Antriebstechnologien von PKWs Fardad Samei Münster 11.07.2018
Tesla, wo geht die Reise hin Elektroautos! Ladestationen? Elektromotor Antriebstechnologie der Zukunft? Wenn man an Diesel denkt, hat man sofort den Dieselskandal vor Augen! Hersteller tricksen mit Schummelsoftware 2
Inhaltsverzeichnis Vorgehensweise Dieselmotor Ottomotor Ressource: Erdöl Elektromotor Hybridmotor Synthetische Kraftstoffe Brennstoffzelle Kostenpunkt (Anschaffungspreis) Gesellschaftliche Wahrnehmung Fazit 3
Vorgehensweise bei der Studie Gliederung der Themen Recherche Rücksprache und Austausch mit Kollegen Inhalte strukturiert Präsentation angefertigt Feedback von Kollegen 4
Welche Antriebstechnologien gibt es? Diesel Benzin- bzw. Ottomotoren Elektro Hybrid Brennstoffzelle Antrieb mit synthetischen Kraftstoffen 5
Dieselmotor Erfinder des Dieselmotors ist Rudolf Diesel. Erfunden in der Zeit von 1893 bis 1897. Merkmal: Selbstzünder, Verbrennungsmotor Bildquelle: Mercedes Benz 6
Dieselmotor Vorteile Kraftentfaltung stärker durch Drehmoment Verbrauch geringer als bei Ottomotoren Der Verbrauchsvorteil ist bei 30% Abweichungen zwischen Labor und Straßenmessungen C02- Emissionen sind geringer Eher eine Antriebstechnologie für Langstrecken Nachteile Der Verbrauchsvorteil nimmt bis zu 15% ab in den nächsten Jahren Die Anschaffungskosten sind höher als beim Ottomotor Die Nachfrage ist nur in Europa groß. In den USA und in China nur ein Marktanteil von ca. 3 % Problem: Stickstoffoxide werden ausgestoßen Im Bezug auf Rohstoffe: Erdöl abhängig 7
Kraftstoff Kraftstoffe werden aus Erdöl gewonnen. Der Dieselkraftstoff ist ein Kraftstoff, der in Erdölraffinerien hergestellt wird. Im Vergleich zu Benzin, ist der Dieselkraftstoff deutlich weniger entzündlich. Dieselkraftstoff führt zu weniger Verdunstungsemissionen. Bildquelle: Shell 8
Vier-Takt und Zwei-Takt Prinzip Vier-Takt Die vier Takte im Zylinder werden in zwei Kurbelwellenumdrehungen durchlaufen Luftzufuhr und der Abgasausstoß steuern die Ventile Entsprechend den Steuerzeiten werden die Ein und Auslasskanäle frei und wieder verschlossen Zwei-Takt Meist bei schwereren Fortbewegungsmitteln eingesetzt wie zum Beispiel Schiffen, Flugzeugen und Eisenbahnen Arbeitszyklus: Ansaugen, Verdichten, Arbeiten und Ausströmen läuft während einer Umdrehung der Kurbelwelle ab Kurbelkammer und Zylinder müssen zusammen wirken, da alle vier Takte bewältigt werden müssen 9
Situation in Deutschland Diesel soll sich nur für Vielfahrer lohnen. Der Dieselkraftstoff ist niedriger besteuert als das Benzin. Im Schnitt beträgt hier die Preisdifferenz 22 Cent pro Liter. Die Anschaffungskosten für ein Fahrzeug mit Dieselmotor amortisieren sich schneller. 10
Dieselskandal Anwendung von Abschalteinrichtung Abgastests wurden durch ein gezwungenes Softwareupdate manipuliert Erste Dieselautos fingen an nach dem sogenannten Update, mehr Kraftstoff zu verbrauchen Erste Fälle des Dieselskandals tauchten in den USA auf Die Besitzer der Autos mit Schummelsoftware sollen entschädigt oder gegebenenfalls ihr manipuliertes Fahrzeug gegen einen Neuwagen tauschen können Der Skandal kostete VW rund 25 Milliarden Euro 11
Ottomotoren Erfunden wurde der Ottomotor von Nicolaus August Otto Der Ottomotor wird mit einem Benzinluftgemisch betrieben Läuft ebenfalls nach dem Zwei-Takt und Vier-Takt Prinzip Quelle: VW 13
Ottomotoren Vorteile Es sind höhere Drehzahlen möglich gegenüber dem Diesel Ausgereifter als der Diesel: seit mehr als 100 Jahren in der Entwicklungs- und Produktionsphase Saubere Verbrennung im Verhältnis zu Diesel Geringere Steuer gegenüber Dieselmotoren Höhere Leistungen auf Kurzstrecken Nachteile Sehr geringer Wirkungsgrad Umweltbelastend durch Feinstaub-Produktion Im Bezug auf Rohstoffe: Erdöl abhängig 14
Ressource Erdöl Erdöl wird für den Antrieb von Otto- und Dieselmotoren benötigt. Erdöl ist vielfach einsetzbar, zum Beispiel auch in den Bereichen Medizin und bei der Produktion von Kunststoff. Begrenzte Ressource Politische Konflikte um die Ressource 15
Erdöl Vorteile Öl liefert der Zivilisation Kraftstoffe Öl verursacht teilweise geringere Luftverschmutzung als Kohle, da es sauberer verbrennt Nachteile Begrenzung der Erdölvorräte Erdölförderländer können Preise bestimmen Einfluss auf Politik und Wirtschaft Immer wieder geraten mehrere Tonnen Öl in Gewässer Bedrohung des Ökosystems Tiere sterben Jedes Jahr gelangen um die 100.000 Tonnen Öl in Gewässer 16
Elektromotoren Die Anschaffungskosten für günstigste E-Autos betragen rund 15.000 Euro. Die Motoren werden durch elektrischen Strom angetrieben. E-Autos haben eine Batterie, welche an der Steckdose geladen werden kann. Bildquelle: Opel 17
Elektromotoren Vorteile Förderprämie vom Staat 10 Jahre wird keine KFZ-Steuer fällig Keine Kosten für die Betankung Geringe Wartungskosten Geringer Verschleiß an Bremsen Keine Emission bei Verwendung von Ökostrom Geräuscharmes Fahren: keine Lärmbelästigung Sehr gutes Konzept Nachteile Fehlende Infrastruktur Kosten für ein E-Auto bis zu 50% höher als von PKWs mit Verbrennungsmotoren Nicht geeignet für Langstrecken Eingeschränkte Klimafreundlichkeit: Braunkohle, Steinkohle zur Stromerzeugung Bei hohen Temperaturen und schneller Fahrweise reduziert sich die Akkuleistung Konzept noch nicht ausgereift 18
Hybridmotoren Kombination aus zwei Antrieben Der E-Motor wird durch die Rückwirkung der Bremsenergie im Betrieb wieder aufgeladen Meist ein Verbrennungsmotor mit einem Elektromotor Hybridfahrzeuge fahren ungefähr bis zu 60 km mit dem Elektromotor, dann mit Verbrennungsmotor Bildquelle: BMW 19
Hybridmotoren Vorteile Elektrisches Fahren auf der einen Seite Weite Strecken zurücklegen auf der anderen Seite Bei Fahrten in der Innenstadt wird bis zu 25% weniger Kraftstoff verbraucht. Durch die Rückwirkung der Bremsenergie lädt sich die Batterie wieder auf. Keine Angewiesenheit auf Ladestationen, durch den vorhandenen Verbrennungsmotor Nachteile Kosten sind hoch durch zwei Antriebstechniken in einem Fahrzeug Mehr Gewicht durch zwei Antriebstechniken = Mehr Kraftstoffverbrauch 20
Brennstoffzelle Arbeitet mit Wasserstoff Schadstofffreier Antrieb Im Gegensatz zu Elektromotoren können Brennstoffzellenautos in 3 Minuten befüllt werden Wird stark beforscht (Zukunftstechnologie) Hohe Kosten Quelle: BMW 21
Synthetische Kraftstoffe Ziel: ablösen von herkömmlichen Kraftstoffen, wie Diesel, Benzin und Rohstoffe zur Stromerzeugung Idee: Mit Strom aus regenerativen Quellen den,,sauberen Dieselkraftstoff herzustellen Kosten: Motor würde im Moment 50.000 kosten Die Forschung macht Fortschritte. Mit einem Ergebnis für die Allgemeinheit wird im Jahr 2050 gerechnet. Beforscht wird das Thema vor allem von Autoherstellern Politik: In Deutschland unterstützt dies, vor allem die Deutsche Energie Agentur und das Bundesministerium für Bildung und Forschung 22
Kostenpunkt für den Kunden Anschaffungskosten Benzin ist generell am günstigen Das gleiche Fahrzeugmodell also Diesel/Benzin kostet mit Dieselmotor immer mehr (Mindestaufpreis von 2.000 Euro). Beim Dieselfahrzeug müssen viele Teile stabiler sein. Elektromotoren sind generell teurer in der Anschaffung, werden aber durch Prämien befördert. Hybridautos sind durch zwei Antriebsquellen teurer. Synthetische Kraftstoffe sind noch in der Entwicklung. Aktuell sind die Herstellungskosten sehr hoch. 23
Resümee Wenn ich mich für eine Antriebstechnologie entscheiden könnte, würde ich mich wie folgt entscheiden: Hybridfahrzeug: Ein perfektes Gleichgewicht Leistungsstark und gleichzeitig umweltschonend Gewinnt immer mehr Reichweite Die Akzeptanz etabliert sich in der Gesellschaft
Gesellschaftliche Wahrnehmung von Antriebstechnologien 25
Gesellschaftliche Wahrnehmung von Dieselautos 26
Gesellschaftliche Wahrnehmung von Elektroautos 27
Tesla 28
Gesellschaftliche Wahrnehmung von Hybridautos 29
Gesellschaftliche Wahrnehmung von Benzinautos 30
Gesellschaftliche Wahrnehmung von synthetischen Kraftstoffen 31
Fazit Es gibt noch nicht,,die eine oder keine Antriebstechnologie Alle Antriebstechnologien haben ihre Existenzberechtigung verdient durch die benannten Vor- und Nachteile Gesellschaft fordert ressourcenarme Antriebstechnologie, dies wird von der Politik anerkannt, jedoch nicht umgesetzt Jeder soll sich seine eigene Meinung bilden! 32
Quellen https://www.bing.com/images/search?view=detailv2&ccid=jgkq9ryi&id=69a 377AC3174C43D6BF0EBA94930435022D8C5B4&thid=OIP.jgKQ9rYia7P9_ GyLswi81gHaEq&mediaurl=https%3a%2f%2fwww.emobilserver.de%2fmedia %2fwidgetkit%2fStudie_European-Climate-Foundation_Abb2-5fe062109ff013082c15c9057c1976ec.png&exph=567&expw=900&q=antriebst echnologien+bei+pkws&simid=608026968983800716&selectedindex=0&ajaxh ist=0 https://www.automobilwoche.de/article/20150924/agenturmeldungen/3 09249904/abgas-skandal-die-vor--und-nachteile-von-dieselmotoren http://www.faz.net/aktuell/technik-motor/motor/vorteile-eines-dieselmotors- 14082739.html https://de.wikipedia.org/wiki/dieselmotor#situation_in_deutschland http://www.spiegel.de/auto/fahrkultur/dieselmotor-die-vorteile-desselbstzuenders-schwinden-a-883170.html https://de.wikipedia.org/wiki/ottomotor https://www.bing.com/images/search?view=detailv2&ccid=bq%2bswgiq&id= E71513EC43F9FDFEEB5897CEF8550348210879EC&thid=OIP.bQsWgiQRCooPV835g27OAHaFR&mediaurl=http%3a%2f%2finfographic.statist a.com%2fnormal%2finfografik_9234_anteil_der_diesel_neuzulassungen_sinkt_ n.jpg&exph=684&expw=960&q=diesel+statistik&simid=608039132399732111 &selectedindex=1&ajaxhist=0 33
Quellen http://www.autobild.de/artikel/vw-abgasskandal-aktuelle-news-und-updates- 6077591.html https://www.handelsblatt.com/unternehmen/industrie/das-klingt-doch-sehr-nachschweigegeld-in-der-dieselaffaere-trennte-sich-audi-von-managern-dabeiflossen-millionen/22761726.html?ticket=st-535055- gd4li669kbmxoncdzghp-ap4 https://www.energie-lexikon.info/dieselkraftstoff.html http://www.gc.shuttle.de/gc/limbach-o/fvu/gruppe10/seite1.htm http://www.eduvinet.de/eduvinet/wachten.htm https://utopia.de/ratgeber/hybrid-autos-vor-und-nachteile-des-fahrzeug-antriebs/ https://www.focus.de/auto/synthetische-kraftstoffe-loesung-oder-sackgasse_id_7899254.html 34 http://www.helpster.de/erdoel-probleme-fuer-die-umwelt-wissenswerteinformationen_130443 https://www.focus.de/auto/news/abgas-skandal/diesel-pkw-so-nutzen-siewertverlust-und-preisentwicklung_id_7422509.html https://www.zeit.de/mobilitaet/2017-08/alternative-antriebe-autowasserstofffahrzeuge-brennstoff-lpg-erdgas https://www.zeit.de/mobilitaet/2018-03/synthetischer-kraftstoff-e-fuels-diesel-stromverkehrswende https://www.zeit.de/mobilitaet/2018-04/synthetische-kraftstoffe-klimaschutzrettung-verbrennungsmotor
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