VW Antriebsstrategie Eine konsequente weitere Steigerung der Wirkungsgrade des gesamten Antriebstranges Die Einbeziehung alternativer Energiequellen zur Herstellung von Kraftstoff Die Entwicklung von CO 2 neutralen Wegen zum Fahrzeugantrieb 1
Brennverfahrensentwicklung Ottomotor Saugrohr einspritzung Direkteinspritzung wandgeführt Direkteinspritzung strahlgeführt Combined combustion system Direkteinspritzung selbstzündend Teilhomogenisiert fremdgezündet 2 Wirbelkammer Direkteinspritzung Dieselmotor Hochdruck einspritzung
FSI Technologie 3
Entwicklung der Einspritzdrücke 2500 PDE 2 4 max. Einspritzdruck [bar] 2000 1500 1000 500 0 VP mechanisch gesteuert TDI EDC VP 34 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 Jahr VP 37 PDE VP 44 CR CR2
Anforderungen an moderne Einspritzsysteme Einspritzdauer 1,5 ms Einspritzcharakteristik Einspritzdruck 2000 bar Kleinstmengen 1mm 3 / Hub 1mm 3 Einspritzfrequenz 6.000 Zyklen/Min =100 Hz 5
Emissionsoptimierungsmassnahmen Fahrzeug: 85 kw, Golf Klasse, NEFZ Partikel Emission 0,05 g/km EU III 0,04 0,03 EU IV 0,02 opt. Verbrennung opt. Einspritzung 4 Ventil opt. Motormanagement Verbesserte Kraftstoffe und Öle Basis 6 0,01 opt. Oxi Kat. 0 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 g/km 0,6 NOx + HC Emission
Entwicklung der maximalen spezifischen Leistung Leistungs Entwicklung am Triebwerk 1,9l TDI des VW Golf spezifische Leistung [kw/l] 60 50 40 30 7 20 10 66 kw VEP* 74 kw PDE** 85 kw PDE** 110 kw PDE** *Verteilereinspritzpumpe ** Pumpe Düse Element
Verbrauchsentwicklung am Beispiel des VW Golf Verbrauchsentwicklung am Beispiel des VW G Verbrauchsabsenkung der VW Motoren beim Golf spezifischer Verbrauch [l/100 km/t Fahrzeug] 7 6 5 4 3 8 2 1 0 1977 1993 1996 2001
Entwicklungsschritte der Getriebeentwicklung automatisiertes Handschaltgetriebe mit Start/Stopp Funktion (3l Lupo) Direktschaltgeriebe als Ersatz für konventionelle Automatikgetriebe zur Reduzierung des Kraftstoffmehrverbrauchs stufenlose CVT Getriebe Starter Schwungrad Generatorsystem (1l Auto) 9
Der dieselmotorische Verbrennungsprozeß Einfluss des Kraftstoffes auf den Verbrennungsprozess Luft und Strömungsqualität Anzahl/Anordnung Ventile Steuerzeiten/Liefergrad Restgas und EGR Einströmen/Drall Kompression/Innenströmung Tumble Quetschströmung Turbulenz/3D Strömungsfeld Viskosität Viskosität, Oberflächenspannung Dichte, Brennwert Einspritzdruck Einspritzverlauf Düseninnenströmung Strahlausbreitung Strahlgeschwindigkeit Tröpfchenstromdichte Tröpfchendurchmesser Eindringtiefe Kraftstoffmenge 10 09 2004 10 Volkswagen marine Viskosität Flüchtigkeit, Siedekurve Cetanzahl, stoffliche Zusammensetzung, Brennwert Strahlauflösung Wandeinfluss Verdampfung zündfähiges Gemisch Vorreaktionen Zündverzug/Selbstzündung vorgemischte Verbrennung Diffusionsverbrennung Flammenausbreitung
Änderung der (Roh ) Emission durch Kraftstoffvariation (alle Kraftstoffe am selben motorischen System) EU III Biodiesel hat einenvorteil Partikel [g/km] Vorteil eingebüßt EU IV erhältliche Kraftstoffe Basis 10 09 2004 11 Volkswagen marine Biodiesel muss sich weiterentwickeln Zukünftige Kraftstoffe HC+ NOX [g/km] RME
Forderungen an zukünftige Kraftstoffe sichere Versorgung gesamtwirtschaftlich tragbar Berücksichtigung von Umwelt und Klimaschutz 10 09 2004 12 Volkswagen marine Kein singulärer Energieträger kann diese Forderungen alleine erfüllen
SynFuels aus fossilen Quellen (Benzin/Diesel) Anwendungsvorteile wie heutige Kraftstoffe Potential für weitere Verbrauchsminderungen wirtschaftliche Herstellung aus Erdgas möglich Diversifikation der Primärenergie möglich bestehende Infrastruktur nutzbar 10 09 2004 13 Volkswagen marine y endliche Verfügbarkeit bei fossilem Ursprung begrenztes Minderungspotential für Treibhauseffekt Reformierung für Brennstoffzellen notwendig Kurz bis mittelfristige Lösung
Synthetische Kraftstoffe Biomasse CO 2 aus Kraftwerk oder Industrie H 2 aus regenerativer Quelle Synthese Gas (H 2, CO 2, CO) Synfuel Synthese Konvertierung Reinigung 10 09 2004 14 Volkswagen marine Benzin Diesel Kompression Verflüssigung H 2 Kraftstoff
SunFuels aus regen. Quellen (Benzin/Diesel) Anwendungsvorteile wie heutige Kraftstoffe Chance für neue optimierte Brennverfahren weitreichende Verfügbarkeit durch regenerative Energiepfade erweitertes Minderungspotential für Treibhauseffekt (CO 2 neutral) bestehende Infrastruktur nutzbar 10 09 2004 15 Volkswagen marine y deutliche Kostennachteile gegenüber heutiger Kraftstoffherstellung Reformierung für Brennstoffzellen notwendig mittelfristige Lösung
VW Kraftstoffstrategie Kraftstoffevolution: SynFuel erdgasbasiert SunFuel regenerativ Wasserstoff regenerativ 10 09 2004 16 Volkswagen marine Diesel/Otto Kraftstoff Erdölbasiert RME