelift system (2008)

Konzern Entwicklung Aggregate, VW AG 92 Tumpek Barna, G/GE, 2011.04.06.

Wolfgang Hatz

5.

Kitekintés – Volkswagen aggregátés üzemanyag stratégiája - Verschiedene Maßnahmen Fogyasztás csökkenése az Audi Valvelift System által

Fogyasztás NEFZ [%] 100%

-5% 95%

-5% 90%

-5% 85%

80%

75% Hagyományos FSI közvetlen motorok befecskendezés Konzern Entwicklung Aggregate, VW AG 93


Audi valvelift system

Súrlódás csökkentés

Korszerű motorok Wolfgang Hatz

5.

Kitekintés – Volkswagen aggregát- és üzemanyag stratégiája Gazdaságosság & vezetési élmény

NEFZ-Fogyasztás [l/100 km]

10.5

9.5

1.8T 8.5

(Year 2000)

2.0 TFSI (Year 2004)

7.5

2.0 TFSI 6.5

(Year 2008)

5.5 Konzern Entwicklung Aggregate, VW AG 94


„Vezetési élmény"

Wolfgang Hatz

5.




twinDRIVE® Hybrid

SunFuel®


CNG LPG Diesel

Crude Oil

95


Benzin


5.

Kitekintés – Volkswagen aggregát- és üzemanyag stratégiája Belsőégésű motoroktól az elektromosításig

Touareg 3.0 l V6 TSI® Parallel Hybrid

96

* NEDC

Engine

3.0 l V6 TSI®

Engine power 0 - 100 km/h Highspeed Consumption Emissions

245 kW (279 kW) 6.5 sec 240 km/h 8.2 l/100km* 195 g CO2/km*

Electric motor

Parallel hybrid

Engine power Torque

34 kW 300 Nm

Battery Hydride Capacity Weight Range

Nickel-Metal-

Transmission

8-speed automatic


1.7 kWh 64 kg up to 2 km

5.


Battery Electric Vehicle Audi e-tron® Engine

Electric motor

Engine power Torque 0 - 100 km/h Highspeed

230 kW 450 Nm 4.8 sec 200 km/h

Battery

Lithium-Ion Battery

Capacity Weight Range

42 kWh 470 kg up to 250 km

Battery Electric Vehicle Presentation IAA Frankfurt, Sep. 2009 97


5.


►

VKM

98


VKM

µ-/MildHybrid

Full Hybrid

Plug-in Hybrid

Range BrennExtender stoffzelle

ElektroFahrzeu g

5.


VKM

99


µ-/MildHybrid

Full Hybrid

Plug-in Hybrid

Range BrennElektroExtender stoffzelle Fahrzeug

5.


VKM

100 Tumpek Barna, G/GE, 2011.04.06.

µ-/MildHybrid

Full Hybrid

Plug-in Hybrid


5.


VKM


µ-/MildHybrid

Full Hybrid

Plug-in Hybrid


5.


VKM


µ-/MildHybrid

Full Hybrid

Plug-in Hybrid


5.


VKM


µ-/MildHybrid

Full Hybrid

Plug-in Hybrid


5.


VKM


µ-/MildHybrid

Full Hybrid

Plug-in Hybrid


5.

Kitekintés – Volkswagen aggregát- és üzemanyag stratégiája Elektromos autó: több mint csak akkumulátor és elektromotor

Fűtés

Klima

E-fékerő rásegítő

Magasfeszültségű vezetékek Akkumulátor

Vezérlő elektronika

Komponensek vezérelt hálózata 105 Tumpek Barna, G/GE, 2011.04.06.

E-Motor és hajtómű

5.

Kitekintés – Volkswagen aggregát- és üzemanyag stratégiája E-specifikus funkciók

Töltési stratégia Hajtás szabályozás

Energia management

Hőháztartás szabályozása

Jármű biztonság

Tesztelési koncepciók

Felhasználói biztonság Funkcionális biztonság


5.

Kitekintés – Volkswagen aggregát- és üzemanyag stratégiája Elektromos és hagyományos járművek hatótávolsága

Feltöltés Elektromos autó

150 km hatótávolság Tankolás Robbanómotoros autó

1.447 km hatótávolság (Golf TDI BlueMotion) 107 Tumpek Barna, G/GE, 2011.04.06.

5.

Kitekintés – Volkswagen aggregát- és üzemanyag stratégiája Tankolási ill. töltési idők

Elektromos autó

Standard-töltés váltakozó árammal 3,3 kW-nál 6-8 óra

Elektromos autó Gyorstöltés egyenárammal 50 kW-nál 0,5 óra

Tankolás 2 perc 108 Tumpek Barna, G/GE, 2011.04.06.

Hagyományos autó

5.

Kitekintés – Volkswagen aggregát- és üzemanyag stratégiája Well-to-Wheel-összehasonlítás az áram forrásának figyelembe vételével

Well-to-Wheel CO2-Emission Golf TDI BlueMotion (99g CO2/km)

árammix szén

3%

Diesel

4%

111 g

olaj gáz

9%

Well-to-Wheel CO2-Emission Golf Battery-Electric-Vehicle*, ha az áramot a következő forrásokból állítjuk elő:

nukleáris

31 %

víz

28 % 3%

188 g

barnaszén

szél

22 %

Egyéb megújuló 171 g

feketeszén

<1 %

EU 2007 fűtőolaj

145 g

földgáz

<1 %

98 g 1%1% 2%

6 g Nuklear

15 % 81 %

1 g Megújuló energiaforrásból (szél, nap, víz) árammix EU 2007

88 g

árammix EU 2020

71 g

árammix China 2007 CO2-Emissionen/km * Verbrauch: 15,7 kWh/100 km (NEFZ) 109 Tumpek Barna, G/GE, 2011.04.06.

179 g

China 2007

5.

Kitekintés – Volkswagen aggregát- és üzemanyag stratégiája Energiasűrűség összehasonlítása

kWh/kg Akkumulátor vs. Folyékony üzemanyagok  manapság ca. 1 : 100 !

Quelle: EAM 110 Tumpek Barna, G/GE, 2011.04.06.

5.

Kitekintés – Volkswagen aggregát- és üzemanyag stratégiája Hosszútávú mobilitás

CO2-neutrale Elektrizität

Elektrotraktion konventionelle Elektrizität konventionelle Kraftstoffe

CO2-neutrale Mobilität

Verbrennungsmotor CO2-neutrale Kraftstoffe (flüssig, gasförmig)

Koexistenz der Antriebstechnologien 111 Tumpek Barna, G/GE, 2011.04.06.


►

►


(Múlt)


(Jelen)



6.

Kitekintés - Összefoglalás Hajtási koncepciók a megtenni kívánt út hossza függvényében


6.

Kitekintés - Összefoglalás A mobilitás energiahordozói


Zusammenfassung und Ausblick

6.











Kitekintés - Összefoglalás Kitekintés a következő 10 évre

A belsőégésű motorok a jövőben is csaknem 100%-ban a hajtás alapjául szolgálnak A Drive-tanulmány (McKinsey) 2020-ra Európában 3 -14 %, Észak-Amerikában 6 - 30 % közé teszi a Hybrid járművek részarányát A belsőégésű motorok a jövőben is meghatározzák a VW-Konszern járművei CO2kibocsátását és gazdaságosságát Az alternativ üzemanyagok (CNG / LPG / Ethanol) mindig nagyobb, elsősorban regionális jelentőségre tesznek szert A sorozatgyártásra érett tüzelőanyagcellás járművek csak 2020 után jutnak jelentős szerephez


Vielen Dank, Köszönöm szépen!

Motoren - Vergangenheit, Gegenwart, Zukunft Motorok múlt, jelen, jövő Tumpek, Barna Technische Entwicklung AHM

Recommend Documents