Eine Motorenrevolution im Straßenverkehr entfachen
Die Umgestaltung der Art und Weise, wie Fahrzeuge angetrieben werden, würde einen großen Beitrag zur Erreichung der ehrgeizigen Ziele leisten, die die Europäische Kommission in Bezug auf den Ausstoß von CO2, schädlichen Gasen und Nanopartikeln festgelegt hat. Angesichts dieses dringenden Bedarfs hat das Projekt UPGRADE an einer Revolution in der Motorentechnik gearbeitet, die Motoren sauberer, schlanker und effizienter werden lässt. „Das UPGRADE-Programm wurde mit dem ambitionierten Ziel ins Leben gerufen, die nächste Generation von Ottomotoren zu entwickeln, um durch die Kombination mehrerer innovativer Motorentechniken die Ziele für die Zeit nach 2020 zu erreichen“, so Stefania Zandiri, Chemieingenieurin am Centro Ricerche Fiat (CRF) und UPGRADE-Projektkoordinatorin. Ottomotoren werden im Allgemeinen mit Benzin betrieben, wobei das innere Gemisch aus Kraftstoff und Luft durch einen Funken gezündet wird, um den Motor zum Laufen zu bringen. UPGRADE konzentrierte sich auf Ottomotoren mit Benzindirekteinspritzung, die üblicherweise in leichten Nutzfahrzeugen Anwendung finden. „Mit den Ottomotoren der nächsten Generation werden durch innovative und optimal kombinierte Basistechnologien Strategien zur Reduzierung von CO2- und anderen schädlichen Emissionen umgesetzt werden können. Die meisten dieser Technologien wurden im Projekt UPGRADE sogar schon analysiert und getestet. Mit der Einführung von Hybridlösungen werden noch weitere Verbesserungen erwartet“, sagt Zandiri. So zeigte ein Demonstrationsfahrzeug, basierend auf dem Jeep Renegade, bereits eine CO2-Reduktion von 13 % gegenüber der Fahrzeugreferenz.
Unter der Haube
Im Rahmen des Projekts UPGRADE wurden neu entwickelte Demonstrationsfahrzeuge mit neuartiger Motorentechnik und zugehörigen Computermodellen eingesetzt. „Der Kraftstoffverbrauch, die Prozesse bei der Bildung von Nanopartikeln und die Steuerung des Nachbehandlungssystems wurden verbessert und optimiert“, erklärt Zandiri. Dabei konnte mithilfe eines neuen Rußmodellierungssystems, das speziell auf Motoren mit Benzindirekteinspritzung abgestimmt ist, die Rußverteilung von Motoren vorhergesagt werden, was bedeutet, dass Automobilhersteller schnellere und bessere Motoren entwickeln und sogar winzige Partikel unter 23 nm berücksichtigen werden können. „Gleichzeitig wurden auch das Verständnis und die Vorhersage von Rußbildungsmechanismen für kleinere Partikel zwischen 10 nm und 23 nm erheblich verbessert. Dies ermöglicht es den Automobilherstellern, technische Hebel zu verstehen, die zur Verringerung der Partikelzahlen genutzt werden können. Außerdem erlaubt es ihnen, die nächste Generation saubererer Motoren mit Benzindirekteinspritzung zu entwickeln“, sagt Zandiri.
Produktvorführung
Das Demo-Auto wurde am Standort der Gemeinsamen Forschungsstelle der Europäischen Kommission in Ispra, Italien, einer Prüfung im Beisein von Zeugen unterzogen. Hier wurden regulierte und unregulierte Emissionen über ein tragbares Emissionsmesssystem unter realen Fahrbedingungen getestet. „Alle Schadstoffemissionen haben zu Ergebnissen unter den Grenzwerten geführt“, fügt Zandiri hinzu. Die im Projekt UPGRADE erarbeiteten technischen Konzepte werden einen starken Einfluss auf die Weiterentwicklung von Motoren in Europa und möglicherweise weit darüber hinaus haben. Die Entwicklung hin zu einem hocheffizienten, saubereren Modell für Ottomotoren wird sich außerdem auch auf die Wettbewerbsfähigkeit des Marktes auswirken, wodurch die positiven Ergebnisse noch verstärkt werden. „Mit dieser Lösung konnte das Potenzial von Benzinmotoren und -fahrzeugen als Schlüsselpfeiler für aktuelle und zukünftige Personenkraftwagen durch innovative Lösungen demonstriert werden. Dank dieser Ergebnisse ist klar, dass neue Generationen extrem effizienter und sauberer Motoren möglich sind“, erläutert Zandiri. Die Hybridlösungen, mit denen wir in nächsten Jahren rechnen können, werden für eine Weiterentwicklung der Motoren sorgen, die grüne Revolution in der Autotechnik weiter vorantreiben, die Umweltbelastung durch den Straßenverkehr verringern und gesündere Bedingungen für unseren Planeten schaffen.
Schlüsselbegriffe
UPGRADE, Zündung, Ottomotor, Motor, Generation, Evolution, Weiterentwicklung, Funke, Benzin, Benzindirekteinspritzung, umweltfreundlicher, sauberer
