Motoren - Vergangenheit, Gegenwart, Zukunft Motorok Múlt, Jelen, Jövő. Balázs Péter,

Motoren - Vergangenheit, Gegenwart, Zukunft

Motorok – Múlt, Jelen, Jövő Balázs Péter, 22.02.2012


Motorok - Múlt, Jelen, Jövő Inhalt / Tartalom

• Vergangenheit - Múlt

1. Einleitung - Bevezetés

• Gegenwart - Jelen

2. Diesel-Motoren – Diesel-motorok 3. Otto-Motoren – Otto-motorok

• Zukunft - Jövő

4. Globale Trends und Herausforderungen – Globális irányzatok és kihívások 5. VW Aggregate- und Kraftstoffstrategie – VW motor- és üzemanyagstratégia 6. Zusammenfassung – Összefoglalás

2

Balázs Péter, G/GE-3, 22.02.2012





3

►

1.1 Von der Dampfmaschine zum Verbrennungsmotor – Gőzgéptől a belső égésű motorig

►

1.2 Einsatzgebiete von Verbrennungsmotoren – Belső égésű motorok felhasználási területei

►

1.3 Hauptkomponenten eines Motors – Egy motor fő komponensei


1. Einleitung – Bevezetés 1.1 Von der Dampfmaschine zum Verbrennungsmotor

Gőzgéptől a belső égésű motorig

Erstes Ur-Ur-KFZ vom 1770 - Az első gépjármű 1770-ből

• N. Cugnot - französischer Offizier / francia tüzértiszt • Chauffeur = Heizer / fűtő • vmax= 4km/h

4




Alle Anfänge sind schwer - Minden kezdet nehéz:

• 1865 Locomotive Act (England) Gesetz gegen Autos (Anglia) autóellenes törvény

• vmax= 6km/h + Rote Fahne vmax= 6km/h + vörös zászló

5




• 1860 Etienne Lenoir : erster Verbrennungsmotor mit innerer Verbrennung / az első belső égésű motor

• Kraftstoff: Leuchtgas / üzemanyag: világítógáz • ohne Verdichtung / sűrítés nélkül • Eff. Wirkungsgrad / hatásfok: η=1-3 %

6




Arbeitsdiagramm vom 1876 / Munkadiagram 1867 N.A. Otto: Goldmedaille auf der Pariser Weltausstellung

Aranyérem a párizsi világkiállításon (η10 %) 7




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

in

der

Praxis

„Megvizsgálni az izoterma gyakorlati megvalósíthatóságát.”

(η=26 % !) 8




1883. Gottlieb Daimler und Carl Benz

„Petroleum-Reitwagen“ mit 0,5 PS

9


„Patent-Motorwagen“ mit 0,88 PS



Wichtiger Beitrag aus Ungarn:

Der Vergaser (karburátor) von Bánki und Csonka (1893) 10




1897 Nesseldorf Präsident – Erstes in Österreich-Ungarn gefertigtes Automobil / az első monarchiában gyártott autó

„Nesseldorf Präsident“ • 2-Zylinder Boxermotor / 2 hengeres boxermotor • Oberflächenvergaser / felületi gázosító • Wasserkühlung / vízhűtés • Bosch Magnet Abreißzündung / megszakítós gyújtás • VH = 2750 cm3 • Pmax = 5 PS (3,7 kW) • Vmax = 30 km/h 11



Gőzgéptől a belső égésű motorig 1908.

Henry Ford

Neue Maßstäbe im Maschienenbau: Montage am Laufband

Új mérföldkő a gépgyártásban: Gyártósori összeszerelés 12


T-Modell

Galamb József Entwickler des ersten Grosserienswagens „T-Modell” und des Traktors „Fordson”

Az első nagy szériában gyártott autó „T-modell” és a „Fordson” traktor tervezője.



„Innovation“ Anfang des 20. Jahrhunderts – Innováció a 20. század elején „Die weltweite Nachfrage nach

Kraftfahrzeugen wird 1 Million nicht überschreiten, allein schon aus Mangel an verfügbaren Chauffeuren.“ „A járműkereslet nem lépi át az 1 milliót világszerte, már csak a sofőrök számának hiánya miatt sem.”

Gottlieb Daimler, 1901

Weltweit verkaufte Fahrzeuge 2010:

2010-ben világszerte értékesített jármű: 13


57,3 Mio.

1. Einleitung – Bevezetés 1.2 Einsatzgebiete von Verbrennungsmotoren

Belső égésű motorok felhasználási területei Zivile Straßenfahrzeuge – civil járművek

• PKW - SZGK • LKW/Nutzfahrzeuge - Haszonjárművek • öffentlicher Personenverkehr – Tömegközlekedés

14



Belső égésű motorok felhasználási területei Sonstiger Verkehr – Egyéb közlekedés

• Schiffe - Hajók

15



Belső égésű motorok felhasználási területei

Sonstiger Verkehr – Egyéb közlekedés

• Boote - Csónakok • Eisenbahn - Vasút • Flugzeug - Repülőgép • Militärfahrzeuge – Katonai járművek 16




Stationärbetrieb – Stabil motorok

• Stromerzeuger - Áramfejlesztő • Kompressoren - Kompresszor • Pumpen - Szivattyúk 17




Kleinmotoren – Kisebb motorok

• Rasenmäher - Fűnyíró • Motorsägen - Láncfűrész • Modellbau - Modellezés ...

18


1. Einleitung - Bevezetés 1.3 Hauptkomponenten eines Motors – Egy motor fő komponensei Kurbelwelle Főtengely

Pleuel Hajtórúd

ZKG Forgattyúsház Ventil Szelep

Nockenwelle Vezérműtengely

19


Zylinderkopf Hengerfej

Kolben Dugattyú

1. Einleitung - Bevezetés 1.3 Hauptkomponenten eines Motors – Egy motor fő komponensei

Zylinderkurbelgehäuse – Forgattyúsház

Hauptaufgaben – Feladatok:

• Zylinderlaufbahn – Hengerpálya • Schmierung/Ölversorgung/Kühlung – Kenés/Olajellátás/Hűtés • Kurbelwellenlagerung/Kraftübertragung – Főtengely csapágyazása/Erőátvitel 20



Kurbelwelle (KW) - Főtengely Hauptaufgaben – Feladatok:

• Pleuelführung – Hajtórúd vezetése • Kraftübertragung – Erőátvitel • Massenausgleich – Tömegkiegyenlítés • Schmierung/Ölversorgung – Kenés/Olajellátás 21



Kolben mit Kolbenringen und Kolbenbolzen

Dugattyúk dugattyúgyűrűkkel és csapszeggel Hauptaufgaben – Feladatok:

• Abdichtung Brennraum – Égéstér tömítése • Kraftübertragung auf Pleuel – Erőátvitel a hajtórúdra • Wärmeabfuhr an Zylinderlaufbahn – Hőelvezetés a hengerpályán 22



Pleuel – Hajtórúd Hauptaufgaben – Feladatok:

• Kraftübertragung auf Kurbelwelle – Erőátvitel a főtengelyre • Ölversorgung Kolbenbolzen – Dugattyúcsapszeg olajellátása 23



Ventile/Ventiltrieb – Szelepek/Szelepvezérlés

Hauptaufgaben – Feladatok:

• Ladungswechsel steuern – Terhelésváltás vezérlése • Abdichtung Gasraum – Gáztér tömítése 24



Nockenwellen und Nockenwellenversteller

Vezérműtengely és állító Hauptaufgaben – Feladatok:

• Ventile betätigen – Szelepek működtetése • Steuerzeiten verändern – Vezérlési idő változtatása 25



Anbauteile „kalte Seite“: Segédberendezések „hideg oldal”:

• Einspritzsysteme – Befecskendezők • Riementrieb – Szíjhajtás • Wasser- und Luftverschlauchung – Víz- és Levegőcsövek • Luftführung/Saugrohr/Ladeluftkühler – Levegőcsövek/Szívócső/Töltőlevegő hűtő 26



Anbauteile „heiße Seite“:

Segédberendezések „forró oldal”:

• Abgaskrümmer – Leömlő • Turbolader – Feltöltő • Abgasrückführung – Kipufogógáz visszavezetés 27










28





2. Diesel-Motoren – Diesel-motorok

• 2.1 Geschichte der direkteinspritzenden Dieselmotoren – közvetlen befecskendezéses diesel-motorok története

• • • •

29

2.2 Anforderungen an moderne Dieselmotoren – Modern dízelmotorok követelményei 2.3 Einspritzsysteme – Befecskendező rendszerek 2.4 Aufbau und Komponenten der Audi TDI Motoren – Audi TDI motorok felépítése 2.5 Ausblick – Jövőkép


2. Diesel-Motoren – Diesel-motorok 2.1 Geschichte der direkteinspritzenden Dieselmotoren

közvetlen befecskendezéses Diesel-motorok története

220 bar Pzmax bis 200 bar

30



közvetlen befecskendezéses Diesel-motorok története Nebenkammerbrennverfahren/

Kamrás égési eljárások

Wirbelkammer Vorkammer

Örvénykamra

Diesel égési eljárások

Direkteinspritzung/

Közvetlen befecskendezés

Előkamra

Verteilereinspritzpumpe/Adagoló

31

Diesel Brennverfahren


Common Rail/Közös nyomócsőves

Verbrauchsvorteil der direkten Einspritzung > 15 %

Közvetlen befecskendezés megtakarítása > 15 %

Pumpe Düse (PD, UIS)


közvetlen befecskendezéses Diesel-motorok története Direkteinspritzende Diesel sind seit langem im NFZ-Bereich bekannt

közvetlen befecskendezős Diesel-motorok régóta ismertek a haszonjárművekből. Ölkrise in den 70-er Jahren: verstärkte Anstrengungen für PKW

A 70-es évek olajválsága erősítette az igényt a személygépjárművek piacán. 1989: R5 2.5l TDI von Audi 85kW 265Nm Euro I und II Abgasnorm

32


2011: V6 3,0l TDI biturbo von Audi 226 kW 650 Nm Euro V Abgasnorm


közvetlen befecskendezéses diesel-motorok története Aufteilung Fahrzeugproduktion Audi - Audi járműgyártás megosztása

2000

2010

Diesel-Anteil; 35%

Otto-Anteil; 65%

33


Otto-Anteil; 45%

Diesel-Anteil; 55%

2. Diesel-Motoren – Diesel-motorok 2.2 Anforderungen an moderne Dieselmotoren – Követelmények a

modern Dieselmotorokkal szemben Fahrerlebnis / Vezetési élmény: ► Komfort / Komfort ► Leistung / Teljesítmény ► Geräusch / Zaj ► Niedrige Emissionen / Alacsony emisszió Wirtschaftlichkeit / Gazdaságosság: ► Verbrauch / Fogyasztás ► Produzierbarkeit / Gyárthatóság ► Packagefähigkeit / Kompatibilitás ► Wiederverwertbarkeit / Újraértékesíthetőség

34


Höchstgeschwindigkeit / Max. seb.: 235 km/h Beschleunigung / Gyorsulás: 7,9 s 0-100 km/h

A8 3.0l TDI Verbrauch nach 93/116/EG in l/100km insgesamt 6,0 l CO2-Emissionen 158 g/km

2. Diesel-Motoren – Diesel-motorok 2.2 Anforderungen an moderne Dieselmotoren – Követelmények a

modern Dieselmotorokkal szemben

Gültige Emmisionsgrenzwerte – Érvényes kibocsátási határértékek

35


2. Diesel-Motoren – Diesel-motorok 2.3 Einspritzsysteme – Befecskendező rendszerek Entwicklung der DI-Einspritzsysteme – közvetlen befecskendezésű rendszerek fejlődése

Pumpen System

Pumpedüse

Common Rail

VEP

Radialkolben

Reihen

PD & PLD

CP1

CP2

CP3

1200 bar

1350 bar

1600 bar

2200 bar

1350bar

1650bar

2000bar

194g/kWh

196g/kWh 198g/kWh

36


2. Diesel-Motoren – Diesel-motorok 2.3 Einspritzsysteme – Befecskendező rendszerek Common-Rail Piezo-Injektoren / Közös nyomócsöves piezo injektorok: 10 dB

Effektiver Bereich / Hatékony tartomány Piezo

leiserer Betrieb – halkabb üzem ► besseres Ansprechverhalten – igénybevételt jobban tűri ► genauere Dosierung – pontosabb adagolás ►

Solenoid

Piezo Element / Piezo elem 1000

2000

3000

4000 Drehzahl 1/min

Ventil / Szelep

Injektorspitze / Injektorcsúcs: 8-Loch-Düse, ⌀ 0,124 mm pro Loch

Elektronisch frei steuerbare Öffnungszeit

Elektromosan vezérelhető nyitási idő

37


2. Diesel-Motoren – Diesel-motorok 2.4 Aufbau und Komponenten der Audi TDI Motoren – Audi TDI motorok felépítése és

komponensei

Hauptmerkmale der modernen Audi Dieselmotoren:

A modern Audi dízelmotorok fő ismérvei: ►

DI-Verfahren mit optimierter Kolbenmulde / Közv. Bef. optimalizált dugattyúkamrával

►

4V-Technik mit variabler Drallsteuerung

4-szelepes technika változtatható Drall-vezérléssel ►

Hochdruck-Einspritzung / Magasnyomású befecskendezés

►

Mehrfacheinspritzung / többszörös befecskendezés

►

Hoch- und Niederdruck AGR System mit Kühlung/

Alacsony és magasnyomású hűtött AGR rendszer ►

Aufladung und Ladeluftkühlung / Feltöltés és töltőlevegő-hűtés

►

Elektronisches Motormanagement / elektronikus motormanagement

►

Thermomanagement

►

Abgasnachbehandlung / Kipufogógáz utókezelés ( SCR & DPF ) 38



komponensei

Emission in verschiedenen Betriebspunkten / Emisszió különböző munkapontokban

39


Source: Kamimoto


komponensei

900-1800 1/min geschl. / zárt

1800-2500 1/min 50% > 2500 1/min geöffn. / nyitott

Ziel / Cél:

• Bestmögliche Ladungsbewegung und

Gemischaufbereitung bei kleiner Drehzahl

Lehető legjobb gázcsere és keverékképzés alacsony fordulaton

• Bestmögliche Füllung des Zylinders bei hoher Drehzahl

Henger lehető legjobb feltöltése magas fordulaton 40



komponensei

Direkter Einfluß der Kolbenmulde auf / Dugattyúkamra hatása: ► Strömung / Áramlás (Drall, Squish, Tumble, Rezirkulationen) ► Turbulenz / Turbulencia ► freie Strahllänge / Változó sugárhossz ► Strahlwandinteraktion / Égéstérfal hatása a cseppképződésre ► Luftausnutzung und die Ladungsschichtung/ Levegőfelhasználás ► Gemischausbreitung / Keverékterjedés ► Schadraumvolumen / Veszteségterek Trend von heute/Aktuális trend: Verlagerung der Gemischbildungsenergie von der Gasströmung zur Einspritzung A keverékképzésenergia áthelyezése a gázáramlástól a befecskendezésig ► hoher Einspritzdruck, kleine Düsenlöcher / Nagy nyomás, kis furatok ► zentrale große Mulde mit Kegel und ohne stark ausgebildeten Turbulenzkragen / Központi nagy kamra

kúppal határozott turbulencia-váll nélkül ► Weniger Verdrallung, im Zylinderkopf bewirken höhere Liefergrade / Kisebb mértékű örvénylés, nagyobb hatások a hengerfejben az ellátásra

41



komponensei

Common Rail System / Közös nyomócsöves rendszer:

Piezo Hochdruckeinspritzung mit 2.000 bar

Piezo magasnyomású befecskendezés 2000 bar nyomással

42



komponensei

Vermeidung des „Dieselschlages“ : A „Diesel-ütés” elkerülése: Vorkonditionierung des Brennraumes

►

Égéstér előkondicionálása Absenkung der Spitzentemperaturen

►

Csúcshőmérséklet csökkentése Senkung der mechanischen Belastung

►

Mechanikus terhelés csökkentése Verringerung Verbrennungsgeräusch

►

Égési zörej minimalizálása Reduzierung NOx-Emissionen

►

NOx-emisszió redukálása 43


HE: Haupteinspritzung P1+HE: Pilot + Haupteinspr.

P1+P2+HE: zwei Piloten + Haupteinspr.









44




• Gegenwart - Jelen 3. Otto-Motoren – Otto-motorok

• • • •

45

3.1 FSI vs. MPI Technologie – FSI vs. MPI Technológia 3.2 V-Motorenfamilie – V-motorcsalád 3.3 Aufgeladene Ottomotoren bei Audi – Feltöltéses Audi Otto-motorok 3.4 Ausblick – Jövőkép


3. Otto-Motoren – Otto-motorok 3.1 FSI vs. MPI Technologie – FSI vs. MPI Technológia Gemischaufbereitung des Ottomotors / Benzinmotor keverékképzése

Vergaser

Karburátor

Einspritzer

Befecskendező

Zentraleinspritzanlage

Központi befecskendezés Multi Point Injection

FSI Fuel Stratified Injection ( Benzindirekteinspritzung )

( közvetlen benzinbefecskendezés ) 46


MPI Multi Point Injection

3. Otto-Motoren – Otto-motorok 3.1 FSI vs. MPI Technologie – FSI vs. MPI Technológia Entwicklungshistorie der Direkteinspritzung (FSI):

A közvetlen befecskendezés (FSI) fejlődéstörténete:

1990 47


1995

2005

2011

3. Otto-Motoren – Otto-motorok 3.1 FSI vs. MPI Technologie – FSI vs. MPI Technológia Vorteile und Nachteile von FSI im Vergleich zum MPI – FSI előnyei és hátrányai az MPI-vel szemben unverbrannter Kraftstoff

Elégetlen üzemanyag

Verbrennungsablauf

Égésfolyamat

mechanische Verluste

Mechanikus veszteségek

Wärmeübergang

Hőátadás

Verdichtungsverhältnis

Sűrítési viszony

Realgaseinfluß

Valósgáz-hatás Ladungswechsel

Töltetcsere

FSI

MPI

Quelle: Dr. Hohenberg, "Analyse der Gemischbildung und Verbrennung am DI-Ottomotor" 48


FSI

3. Otto-Motoren – Otto-motorok 3.2 V-Motorenfamilie – V-motorcsalád Technische Besonderheiten / Műszaki különlegességek:

Herausforderung / Kihívás: ►

Karosse gleich / Karosszéria azonos

►

Innenraum und Sicherheit größer

Nagyobb beltér és a biztonság ►

Motorraum enger / Szűkebb motortér

In allen Bereichen muss auf Qualität und auf langen Lebensdauer sehr geachtet werden, weil die Wartung und Teilewechsel mühsam und kostspielig sind.

Minden területen ügyelni kell a minőségre és a hosszú élettartamra, mivel a karbantartás és az alkatrészcsere nehézkes és költséges. 49


3. Otto-Motoren – Otto-motorok 3.2 V-Motorenfamilie – V-motorcsalád Technische Besonderheiten / Műszaki különlegességek: Audi Valvelift System Stellelement mit Metallstift / Állítóelem fém csappal Leiterrahmen / Vezetőkeret

Nockenversatz

Einlassnockenwelle Nockenstück/

Szívó oldali vezérműtengely

Axiallager

Verschiebenut

Bütykösdarab Axiális csapágy Állítópálya

Legende Ventilkonturen A Auslassventil, Vollhub 2x pro Zylinder (Auslassnockenwelle) B Einlassventil, Vollhub 2x pro Zylinder C Einlassventil, Teilhub große Nockenkontur

50


D Einlassventil, Teilhub kleine Nockenkontur

3. Otto-Motoren – Otto-motorok 3.2 V-Motorenfamilie – V-motorcsalád Relative Platzersparung:

Relatív helymegtakarítás:

Fahrtrichtung

Haladási irány

Audi V8-4,2-4V Kettenmotor / Láncos motor Audi V8-4,2 -4V Riemenmotor / Szíjas motor

Konkurrent / Konkurrens V8

192 mm 52 mm

464 mm 516 mm

ca. 656 mm 51


3. Otto-Motoren – Otto-motorok 3.2 V-Motorenfamilie – V-motorcsalád

Steuertrieb / Vezérmű

V8 Otto

Kurbelwellenende / Főtengelyvég Audi neue V-Motoren: Steuerkette wegen Platzersparnis am Schwungradseite; Lebensdauer des Kettentriebes ca. 250.000 km / Vezérműlánc helytakarékosság miatt a lendítőkerék oldalán; a lánchajtás élettartama kb. 250.000 km. 52



Gebaute (hohle) Nockenwellen/

Épített Bütykös-tengely

Gehärtete Nocken/

Rohr/Cső

Edzett bütykök

Zylinderkopfschrauben/

Hengerfejcsavarok

53



Kleine Drehzahlen (lange Kanäle)/

Alacsony fordulatszám (hosszú csatornák)

Zweistufiges, schaltbares Saugrohr/

Két fokozatú, állítható szívócső

Hohe Drehzahlen (kurze Kanäle)/

Magas fordulatszám (rövid csatornák) 54


3. Otto-Motoren – Otto-motorok

3.3 Aufgeladene Ottomotoren bei Audi - Feltöltéses Audi Otto-motorok

Leistung [KW]

2011: Audi RS3 250 kW / 450 Nm - Turboaufladung TFSI - Quattro Drehmoment [Nm]

1980: Ur-Quattro, 134 kW / 260 Nm - Turboaufladung MPI - Quattro-Technologie

Motordrehmoment Motorleistung

Drehzahl [1/min] 55



3.3 Aufgeladene Ottomotoren bei Audi - Feltöltéses Audi Otto-motorok 120

Entwicklung der spezifischen Leistung – a specifikus teljesítmény fejlődése

spezifische Leistung [kW/L]

R4 TFSI im S3 100 80 60 40 R4 4V TFSI R4 5V Turbo

R5R4Turbo 5V Turbo MPI

V6 R4 4V2.0(Kompressor) TFSI Gen2 AVS V8 R4 4V1.8BiTurbo Gen3 AVS TFSI

V8V85V BiTurbo 5V BiTurbo MPI 1985

1990 Emissionsgrenzwerte PKW-Otto:

T-MPI ► 1979 R5 Turbo ► 1994 R4 5V Turbo 56 Balázs Péter, G/GE-3, 22.02.2012 ► 1997 V6 BiTurbo ► 2001 V8 BiTurbo

R4 TFSI Gen. 1

V6 5V BiTurbo MPI

0 1980

R5 4V TFSI

R5 Turbo

V6 5V BiTurbo

20

125 … 232 kW 110 … 176 kW 195 … 280 kW 331 kW

TFSI ► 2004-> R4 2,0l 4V TFSI ► 2008-> V6 3,0l 4V TFSI ► 2009 R5 2,5l 4V TFSI ► 2012 V8 4,0l 4V TFSI

1995 EURO-1

2000 EURO-2 118 … 195 kW 200 … 245 kW 250 kW 309…382 kW

2005 EURO-3

2010 EURO-4 Ab 2011 EURO-5 Ab 2015 EURO-6

3. Otto-Motoren – Otto-motorok spez. Drehmoment bei 1500 rpm [Nm/L]

3.3 Aufgeladene Ottomotoren bei Audi - Feltöltéses Audi Otto-motorok Entwicklung des spez. Drehmoments bei 1500 rpm/

200

180 160 140

Specifikus nyomaték fejlődése 1500-as fordulatnál R4 5V Turbo MPI

R4 4V TFSI

R5 Turbo

R5 4V TFSI

V6 5V BiTurbo MPI

V6 4V (Kompressor) TFSI

V8 5V BiTurbo MPI

V8 4V BiTurbo TFSI

120 100 80 60 1980

1985

1990 Emissionsgrenzwerte PKW-Otto:

T-MPI ► 1979 R5 Turbo ► 1994 R4 5V Turbo 57 Balázs Péter, G/GE-3, 22.02.2012 ► 1997 V6 BiTurbo ► 2001 V8 BiTurbo

1995 EURO-1

2000 EURO-2

TFSI 125 … 232 kW 110 … 176 kW 195 … 280 kW 331 kW

2004-> R4 2,0l 4V TFSI 2008-> V6 3,0l 4V TFSI ► 2009 R5 2,5l 4V TFSI ► 2012 V8 4,0l 4V TFSI ► ►

118 … 195 kW 200 … 245 kW 250 kW 309…382 kW

2005 EURO-3

2010 EURO-4 Ab 2011 EURO-5 Ab 2015 EURO-6


3.3 Aufgeladene Ottomotoren bei Audi - Feltöltéses Audi Otto-motorok

3.0l TFSI Motor

58



3.3 Aufgeladene Ottomotoren bei Audi - Feltöltéses Audi Otto-motorok 3,0l-V6-TFSI-Motor mit Roots-Gebläse / 3,0l V6 TFSI motor kompresszorral Grundprinzip/Alapelv Luftfilter

Lufteintritt / Levegőbelépés

Légszűrő

Rotor 2

Luftaustritt / Levegőkiömlő

59


Feltöltőrotorok

Ladeluftkühler

Töltőlevegőhűtő

Gehäuse / Ház

Rotor 1

Auflademodul / Feltöltőmodul Kompressor Rotoren

3.

Otto-Motoren – Otto-motorok

rel. Fahrleistug [%]

rel. Verbrauch [%]

3.4 Ausblick – Jövőkép

60

TFSI

1.8T

Gen1

TFSI

Gen2

TFSI Gen3

B-Klasse Fahrzeug mit 150 ÷ 200 PS Motorisierung

Otto Diesel

TFSI TFSI

1.8T 2.3 Sauger


TFSI Gen1

Jahr

Gen2

Gen3

Fahrzeuge: ~1400-1500kg









61





4. Globale Trends und Herausforderungen – Globális irányzatok és kihívások

62


4. Zukunft - Globale Trends und Herausforderungen

Jövő - Globális irányzatok és kihívások

Konsequenzen der weltweit wachsenden Mobilität / Világszerte növekvő mobilitás következményei Globale Herausforderungen – Globális Kihívások ►

Belastung durch Emissionen

Rahmenbedingungen - Peremfeltételek ►

Környezetterhelés az emissziókon keresztül

Drastische Senkung durch weltweit verschärfte Emissionsgesetze

Drasztikus csökkenés a világszerte erősödő emissziós törvények miatt

►

Verstärkung des Treibhauseffektes

►

Weltweite CO2-Standards

►

Endlichkeit fossiler Ressourcen

►

Steigende Rohölpreise

►

Beschränkung im innerstädtischen Bereich

►

Billigstfahrzeuge

►

►

63

Drohender Verkehrskollaps in Ballungszentren Zugang zu preiswerter Mobilität auch für Schwellenländer


Wolfgang Hatz, Konzern Entwicklung Aggregate, VW AG


Jövő - Globális irányzatok és kihívások Globale Herausforderungen – Globális Kihívások ►

Belastung durch Emissionen


Környezetterhelés az emissziókon keresztül

CARB 





Emissionen:  LEV II seit 2004  LEV III ab 2014 CO2/Verbrauch:  Flottensurchschnitt (NMOG)  Flottenverbrauch (CAFE) Dauerhaltbarkeit:  120 000 Meilen oder 10 Jahre



 64

Emissionen:  Tier 2 seit 2004 CO2/Verbrauch:  Flottensurchschnitt (NOx)  Flottenverbrauch (CAFE) Dauerhaltbarkeit:  120 000 Meilen oder 10 Jahre


Csökkenés a világszerte erősödő emissziós törvények miatt

EU und UN/ECE 



Emissionen:  Euro5 seit 09/2011  Euro6 ab 09/2014 (Herausforderung sowohl für Diesel als auch für DiOttomotoren) CO2/Verbrauch:  CO2-Regulierung EU-Flotte, Zeiwert ist 130g/km

Japan  

China

EPA 

Senkung durch weltweit verschärfte Emissionsgesetze





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

Emissionen:  JC08-Zyklen seit 2011 CO2/Verbrauch:  Flottenverbrauch, es gibt Zielwerten für Fahrzeuggewichtsklassen  Green-tax programm, Steuervorteil bei einem 15% und 25% besseren Verbrauch

RdW (Indien, Russland) 

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



Rahmenbedingungen - Peremfeltételek

Verstärkung des Treibhauseffektes

►

Üvegházhatás erősödése

CO2 szabványok világszerte

--65


Weltweite CO2-Standards



Endlichkeit fossiler Ressourcen

Véges fosszilis erőforrások

66



Steigende Rohölpreise

Emelkedő nyersolajár



Drohender Verkehrskollaps in Ballungszentren

Közlekedési káosz fenyegetése a gócpontokban

67




Korlátozások a belvárosokban





68







Rahmenbedingungen - Peremfeltételek


►




Quelle: UNPD 1999, 2003

Moskau (11 Mio.)

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

New York (20 Mio.)

Paris (10 Mio.) Istanbul (14 Mio.) Kairo (14 Mio.) Lagos (21 Mio.)

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

* Mega Cityies = Cities with more than 10 Mio. inhabitants in 2020, counted with agglomerations 69


Delhi (25 Mio.) Karatchi (19 Mio.) Hyderabat (12 Mio.) Mumbay (25 Mio.) Kalkutta (18 Mio.) Jakarta Dhaka (20 Mio.) (22 Mio.) Bangkok (12 Mio.)

Tokio (37 Mio.) Osaka (12 Mio.) Beijing Tianjin (11 Mio.) (11 Mio.) Shanghai (13 Mio.) Manila (14 Mio.)









70




• Zukunft - Jövő 5. VW Aggregate- und Kraftstoffstrategie – VW motor- és üzemanyagstratégia

71


5.

Zukunft - Volkswagen Aggregate- und Kraftstoffstrategie

Quelle: H. Steiger: Uni Vortrag Győr 2011

Jövő - Volkswagen motor- és üzemanyagstratégia

Potentielle Pfade von der Primärenergie zum Antrieb / potenciális út a primer energiától a hajtásig 72


5.



CNG

LPG

Angebot alternativer Kraftstoffe weltweit / alternatív üzemanyagok világszerte

FlexFuel / E85 / E100

73


Biodiesel

5.



Charakterisierung unterschiedlicher biogener Kraftstoffe / különböző biogén üzemanyagok karakteriz. Erste Generation – Első generáció

Zweite Generation – Második generáció

• Biodiesel (Raps) – Biodízel (Repce) • Ethanol (Weizen, Zuckerrüben) – Etanol (búza, cukorrépa)

• SunFuel (Biomass to Liquid, Choren) –

Folyékony biomassza • Zellulose Ethanol (Iogen) – Cellulóz etanol

• hohes CO2 Minderungspotential / magas CO2 csökkentési potenciál • kein Eingriff in die Nahrungskette / nincs hatás a táplálékláncra • hohe Hektarerträge / magas hozam hektáronként 74


Wolfgang Hatz, Konzern Entwicklung Aggregate, VW AG

5.



CO2-Reduktionspotential ausgesuchter Biokraftstoffe / kiv.bioüzemanyagok CO2 csökkentési potenciálja

CO2-Reduktionspotential WTW [%]

Source: JRC/EUCAR/CONCAWE

„Konventionelle“ Biokraftstoffe

„hagyományos” bioüzemanyagok

Ethanol

Biodiesel

(Getreide, Zuckerrüben) (Raps) 75


HVO Vegetable Oil

„Zukünftige“ Biokraftstoffe

„jövőbeli” bioüzemanyagok

Biogas

Ethanol

BtL

(Stroh)

(Pflanzenreste)

5.



Konzern Entwicklung Aggregate, VW AG, Wolfgang Hatz

Zukunftsweisendes Motoren-/Getriebekonzept / Jövőbe mutató motor- és váltókoncepiók

76


5.



Zukunftsweisendes Motoren-/Getriebekonzept / Jövőbe mutató motor- és váltókoncepiók

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

Volkswagen Effizienz-Modelle

17 Modelle

100 Modelle

184 Modelle

≤ 100 g CO2/km

≤ 120 g CO2/km

≤ 130 g CO2/km

184 Modelle ≤ 130 g CO2/km 77


77

5.



Technische Highlights auf dem Weg zu noch größerer Effizienz / technikai újdonságok a magasabb

hatékonyság útján

Schaltbare Nebenaggregate/

Kapcsolható mellékegységek Abgasnachbehandlung/Kipufogó

gáz utókezelése

Leichtbau-komponenten/

Könnyű szerkezetű komponensek

Reibung Grundmotor/ Down

Alapmotor súrlódása

Sizing/Méretcsökkentés Aufladung/

Twin Charger

Feltöltés

Audi Valvelift System FSI Brennraum/

FSI Égéstér

78


Hochdruckeinspritzung/Magas

nyomású befecskendezés

Ölkreislauf/

Olajkör

5.


Jövő - Volkswagen motor- és üzemanyagstratégia ►

►

►

► ► ► ►

►

►

79


Steigerung Einspritzdruck/

Befecsekendezési nyomás növelése Mehrfacheinspritzung/Többszöri befecskendezés NOx Speicher KAT-s/Nox tároló katalizátorok Partikelfilter/Részecskeszűrő SCR-Kat (De-NOx) Registeraufladung/Regiszterfeltöltés Kugelgelagerte ATL/golyóscsapágyas

feltöltő Mitteldruck erhöhen/Középnyomás növelése Reduzierung von Geräusch und Vibrationen/Vibráció és zörejek

redukálása

Reduzierung Emission und Verbrauch/Emisszió

és fogyasztáscsökkenés

Abgasbehandlung/

Kipufogógáz kezelése

Höhere spezifische Leistung/Magasabb

specifikus teljesítmény

Komfort

5.



Vom Verbrennungsmotor zur Elektrifizierung / Belső égésű motortól az elektromosságig

VKM 80

µ-/MildHybrid


Full Hybrid

Plug-in Hybrid

Range Brenn- ElektroExtender stoffzelle Fahrzeug

5.




VKM 81

µ-/MildHybrid


Full Hybrid

Plug-in Hybrid


5.




VKM 82

µ-/MildHybrid


Full Hybrid

Motor-váltó variánsok száma

< 140 g CO2/km

70


< 120 g CO2/km

20


< 100 g CO2/km

3

Plug-in Hybrid


Quelle der Beispiele: M.Faust I/EM-1

5.




VKM 83

µ-/MildHybrid


Full Hybrid

Plug-in Hybrid


5.




VKM 84

µ-/MildHybrid


Full Hybrid

Plug-in Hybrid


5.




VKM 85

µ-/MildHybrid


Full Hybrid

Plug-in Hybrid


5.




VKM 86

µ-/MildHybrid


Full Hybrid

Plug-in Hybrid


5.




VKM 87

µ-/MildHybrid


Full Hybrid

Plug-in Hybrid


5.



Das Elektrofahrzeug ist mehr als nur Batterie und Elektromotor / Az elektromos autó több, mint

akkumulátor és elektromotor

Heizung

Klima

E-Bremskraftverstärker

Traktionsbatterie und Batteriemanagement

Hochvoltleitungen Leistungselektronik

Vernetzung der Komponenten 88


E-Motor und Getriebe

5.


Jövő - Volkswagen motor- és üzemanyagstratégia E-spezifische Funktionen/E-specifikus funkciók Ladestrategie

Töltésstratégia Energiemanagement

Antriebsmanagement

Hajtásmanagement Thermomanagement Fahrzeugsicherheit

Járműbiztonság

Erprobungskonzepte

Koncepcióteszt Gebrauchssicherheit

Használati biztonság 89


Funktionale Sicherheit

Működési biztonság

5.


Jövő - Volkswagen motor- és üzemanyagstratégia Audi Q5 Hybrid

90

* NEDC


5.


Jövő - Volkswagen motor- és üzemanyagstratégia Reichweiten von Batterie- und konventionellen Fahrzeugen /

Hagyományos és akkumulátoros autók hatótávolsága

Aufladen / Feltöltés Batteriefahrzeug / Akkumulátoros autó 150 km Gesamtreichweite / Összhatótáv 150km

Tankstopp / Tankolás

Konventionelles Fahrzeug /

Hagyományos jármű

91


1.447 km Gesamtreichweite (Golf TDI BlueMotion) Összhatótáv 1.447 km

5.


Jövő - Volkswagen motor- és üzemanyagstratégia Tank- und Ladezeit / Tankolási és feltöltési idő

Standard-Ladung mit Wechselstrom (AC) via Schukostecker bei 3,3 kW

Standard töltés 3,3kW-os váltóárammal

Batteriefahrzeug/

Akkumulátoros autó 6-8 Stunden/6-8 óra

Schnell-Ladung mit Gleichstrom (DC) bei 50 kW/

Egyenáramú 50 kW-os gyorstöltés 0,5 Stunden/0,5 óra

Tanken / Tankolás 2 Minuten / 2 perc 92


Batteriefahrzeug/

Akkumulátoros autó Konventionelles Fahrzeug/

Hagyományos jármű

5.


Jövő - Volkswagen motor- és üzemanyagstratégia Die Herkunft des Stroms entscheidet / Az áram származása dönt Well-to-Wheel CO2-Emissionen Golf TDI BlueMotion (99g CO2/km)

Strommix 3%

Diesel

111 g

Kohle 4%

Öl

9%

Well-to-Wheel CO2-Emissionen eines Golf BEV* bei Stromerzeugung aus:

Nuklear

28 %

188 g

Braunkohle

171 g

Steinkohle Heizöl Erdgas

Gas

31 %

145 g

3%

Wasser

22 % <1 % <1 %

EU 2007

98 g 1 %1 % 2 %

6 g Nuklear

15 % 81 %

1 g Grüner Strom (hier: Windenergie) Strommix EU 2007 88 g

Strommix EU 2020 71 g Strommix China 2007 CO2-Emissionen/km 93


179 g * Verbrauch: 15,7 kWh/100 km (NEFZ)

China 2007

Wind Sonstige Erneuerbare

5.



Vergleich Energiedichte in kWh/kg / Energiasűrűség összehasonlítása Batterie vs. Flüssigkraftstoff  derzeit ca. 1 : 100 !

Quelle: EAM 94


5.



95


5.



Energie und Mobilität in der Zukunft: Koexistenz von Antriebstechnologien und Energieforme

Energia és mobilitás a jövőben: hajtástechnológiák és energiaformák összessége

CO2- neutrale Elektrizität / CO2- mentes elektromosság

Elektroantrieb / Elektromos hajtás

Konventionelle Elektrizität / Hagyományos elektromosság Konventionelle Kraftstoffe / Hagyományos üzemanyagok

Verbrennungsmotor / Belső égésű motor

CO2- neutrale Kraftstoffe (flüssig, gasförmig) CO2- mentes üzemanyagok (folyékony, gáz) 2011-12-06 OEVK Wien Steiger.ppt

96


CO2- neutrale Mobilität / CO2- mentes mobilitás









97




• Zukunft - Jövő 6. Zusammenfassung – Összefoglalás

98


5. Zukunft – Zusammenfassung / Jövő – Összefoglalás Adaptive Antriebskonzepte, individueller Mobilität

Adaptív hajtáskoncepciók, egyedi mobilitás

2011-12-06 OEVK Wien Steiger.ppt

Hatótávolság 99


5. Zukunft – Zusammenfassung / Jövő – Összefoglalás Ausblick auf die nächsten 10 Jahre / Kitekintés a következő 10 évre 

Verbrennungsmotoren bestimmen auch zukünftig zu fast 100% die Antriebstechnik

Belső égésű motorok a jövőben is szinte 100%-ban uralkodnak a hajtástechnikában 

Drive-Studie (McKinsey) prognostiziert für 2020 einen Hybrid-anteil von 3-14% für Europa und 6-30% für Nordamerika

McKinsey tanulmánya 2020-ra a hybrid részesedést Európában 3-14%-ra, Észak-Amerikában 6-30%-ra prognosztizálja 

Verbrennungsmotoren dominieren auch künftig maßgeblich CO2-Bilanz und Wirtschaftlichkeit von Volkswagen

Belső égésű motorok a jövőben is jelentősen dominálnak a Volkswagen CO2-mérlegében és gazdaságosságában 

Alternative Kraftstoffe (CNG / LPG / Ethanol) finden vermehrt und mit regional hohem Anteil Einsatz

Alternatív üzemanyagokat egyre nagyobb mértékben, regionálisan nagy arányban alkalmazzák 

Serienreife Brennstoffzellenfahrzeuge gewinnen erst nach 2020 an Bedeutung

Sorozatérett üzemanyagcellás járművek csak 2020 után nyernek jelentőséget

100 Balázs Péter, G/GE-3, 22.02.2012

Motoren - Vergangenheit, Gegenwart, Zukunft Motorok Múlt, Jelen, Jövő. Balázs Péter,

Recommend Documents