CNG und Downsizing – über 30 Prozent weniger CO2-Emissionen

Die Kombination aus Downsizing und dem Betrieb mit komprimiertem Erdgas (CNG) bietet die Möglichkeit, die CO2-Emissionen drastisch zu reduzieren. MAHLE hat die Potenziale und die damit verbundenen Herausforderungen anhand eines umgerüsteten Downsizing-Motors im Motorenversuch und im Versuchsfahrzeug bewertet.

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Bei einer optimierten Motorauslegung ergeben sich bis zu 31 Prozent geringere CO2-Emissionen.

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Stuttgart, September 2015 – Dass sich die Weiterentwicklung des Verbrennungsmotors weiterhin lohnt, zeigt MAHLE anhand der Kombination aus Downsizing und dem Betrieb mit komprimiertem Erdgas (CNG). Bei einer optimierten Motorauslegung ergeben sich bis zu 31 Prozent geringere CO2-Emissionen. Dieses bemerkenswerte Ergebnis ist allerdings nur möglich, wenn die Komponenten den extrem hohen Anforderungen im monovalenten CNG-Betrieb Stand halten. Als führender Motorenspezialist verfügt MAHLE über das nötige Know-how für die Entwicklung des Gesamtsystems.

CNG-betriebene Fahrzeuge verschiedener Hersteller sind bereits seit vielen Jahren auf dem Markt. Deren Motoren sind ursprünglich auf den Betrieb mit konventionellem Kraftstoff ausgelegt und schöpfen daher überwiegend das CO2-Potenzial durch die reine Kraftstoffsubstitution aus – diese kann bereits bis zu 24 Prozent Verbesserung bewirken. Einer weiteren Optimierung durch erdgasspezifische Entwicklungen stehen die heute noch relativ geringen Stückzahlen der CNG-Fahrzeuge entgegen.

MAHLE hat nun die Potenziale zur weiteren Absenkung der CO2-Emissionen durch die Kombination von Downsizing und CNG untersucht. Im ersten Schritt wurde dazu der bekannte MAHLE Downsizing-Motor – ein einstufig aufgeladener Dreizylinder-Ottomotor mit Benzin-Direkteinspritzung und 1,2 Liter Hubraum – so angepasst, dass er bivalent mit Erdgas und Benzin betrieben werden kann. Der Motor wurde anschließend auf dem Motorprüfstand erprobt und appliziert sowie in ein Erprobungsfahrzeug integriert und vermessen. Ziel der ersten Stufe war es, die Potenziale und Grenzen der bivalenten Variante nachzuweisen, mögliche Optimierungsfelder zu erkennen und die damit verbundenen Herausforderungen zu identifizieren. Die Ergebnisse dienen als Basis für die zweite Stufe, in der eine optimierte, monovalente Auslegung sowie die Applikation benötigter Motorsysteme und -komponenten umgesetzt werden.

Um die extremen Anforderungen an die Druckbeständigkeit und die Temperaturleitfähigkeit der Motorkomponenten zu gewährleisten, hat MAHLE folgende Technologien für die monovalente Variante vorgesehen:

  • Kolben: Der EVOTEC® RSC vereint hohe Stabilität und optimale Kühlung durch seinen eingegossenen Ringträger und den Kühlkanal.
  • Ringpaket: Reibleistungs- und verschleißoptimiertes Ringpaket mit dreiteiligem Ölabstreifring
  • Pleuel: Trapezpleuel mit eingepresster Buchse zur besseren Ableitung des höheren Flächendrucks
  • Ventile: Ein- und auslassseitig natriumgekühlte Hohlventile zur erhöhten Temperaturbeständigkeit und mit einer stärkeren Bodenplatte
  • Kolbenbolzen: Bolzen mit DLC-Beschichtung
  • Lager: Polymerbeschichtete Pleuellager (Sputter auf Bronze) und Hauptlager (Aluminium-Bimetall)

Die Untersuchungen von MAHLE zeigen, dass mit einer Optimierung des Grundmotors die nötige Spitzendruckfestigkeit und höhere Temperaturlimits möglich sind. Damit sind auch spezifische Leistungen im monovalenten CNG-Betrieb von 110 kW/l sowie Nenndrehmomente von 270 Nm (ab 1.600 1/min) im MAHLE Downsizing-Motor darstellbar. Ein Familien-Van mit einem Leergewicht von 1.700 kg kann so einen CO2-Ausstoß von circa 106 g/km erreichen und liegt damit knapp 31 Prozent unterhalb der derzeitigen Benzin-Variante mit vergleichbaren Fahrleistungen.

Über MAHLE
MAHLE ist ein international führender Zulieferer der Automobilindustrie. Der Konzern deckt mit seinen Produkten für Verbrennungsmotoren und deren Peripherie bis hin zu Lösungen für elektrifizierte Fahrzeuge, alle wichtigen Fragestellungen entlang des Antriebsstrangs und der Klimatechnik ab: von Motorsystemen und -komponenten über die Filtration bis zum Thermomanagement. Weltweit sind in jedem zweiten Fahrzeug Produkte von MAHLE verbaut. MAHLE Komponenten und Systeme kommen aber auch fernab der Straße zum Einsatz – ob in stationären Anwendungen, mobilen Arbeitsmaschinen, auf der Schiene, in Schiffen oder Flugzeugen.

2014 hat der Konzern mit rund 66.000 Mitarbeitern einen Umsatz von 9,94 Milliarden Euro erwirtschaftet. Heute ist MAHLE mit 170 Produktionsstandorten in mehr als 30 Ländern vertreten. In 16 großen Entwicklungsstandorten in Deutschland, Großbritannien, Luxemburg, Slowenien, den USA, Brasilien, Japan, China und Indien arbeiten über 5.000 Entwicklungsingenieure und Techniker an entsprechenden innovativen Lösungen.

Für Rückfragen:
MAHLE GmbH
Ruben Danisch
Zentrale Unternehmenskommunikation/Öffentlichkeitsarbeit
Pragstraße 26 – 46
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