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Effizientere Dieselantriebe Zoom

Effizientere Dieselantriebe: Blick in die Glaskugel

Mit steigenden Kraftstoffkosten rücken Spritspar-Technologien in den Fokus, die sich bislang noch nicht rechneten. Ihre Vorteile addieren sich aus vielen kleinen Fortschritten auf.

Die Transportbranche ist stark preisgetrieben. Große Bedeutung haben daher bei der Beschaffung Anschaffungspreis und Betriebskosten eines Nutzfahrzeugs. Verständnis zeigen die Kunden meist nur für eine technologische Innovation, wenn sie den Mehrpreis über die Dauer der Fahrzeugnutzung einspielt. Also dann, wenn die Technologie Sprit im Gegenwert der Kosten spart.

Grünes Image allein kein Kaufgrund

Allein der Mehrwert fürs grüne Image reicht oft nicht als Kaufgrund aus. Aber auch die geplante Verbrauchsgesetzgebung für schwere Nutzfahrzeuge wird den Druck auf die Innovationskraft der Nutzfahrzeug-Industrie erhöhen.

Dadurch rücken Technologien in den Fokus, die bisher als zu teuer erachtet wurden. Häufig zitiert wird dabei die Energierückgewinnung aus dem Abgas durch den sogenannten Rankine-Zyklus, auch Waste Heat Recovery (WHR) oder Exhaust Heat Recovery (EHR) genannt, weil sie derzeit den größten Fortschritt bei der Kraftstoffeffizienz verspricht.

Wo heute noch rund 40 Prozent der Energie im Kraftstoff vom Motor in Antriebsleistung umgesetzt werden und der Rest zum Großteil über Abgas und Kühlung verpufft, könnten es bald – Experten schätzen im Zeitraum 2016 bis 2018 – bis zu fünf Prozent mehr sein. Das ist zumindest die Angabe von Daimler, wo ein solches System in einem Versuchsträger getestet wird.

Einbindung in den Antriebsstrang noch offen

Noch umstritten sind die Art des Expansionsmittels und die Einbindung in den Antriebsstrang, etwa direkt mechanisch oder über den Umweg eines dieselelektrischen Hybridantriebs samt Batterie als Zwischenspeicher. Die Systemauslegung beeinflusst die Kosten und die Effizienz des WHR-Systems. Für eine mittelfristige Serienreife spricht, dass sich zahlreiche Lkw-Hersteller und Zulieferer mit der Technologie befassen.

Große Möglichkeiten bieten Common-Rail-Einspritzanlagen, wie sie gerade in viele Nutzfahrzeuge Einzug gehalten haben. Doch noch sind nicht alle Möglichkeiten des Systems ausgeschöpft. Potenzial bieten Einspritzverläufe und -drücke. Beides lässt sich dazu einsetzen, die Kraftstoffeffizienz weiter zu verbessern.

Experimente mit Drücken von 3.000 bar

Viele Hersteller geben an, dass sie noch nicht mit dem maximal möglichen Druck fahren. Experimente laufen laut Bosch mit Drücken von 3.000 bar. Hierbei läuft der Verbrennungsprozess günstiger ab, die Anforderungen an die Abgasnachbehandlung sinken, der Motor lässt sich im Gegenzug verbrauchsgünstiger auslegen. Allein aus dem Einspritzsystem sollen laut Bosch noch zwei Prozent Verbrauchsverbesserung resultieren.

Weitere Möglichkeiten bieten laut den Abgasnachbehandlungsspezialisten von Tenneco neue Beschichtungen und Materialien für Dieselpartikelfilter, die den Abgasgegendruck zusätzlich verringern und die Durchströmung verbessern oder kombinierte SCR-Partikelfiltersysteme sowie besser isolierte Nachbehandlungssysteme, in denen die Temperatur durchgängig hoch ist. Denn größere Anteile an passiver Filterregeneration sind kraftstoffeffizienter.

Kein Turboloch dank Pneumatic Booster System

Einen weiteren Ansatz liefert Knorr-Bremse mit PBS, dem Pneumatic Booster System. Es bläst Druckluft in den Ansaugkanal des Motors ein und sorgt so dafür, dass das Turboloch bei niedrigen Motordrehzahlen nicht auftritt. Das sorgt für einen blitzschnellen Drehmomentaufbau und damit einen Verbrauchsvorteil um zwei Prozent. Die Schaltpunkte des Getriebes lassen sich entsprechend anpassen, was weitere, teils signifikante Einsparungen ermöglicht.

Heute schon verfügbar sind bedarfsgerecht gesteuerte Nebenverbraucher. Sie sind bereits in einigen neuen Fahrzeugmodellen verfügbar. Ihr Vorteil: Sie verbrauchen nur dann Energie, wenn es tatsächlich erforderlich ist.

Bewährte stufengeregelte Visco-Technologie

Die Regelung erfolgt stufenweise, in einigen Fällen auch vollvariabel. Die Leistungsstärke des Nebenverbraucherantriebs bestimmt die Sinnhaftigkeit der stufenlosen Regelung, etwa durch einen E-Motor. Für starke Lüfter ergibt das jedoch keinen Sinn, weil der Motor zu groß und schwer geraten würde. Hier hat sich vielmehr die stufengeregelte Visco-Technologie bewährt. Beispiele für solche „intelligenten“ Nebenverbraucher sind Luftpresser und Kühlmittelpumpe, aber auch Schmieröl- bis hin zur Kraftstoffpumpe.

In der Kombination solcher Aggregate liegt ein respektables Spritspar-Potenzial von insgesamt bis zu fünf Prozent laut dem Entwicklungsdienstleister AVL. Hier fallen auch deutlich niedrigere Systemkosten an als bei der WHR-Technologie. Daher sind viele bedarfsgerecht geregelten Nebenverbraucher auch schon zur Serienreife gediehen. Die Diskussionen mit den Entscheidern in Fuhrbetrieben sind daher schon weitgehend verstummt, Kraftstoffeffizienz und grünes Image gehen so Hand in Hand.

Thomas Rosenberger lastauto omnibus Chefredakteur

Autor

Foto

JP GLATIGNY

Datum

28. Januar 2014
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