sind die kleinstmöglichen Verbräuche

Transkript

1 Autofahren soll (auch) Spaß machen, was sind die kleinstmöglichen Verbräuche Dr. Günther Herdin HTL Kfz Seminar 2010

2 Energiebedarf, mittlere Geschwindigkeit und Zeitbedarf source: Prof. Tschöke/TU Magdeburg

3 Weltrekord von Versuchsfahrzeugen PAC Car II PAC Car 2 FC Hydogen PAC Car 2 FC Hydogen Kraftstoffverbrauch als Benzinäquivalent 0,0185 l/100 km

4 Es muss ja nicht ein Hummer sein Hummer H1 6,5 l V8 Breite 2191 mm Höhe 2006 mm Anströmfl. 4,09 m² cw 0,41 Fahrzeugmasse 3,5 t durchschn. Verbrauch 25 l/100 km Vmax. 130 km/h Beschl km 19,5 sek. ein Mittelklassefahrzeug wie ein BMW 3 erfüllt bereits viele Ansprüche BMW Serie 318 Anströmfl. 2,2 m² cw 0,26 Fahrzeugmasse 1,5 t durchschn. Verbrauch 8,1 l/100 km Vmax. 210 km/h Beschleunigung km 9,1 sek.

5 Spaßfaktor Beschleunigung und Geschwindigkeit? Technische Daten* Bugatti Veyron 16.4 Motor W16, vier Turbolader Hubraum cm³ kw bei 1/min 736 kw (1.001PS)/6.000 Nm bei 1/min 1.250/2.200 Leergewicht kg Tankinhalt 100 l Tankstopp bei Volllast alle 18 Minuten EU-Normverbrauch Ø auf 100 km 24,1 l Super Plus Beschleunigung** von km/h 2,84 s Höchstgeschwindigkeit 407 km/h Serienfahrzeug ohne Extras Euro

6 NARO Concept Car - an Efficent Fun Car dimensions length width 2.50 m 100m 1.00 height 1.70 m dry weight 350 kg performance km/h 12,5 sec top speed 137 km/h fuel consum. 2,34 l/100 km CO2 emissions 60 g/km powertrain engine single cylinder, 4 valve, gasoline capacity 400 cc max power 15 kw transmission automatic - CVT chassis & suspension tests ergonomic study final design model

7 VW L1 Concept Car Technical Details 1,38 l/100 km

8 VW L1 Concept Car

9 Fahrzeuge des Typs L1 und die kleinen Probleme und sonst müssen wir noch einen Platz für den Koffer finden oder wir beamen diesen

10 Super efficient car s und die kleinen Probleme schnittig ist er ja. und wie soll ich da hineinpassen???

11 Einfluss der Fahrzeugmasse auf den Kraftstoff- verbrauch (statistische Angaben VDA)

12 Achtung auf die parasitären Verbraucher Klimakompressor - Test ADAC Audi 1,8 T/120 kw 1 Liter Super/100 km (Stadt) bei Temperierung von 28 C auf 22 C => best case technology Klimakompressor Test ADAC Ford Fiesta 1,4 /59 kw 2,1 Liter Super/100 km (Stadt) => cheap concept technology Große Stromverbraucher aktiv, Lichtmaschine muss voll arbeiten Mittelklassefahrzeug ca. 2 kw sehr dynamische Fahrweise Bremskraftverstärker oft aktiv = 0,2 bis 0,5 kw Leistungsaufnahme

13 Fahrwiderstandslinie (Beispiel BMW Serie 3) power [kw] WOT engine 111, ,63 64,39 47,15 33,46 0,58 2,88 22,9 1,22 5,44 9, speed [km/h]

14 Spez. Verbrauchskennfeld 4,4 l Ottomotor 44 kw bei 2000 min g/kwh + 35 % 44 kw bei 4000 min g/kwh pe = 2 bar => 425 g/kwh

15 Grundlagen zum Fahrwiderstand

16 Downsizing vs Variable Displacement - P = 15 kw 600 spec. fuel consumption [g/kwh] min min ,4 l Otto 1,4 TSI ECO 0,5 + 0,9

17 Beispiel Verdichterkennfeld Garrett GT 12 Inseln konst. Wirkungsgrades Drehzahl hl Welle optimaler Verlauf der Schlucklinie Pumpgrenze

18 Optimierung des Turboladers Anpassung von Turbine und Verdichter auf beste Verhältnisse 20 p2, p3 [kpa] pressure p3 drop negativ pressure 10 p2 drop p2 positiv p3 0 origin version optimized status

19 fun machine Supercharger fun but not efficient erforderliche Antriebsleistung

20 Vergleich Gangwahl bei VW TSI VW 1,4-l-125-kW-TSI spezifischer Verbrauch [g/kwh] eff. Mitteldruck [bar] km/h 120km/h 160km/h 200km/h 150km/h 220km/h 80km/h km/h 100km/h km/h Drehzahl hl in 1/min 6. Gang 5. Gang pe = 2 bar => 365 g/kwh

21 Kennlinien konstanter Leistung im Verbrauchskennfeld VW 1,4-l-125-kW-TSI spezifischer Verbrauch [g/kwh] eff. Mittel ldruck [ba ar] kW 50kW kW 0 5kW Drehzahl in 1/min

22 3 D Darstellung von be in g/kwh - VW TSI 1,4 l VW 1,4-l-125-kW-TSI [g/kwh] erbrauch fischer Ve spezif eff. Mitteldruck [bar] Drehzahl in 1/min 6000

23 Entwicklungspfad für ein sparsames Fahrzeug Fahrzeugmasse im akzeptablen Rahmen Anströmfläche ist ebenso wichtig wie der cw-wert Downsizing des Motors so weit wie möglich, variabler Hubraum bringt klare Vorteile Bestmögliche Aufladung mit Turbolader Für Fahrspaß hat ein mech. angetriebener Supercharger seine Berechtigung Keine mechanische Koppelung von Motor und Antriebsrad Vollhybrid hat Vorteile Eine Kombination von Supercapacitors und Li-Ion Akkus ermöglicht einen guten Wirkungsgrad bei der Rückgewinnung der Bremsenergie

24 Diplomarbeitsteam 2009/10 ECO Performance Konzeptvorstellung Tag der offenen Tür 2010 Andreas Herdin Stefan Hinterreiter Thomas Schiefermair Klemens Schuller Betreuer HTL Steyr: OStR Prof G Eckhard Betreuer HTL Steyr: OStR. Prof. G. Eckhard Prof. R. Klosz Prof. A. Oberauer

25 Konzept ECO Performance Car Motor ccm Li Ionen Akku für Kurzstrecken- versorgung Energieinhalt = 8,5 MJ Turbolader für Dualengines Supercharger Twin Srew Type Motor ccm Super Caps für schnelle Verfügbarkeit von gespeicherter Bremsenergie Energieinhalt = 0,8 MJ 4*Radnabenmotoren je 30 kw (peak 60 kw)

26 Active Wheel Michelin Antriebsleistung Dauerbetrieb = 30 kw Kurzzeit = 60 kw

27 Konzept ECO Performance - Aufladung

28 Betriebszustände der Aufladung im Kennfeld 25 Mitteldruck [bar] Super Charger SC + TC Aufladebetrieb mit Turbolader 10 5 Saugmotor Drehzahl [min -1]

29 Arbeitsbereiche der Aufladegruppen über der Leistung

30 Auswertung der Potenziale für ein Vollhybrid Fahrzeug Konzept ECO Performance - NEFZ Testdauer [Sekunden] zeitliche Anteile bei Vollhybrid Geschwindigkeitsprofil

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32 Vergleich Super Capacitor vs. Li-Ion Battery

33 Vergleichsdaten BMW 318 i zu ECO Performance Maximale Leistung Beschleunigung km/h Verbrauch (EU insgesamt) 105 kw 190 kw 82s 8,2s ca. 6s 6,4 l/100km 2,47 kg/100km

34 Danke für die Aufmerksamkeit Dr. Günther Herdin