Motoren - Vergangenheit, Gegenwart, Zukunft Motorok múlt, jelen, jövő Tumpek, Barna Technische Entwicklung AHM

Átírás

1 Motoren - Vergangenheit, Gegenwart, Zukunft Motorok múlt, jelen, jövő Tumpek, Barna Technische Entwicklung AHM

2 Motoren - Vergangenheit, Gegenwart, Zukunft Inhalt Vergangenheit (Múlt) 1. Bevezetés Gegenwart (Jelen) 2. Diesel-Motorok 3. Otto-Motorok Zukunft (Jövő) 4. Globalális trendek és kihívások 5. Volkswagen aggregát- és üzemanyag stratégiája 6. Összefoglalás 2 Tumpek Barna, G/GE,

3 Motoren - Vergangenheit, Gegenwart, Zukunft Inhalt Vergangenheit (Múlt) 1. Bevezetés 1.1 Gőzgéptől a belsőégésű motorig 1.2 Belsőégésű motorok alkalmazási területei 1.3 A belsőégésű motor fő komponensei 3 Tumpek Barna, G/GE,

4 1. Bevezetés 1.1 Gőzgéptől a belsőégésű motorig A nehéz kezdet: Locomotive Act (England) törvény az autók ellen - v max = 6km/h + piros zászló 4 Tumpek Barna, G/GE,

5 1. Bevezetés 1.1 Gőzgéptől a belsőégésű motorig Munkadiagramm 1876-ból 1867 N.A. Otto: Arany érem a Párizsi Világkiállításon (η 10 %) 5 Tumpek Barna, G/GE,

6 1. Bevezetés 1.1 Gőzgéptől a belsőégésű motorig R. Diesel, 1878 Münchener Polytechnikum: Untersuchen, ob diese Isotherme sich in der Praxis verwirklichen läßt. (η=26 %!) 6 Tumpek Barna, G/GE,

7 1. Bevezetés 1.1 Gőzgéptől a belsőégésű motorig Gottlieb Daimler und Carl Benz Petroleum-Reitwagen mit 0,5 PS Patent-Motorwagen mit 0,88 PS 7 Tumpek Barna, G/GE,

8 1. Bevezetés 1.1 Gőzgéptől a belsőégésű motorig Magyar hozzájárulás a hatásfok emeléséhez: Bánki és Csonka porlasztója (1893) 8 Tumpek Barna, G/GE,

9 1. Bevezetés 1.1 Gőzgéptől a belsőégésű motorig Henry Ford T modell Galamb József Sorozatgyártás T-Modell és Fordson traktor 9 Tumpek Barna, G/GE,

10 1. Bevezetés 1.1 Gőzgéptől a belsőégésű motorig Die weltweite Nachfrage nach Kraftfahrzeugen Az autók iránti kereslet wird 1 sosem Millionfogja nicht meghaladni überschreiten az 1 milliót allein schon aus Mangel an verfügbaren már a képzett Chauffeuren. sofőrök hiánya miatt sem. Gottlieb Daimler, 1901 A 2010-ben világszerte eladott személyés könnyűhaszonjárművek száma: 57,3 Mio. 10 Tumpek Barna, G/GE,

11 1. Bevezetés 1.2 Belsőégésű motorok alkalmazási területei Az utcai közlekedésben: - személyautók - teherforgalom - tömegközlekedés 11 Tumpek Barna, G/GE,

12 1. Bevezetés 1.2 Belsőégésű motorok alkalmazási területei Egyéb alkalmazások 12 Tumpek Barna, G/GE,

13 1. Bevezetés 1.2 Belsőégésű motorok alkalmazási területei Stabil motorok: - áramtermelés - sürített levegő - szivattyú - hő- és áramtermelés Tumpek Barna, G/GE,

14 1. Bevezetés 1.2 Belsőégésű motorok alkalmazási területei Kis motorok: - fűnyíró - modellezés Tumpek Barna, G/GE,

15 1. Bevezetés 1.3 A belsőégésű motor fő komponensei Főtengely Kurbelwelle Hajtórúd Pleuel Forgattyúsház ZKG Vezérműtengely Nockenwelle Otto und Diesel Motoren Hauptkomponenten Hengerfej Zylinderkopf Dugattyú Kolben 15 Tumpek Barna, G/GE,

16 1. Bevezetés 1.3 A belsőégésű motor fő komponensei Forgattyúsház feladatai: - hengerpalást - olajellátás/kenés/hűtés - főtengelycsapágyazás/ erőátvitel 16 Tumpek Barna, G/GE,

17 1. Bevezetés 1.3 A belsőégésű motor fő komponensei Főtengely feladatai: - hajtókar megvezetése - erő átvitele - Kiegyenlített motorfutás - kenés/ olajellátás 17 Tumpek Barna, G/GE,

18 1. Bevezetés 1.3 A belsőégésű motor fő komponensei Dugattyú, gyűrűk, csapszeg feladatai: - égéstér tömítése - az erő átvitele a hajtókarra - hőelvezetés 18 Tumpek Barna, G/GE,

19 1. Bevezetés 1.3 A belsőégésű motor fő komponensei Hajtókar (töréses technológia) feladatai: - Csapszeg olajellátása - Erő átvitele a főtengelyre 19 Tumpek Barna, G/GE,

20 1. Bevezetés 1.3 A belsőégésű motor fő komponensei Szelepek feladatai: - töltetcsere vezérlése - égéstér tömítése 20 Tumpek Barna, G/GE,

21 1. Bevezetés 1.3 A belsőégésű motor fő komponensei Vezérműtengely, vezérműtengely állító feladatai: - szelepek mozgatása - vezérlési idők állítása Beispiel: Audi 5-Ventiltechnik V8 4,2l 21 Tumpek Barna, G/GE,

22 1. Bevezetés 1.3 A belsőégésű motor fő komponensei Szívó oldali berendezések: - szívócső / töltőlevegőhűtő - üzemanyag befecskendező - Vezérlés szíj- / lánchajtása - hűtővíz- és levegőcsövek 22 Tumpek Barna, G/GE,

23 1. Bevezetés 1.3 A belsőégésű motor fő komponensei Kipufogó oldali berendezések: - Kipufogó csonk - Feltöltő (turbo/kompresszor) - Kipufogógáz visszavezetés 23 Tumpek Barna, G/GE,

25 Motoren - Vergangenheit, Gegenwart, Zukunft Inhalt Gegenwart (Jelen) 2. Diesel-Motorok 2.1 A közvetlen befecskendezésű Diesel-motorok története 2.2 Befecskendező rendszerek összehasonlítása 2.3 Az Audi-TDI-Motorok felépítése és komponensei 2.4 Kitekintés 25 Tumpek Barna, G/GE,

26 2. Diesel-Motorok 2.1 A közvetlen befecskendezésű Diesel-motorok története 26 Tumpek Barna, G/GE,

27 2. Diesel-Motorok 2.1 A közvetlen befecskendezésű Diesel-motorok története Diesel befecskendezés Örvény kamra közvetett Elő kamra közvetlen Elosztó-adagoló Common Rail / közös nyomócsöves Pumpe Düse (PD, UIS) 27 Tumpek Barna, G/GE, A közvetlen befecskendezés fogyasztási előnye: > 15 %

28 2. Diesel-Motorok 2.1 A közvetlen befecskendezésű Diesel-motorok története Diesel sikertörténete: eleinte: a diesel hangos, lusta és füstöl mint a gyárkémény ma: erősödő elfogadottság és siker 28 Tumpek Barna, G/GE,

29 2. Diesel-Motorok 2.1 A közvetlen befecskendezésű Diesel-motorok története Turbo Diesel Direct Injection - A közvetlen befecskezős diesel a haszonjárműveknél régóta elterjedt - Ölkrise in den 70-er Jahren: verstärkte Anstrengungen für PKW Premier 1989: 5-Zylinder TDI az Audi-tól 85kW (115 PS) 265Nm 2010: V6 3,0L TDI az AUDI-tól 180 kw (245 PS) 550 Nm Euro V kipufogógáz norma Tumpek Barna, G/GE,

30 2. Diesel-Motorok 2.1 A közvetlen befecskendezésű Diesel-motorok története Az Audi járműgyártása megoszlás Otto / Diesel Otto-Anteil; 65% Diesel-Anteil; 35% Otto-Anteil; 45% Diesel-Anteil; 55% 30 Tumpek Barna, G/GE,

31 2. Diesel-Motorok 2.2 Befecskendező rendszerek összehasonlítása Diesel előnye az Otto-val szemben magas hatásfok => takarékos magas effektív középnyomás => magas specifikus nyomaték Diesel hátránya az Otto-val szemben nagyobb súly lassú égés => korlátozott max. fordulatszám (max. ca /min) alacsonyabb specifikus teljesítmény TDI 31 Tumpek Barna, G/GE, Nagyobb teljesítmény érhető el fordulatszám emelésével (a nyomaték megőrzése mellett) vagy nyomaték emelésével (a fordulatszám változatlansága mellett) Dieselmotorok fordulatszáma korlátozott a teljesítmény emelése csak a nyomaték emelésével érhető el Otto

32 2. Diesel-Motorok 2.2 Befecskendező rendszerek összehasonlítása Pilot befecskedezés Felfekvési felületek mm Common Rail PDTDI Verteilerpumpe Kompresszió ütem Munka ütem Pilot-befecskendezéssel a dugattyú átterhelés-váltása csendesebb, mert ez még jóval a felső holtpont előtt megtörténik (FHP) Ohne Pilot Mit Pilot 10 0 Csendes működés Pilot befecskendezéssel Tisztább üzem Pilot befecskendezéssel 90,2dB 87,5dB 32 Tumpek Barna, G/GE,

33 2. Diesel-Motorok 2.3 Az Audi-TDI-Motorok felépítése és komponensei A modern Diesel-motorok ismérvei: DI-Verfahren mit optimierter Kolbenmulde Direkt-befecskendezéses eljárás (CR vagy PD) 4V-Technik mit variabler Drallsteuerung 4 szelepes hengerfej nagy perdületi jellemzővel Aufladung und Ladeluftkühlung Turbófeltöltés és töltőlevegő-visszahűtés Hochdruck-Einspritzung Nagynyomású befecskendezés Voreinspritzung Elő Pilot befecskendezés Elektronisches Motormanagement Elektronikus motorvezérlés Thermomanagement 33 Tumpek Barna, G/GE, Hengerfej és a blokk hűtése egymástól elválasztva

34 2. Diesel-Motorok 2.3 Az Audi-TDI-Motorok felépítése és komponensei Common Rail System: Nyomásszabályzó szelep Magas nyomású üzemanyagpumpa Csőnyomás-szenzor Közös cső (common-rail) Piezo injektor Piezo magasnyomású befecskendezés bar 34 Tumpek Barna, G/GE,

35 2. Diesel-Motorok 2.3 Az Audi-TDI-Motorok felépítése és komponensei Common-Rail Piezo-Injektor: 10 db Effektiver Bereich piezo Solenoid - Csendes működés - Gyors reakció - Precíz adagolás Piezo elem Szelep 35 Tumpek Barna, G/GE, Injektor csúcs: Elektronikusan szabadon 8-lyukú-porlasztócsúcs vezérelhető nyitási idők 0,124 mm lyukkeresztmetszettel

36 2. Diesel-Motorok 2.3 Az Audi-TDI-Motorok felépítése és komponensei Hengerenként négy szelep, szívás perdület képzéssel /min zárt /min 50% > /min 100% nyitott Cél: Lehető legjobb keverékképzés alacsony fordulaton Lehető legjobb hengertöltés magas fordulaton 36 Tumpek Barna, G/GE,

37 2. Diesel-Motorok 2.3 Az Audi-TDI-Motorok felépítése és komponensei Turbofeltöltés kipufogógázvisszavezetéssel: Turbofeltöltő Hűtőmodul a kipufogógáz visszavezetéshez 37 Tumpek Barna, G/GE,

38 2. Diesel-Motorok 2.3 Az Audi-TDI-Motorok felépítése és komponensei Diesel személygépkocsik kipufogógázainak korlátozása 38 Tumpek Barna, G/GE,

39 2. Diesel-Motorok 2.3 Az Audi-TDI-Motorok felépítése és komponensei Kipufogó gázok keletkezése különböző üzemi körülmények között Ma jellemző égési folyamatok NOx-képződés Korom Céltartomány 39 Tumpek Barna, G/GE,

40 2. Diesel-Motorok 2.3 Az Audi-TDI-Motorok felépítése és komponensei Példa a Diesel-személygépkocsik károsanyag kibocsátása csökkentésére 40 Tumpek Barna, G/GE,

41 2. Diesel-Motorok 2.3 Az Audi-TDI-Motorok felépítése és komponensei Elektronikus motorvezérlés 41 Tumpek Barna, G/GE,

42 2. Diesel-Motorok 2.3 Az Audi-TDI-Motorok felépítése és komponensei Thermomanagement: Hengerfej hűtőkör Forgattyúsház hűtőkör 42 Tumpek Barna, G/GE, Hidegindításkor: Forgattyúsház hűtőköre áll; cél a gyors felmelegedés, súrlódás csökkentése Meleg állapotban: Forgattyúsház hűtőköre is működik, cél a hengerfej hőmérsékletének maximális mérséklése, emisszió javítása

43 2. Diesel-Motorok 2.4 Kitekintés CR leváltja a PD-t Multi - Injection Fogyasztás és az emisszió csökkentése Szegénykeverék Részecskeszűrő SCR-Kat (De-NOx) Kipufogógázok eliminálása Turbolyuk megszüntetése Register-feltöltés Középnyomás emelése Zajok és rezgések csökkentése a hidegindításkor Magasabb specifikus teljesítmény Komfort 43 Tumpek Barna, G/GE,

45 Motoren - Vergangenheit, Gegenwart, Zukunft Inhalt Gegenwart (Jelen) 2. Diesel-Motorok 3. Otto-Motorok 3.1 FSI vs. MPI technológia 3.2 V-motor család 3.3 Otto turbó motorok az AUDI-nál: T-MPI TFSI 3.5 Kitekintés 45 Tumpek Barna, G/GE,

46 3. Otto-Motorok 3.1 FSI vs. MPI technológia Fuel Stratified Injection vs. Multi Point Injection 46 Tumpek Barna, G/GE,

47 3. Otto-Motorok 3.1 FSI vs. MPI technológia Otto-motorok keverékképzése Porlasztó Befecskendező Központi befecsk. Több pontos befecsk. FSI Fuel Stratified Injection (Közvetlen befecskendezés) MPI Multi Point Injection (Szívócső befecskendezés) 47 Tumpek Barna, G/GE,

48 3. Otto-Motorok 3.1 FSI vs. MPI technológia FSI Fuel Stratified Injection (rétegzett közvetlen befecskendezés) MPI Multi Point Injection (több pontos szívócső befecskendezés) 48 Tumpek Barna, G/GE,

49 3. Otto-Motorok 3.1 FSI vs. MPI technológia Az FSI előnyei és hátrányai az MPI-vel szemben Elégetlen üzemanyag Égési folyamat lefutása Mechanikai veszteségek Hőleadási folyamatok Sűrítési viszony Gázreakció Töltetcsere FSI Quelle: Dr. Hohenberg, "Analyse der Gemischbildung und Verbrennung am DI-Ottomotor" 49 Tumpek Barna, G/GE,

50 3. Otto-Motorok 3.1 FSI vs. MPI technológia Rétegzett töltés részterhelés mellett Cél: takarékos és egyidejűleg erős motorok Effektiv Középnyomás (bar) (magas teljesítmény) homogen l<1 8 homogen l=1 6 4 Homogen l>1 2 Rétegzett töltés (takarékosság) Fordulatszám (1/min) 50 Tumpek Barna, G/GE,

51 3. Otto-Motorok 3.1 FSI vs. MPI technológia Kipufogógáz kezelése rétegzett töltésű közvetlen befecskendezés esetén: 51 Tumpek Barna, G/GE,

52 3. Otto-Motorok 3.1 FSI vs. MPI technológia 2.0l FSI Motor 2 liter 150PS 200Nm Fogyasztás: 6,5 l /100km 52 Tumpek Barna, G/GE,

53 3. Otto-Motorok 3.2 V-motor család Technikai különlegességek: Kihívások: Karosszéria nagyobb Motortér kisebb 53 Tumpek Barna, G/GE, A minőségre és a hosszú élettartamra mindenek előtt kell oda figyelni, hiszen egy esetleges javítás igen költséges és időigényes volna.

54 3. Otto-Motorok 3.2 V-motor család Technikai különlegességek: Haladási irány Beépítési méretek: Audi V8-4,2-5V Láncos vezérlésű motor Audi V8-4,2-5V Szíjas vezérlésű motor Versenytárs V8 motorja 192 mm mm 516 mm ca. 656 mm 54 Tumpek Barna, G/GE,

55 3. Otto-Motorok 3.2 V-motor család Technikai különlegességek: V8-Diesel V6-Diesel COP Trieb A COP Trieb D COP Otto COP TDI Systemgleich Zahnradtrieb V8 Otto / TDI Építőelem- alapelv a vezérlésben V8-Otto V6-Otto 55 Tumpek Barna, G/GE,

56 3. Otto-Motorok 3.2 V-motor család Technikai különlegességek: Épített vezérműtengely Keményített bütyök Cső Hengerfejcsavarok 56 Tumpek Barna, G/GE,

57 3. Otto-Motorok 3.2 V-motor család Technikai különlegesség: Alacsony fordulaton hosszú szívócső Változtatható szívócsőhossz Magas fordulaton rövid szívócső 57 Tumpek Barna, G/GE,

58 3. Otto-Motorok 3.3 Otto turbó motorok az AUDI-nál: T-MPI TFSI A feltöltés célja az Otto-motorokban: Teljesítmény növelése Nyomaték növelése Fogyasztás csökkentése Motor méretének csökkentése 1978: első Otto-Turbo 5 henger 2V; 125kW 58 Tumpek Barna, G/GE,

59 3. Otto-Motorok 3.3 Otto turbó motorok az AUDI-nál: T-MPI TFSI AUDI Turbomotorok 1979 óta a jövőben az Otto-motorok ca. 100%-a feltöltéssel R5 2.1l 265 Nm / 125 kw Audi 200 R5 2.1l 285 Nm / 147 kw Audi quattro R5 (4V) 2.1l 330 Nm / 221 kw Audi quattro Sport R5 (4V) 2.2l 400 Nm / 232 kw Audi RS2 R4 1.8l TMPI 210 Nm / 110 kw 280 Nm / 165 kw Audi A3 / A4 / A6 V6 2.7l 440 Nm / 280 kw Audi RS4 R4 2.0l TFSI Nm / kw Audi A3 / A4 / A6 R4 2.0l TFSI AVS 350 Nm / 155 kw Audi A3/A4/TT R5 (4V) 2.2l 350 Nm / 169 kw Audi S2 (200) V6 2.7l 400 Nm / 195 kw Audi S4 V8 4.2l 650 Nm / 331 kw Audi RS6 V10 5.0l TFSI 650 Nm / 426 kw Audi RS6 V6 3.0l TFSI 440 Nm / 245 kw Audi S4/A6/Q7 R5 2.5l TFSI 450 Nm / 250 kw Audi TTRS Töltőlevegőhűtő első bevetése 100kW/l első Audi Otto turbo motor 4V hengerfej 5V-hengerfej integrált Wastgate Első Otto turbo FSI-technológiával 59 Tumpek Barna, G/GE,

60 3. Otto-Motorok 3.3 Otto turbó motorok az AUDI-nál: T-MPI TFSI 1980: Ur-Quattro, 134 kw / 260 Nm - Turbo feltöltés MPI - Quattro összkerékhajtás 2006: Audi A3 147 kw / 280 Nm - Turbo feltöltés TFSI - Quattro összkerékhajtás Tumpek Barna, G/GE, Drehmoment [Nm] ,0l 4V T-FSI 147 kw / 280 Nm 20 1,8l 5V T-MPI 132 kw / 235 Nm Motordrehzahl [1/min] Motorleistung [kw]

61 3. Otto-Motorok 3.3 Otto turbó motorok az AUDI-nál: T-MPI TFSI AUDI Turbo motorok: specifikus teljesítmény alakulása 120 R4 TFSI im S3 spezifische Leistung [kw/l] R5 Turbo R4 5V Turbo 20 V6 5V BiTurbo R4 TFSI Gen. 1 V8 5V BiTurbo R5 Turbo kw 2004 R4 2,0l 4V TFSI kw 1994 R4 5V Turbo kw 2006 R4 2,0l 4V TFSI 195 kw im S V6 BiTurbo kw 2007 R4 1,8l 4V TFSI 118 kw 2001 V8 BiTurbo 61 Tumpek Barna, G/GE, kw

62 3. Otto-Motorok 3.3 Otto turbó motorok az AUDI-nál: T-MPI TFSI AUDI Turbo motorok: specifikus nyomaték alakulása spezifisches Drehmoment [Nm/L] R5 Turbo kw 2004 R4 2,0l 4V TFSI kw 1994 R4 5V Turbo kw 1997 V6 BiTurbo 2001 V8 BiTurbo 62 Tumpek Barna, G/GE, kw 331 kw R5 Turbo 2006 R4 2,0l 4V TFSI 2007 R4 1,8l 4V TFSI R4 5V Turbo V6 5V BiTurbo R4 TFSI Gen. 1 V8 5V BiTurbo 195 kw im S3 118 kw R4 TFSI im S3

63 3. Otto-Motorok 3.3 Otto turbó motorok az AUDI-nál: T-MPI TFSI AUDI Turbo motorok: specifikus nyomaték alakulása /min fordulatnál 200 R5 Turbo R4 5V Turbo 180 V6 5V BiTurbo R4 TFSI Gen. 1 spez. Drehmoment bei 1500 rpm [Nm/L] R5 Turbo kw 2004 R4 2,0l 4V TFSI kw 1994 R4 5V Turbo kw 1997 V6 BiTurbo 2001 V8 BiTurbo 63 Tumpek Barna, G/GE, V8 5V BiTurbo kw 331 kw 2006 R4 2,0l 4V TFSI 2007 R4 1,8l 4V TFSI 195 kw im S3 118 kw R4 1,8 TFSI 118 kw

64 3. Otto-Motorok 3.3 Otto turbó motorok az AUDI-nál: T-MPI TFSI AUDI Turbo motorok: 1. és 2. generációs TFSI motorok összehasonlítása 1. Gen. R4 2,0L 147 kw 2. Gen. R4 1,8L 118 kw 64 Tumpek Barna, G/GE, Kiegyenlítőtengely a főtengely alatt Kiegyenlítőtengely a forgattyúsházba integrálva

65 3. Otto-Motorok 3.3 Otto turbó motorok az AUDI-nál: T-MPI TFSI Effektiv középnyomás: TFSI és TMPI összehasonlítása Töltetcsere és égési folyamat optimálása P me [bar] TFSI ,8l 4V TFSI 118 kw 2,0l 4V TFSI 147 kw 1,8l 5V TMPI 110 kw Tumpek Barna, G/GE, Drehzahl [1/min]

66 3. Otto-Motorok 3.3 Otto turbó motorok az AUDI-nál: T-MPI TFSI Effektiv középnyomás felépülése: TFSI és TMPI összehasonlítása 20 1,6 s 18 1,2 s 16 Effektiver Mitteldruck [bar] Tumpek Barna, G/GE, Zeit [s] Deutliche Verbesserung des dynamischen Verhaltens 1,8l 4V TFSI 118 kw 2,0l 4V TFSI 147 kw 1,8l 5V TMPI 110 kw

67 3. Otto-Motorok 3.3 Otto turbó motorok az AUDI-nál: T-MPI TFSI Nyomatékgörbék: 1.8 TMPI - (2001) 2.0 TFSI - (2004) 2.0 TFSI - Audi valvelift system (2008) 67 Tumpek Barna, G/GE,

68 3. Otto-Motorok 3.4 Kitekintés Motorgenerációk fogyasztásának alakulása 11 MVEG-fogyasztás [l/100km] Premium Fahrzeuge A4-Klasse 1.8 T 2.0 TFSI 2.0 TFSI 1.8 TFSI V6/R6 R4/R5 aufgel. Gen TFSI mittleres Radmoment ( rpm) im 6. Gang 68 Tumpek Barna, G/GE,

69 3. Otto-Motorok 3.4 Kitekintés Technológiai fejlesztések R4 TFSI Gen. 2 motornál Technologie Gen.1 Alapmotor: 4V himbás hengerfej kiegyenlítő tengely a forgattyúsházban szerkezet optimálása Égési folyamat Közvetlen befecskendezés TFSI Csappantyúk a szívócsőben Többszöri befecskendezés Feltöltés: Kipufogócsonkkal integrált turbofeltöltő, áramlásoptimált Optimalizált turbinakerék Töltetcsere optimalizálás (1,8L) Technologie Gen. 2 Alapmotor: Súrlódás optimalizálás - változó olajpumpa terhelés, Égési folyamat Több lyukú befecskendező optimalizált változtatható töltetmozgások Feltöltés: Benchmark-turbófeltöltő - optimalizált sűrítő és turbina oldal Optimalizált, változtatható töltetcsere 1,8 L : umgesetzt bei R4-1,8L-118 kw, Markteinführung Tumpek Barna, G/GE,

70 3. Otto-Motorok 3.4 Kitekintés OTTO- és DIESEL-motorok fejlődése B-Klasse Fahrzeug mit PS Motorisierung rel. Verbauch [%] rel.fahrleistung [%] T TFSI Gen1 TFSI Gen Jahr TFSI Gen Otto Diesel 2.3 Sauger 1.8T Jahr TFSI Gen1 Fahrzeuge: ~1400kg Tumpek Barna, G/GE,

72 4. Kitekintés - Globális trendek és kihívások A világszerte terjedő mobilitás következményei Globális kihívások Emelkedő károsanyagkibocsátás Erősödő üvegházhatás Véges fosszilis energiahordozók Közlekedés összeomlása a nagyvárosokban A fejlődő országok számára is elérhető mobilitás Világszerte drasztikusan szigorodó kibocsátási előírások Világszerte CO2-határértékek Emelkedő nyersolaj ár Belvárosok közlekedése korlátozása Olcsó járművek Keretfeltételek Konzern Entwicklung Aggregate, VW AG Wolfgang Hatz 72 Tumpek Barna, G/GE,

73 Globale Trends und Rahmenbedingungen Konsequenzen der weltweit wachsenden Mobilität 4. Kitekintés - Globális trendek és kihívások A világszerte terjedő mobilitás következményei Globális kihívások Keretfeltételek Emelkedő károsanyagkibocsátás Világszerte drasztikusan szigorodó kibocsátási előírások NAR (USA) Europa Japan Emissionen: ZEV-Regulierung (Cal LEV II) CO 2 /Verbrauch: CAFE (US-Bund) Incentives für FFV GHG (Cal + Anwenderstaaten): Verschärfung auf Niveau ACEA 140 g/km CO 2 LAM (Brasilien) & SA Emissionen: PL4/PL5 (ab 2009 auf EURO- 3-Niveau) Diesel für Pkw verboten (Ausnahmen für bestimmte SUVs) Emissionen: Euro 6 (Herausforderung Diesel) CO 2 /Verbrauch: CO 2 -Regulierung EU-Flotte China Emissionen: Ab 2010 landesweit EURO 4 äquivalente Vorgaben (u.a. in Shanghai u. Peking schon ab 2008) Herausforderung Kraftstoffqual. Verbrauch: Standards in Gewichtsklassen (Verschärfung ab 2008) Emissionen: TRIAS-Emissionsrichtlinie Dieselstandards (vergleichbar mit Euro 6) CO 2 /Verbrauch: Top-Runner verkaufs- und gewichtsklassenbezogene Zielwerte, orientiert an den Klassenbesten RdW (Indien, Russland) Emissionen: Indien: Vergleichbar mit EURO 2 und EURO 3 (EURO 4 für Großstädte ab 4/2010) Herausforderung Kraftstoffqual. Russland: Direkte Umsetzung EURO 4 ab 2009 Quelle: Behörden und Vorschriften EAM/2, fettgedruckt = bedeutendste Vorgaben 73 Tumpek Barna, G/GE,

74 4. Kitekintés - Globális trendek és kihívások A világszerte terjedő mobilitás következményei Globális kihívások Keretfeltételek Erősödő üvegházhatás am Bsp. Europa Világszerte CO2-határértékek Einmalige Steuer Jährliche Steuer CO 2 Verbrauch CO 2 CO 2 CO 2 CO 2 CO CO 2 CO 2 2 CO 2 CO 2 CO 2 Verbrauch CO2 Belgien Hubraum, Leistung, CO 2 Hubraum, CO 2 Dänemark Kaufpreis Verbrauch Deutschland --- Hubraum, CO 2 Frankreich Leistung, CO 2 CO 2 Italien CO 2, Verschrottungsprämie Leistung, Emissionen Luxemburg --- Hubraum, CO 2 Niederlande CO 2, Verbrauch Leergewicht Österreich Verbrauch Leistung Portugal Hubraum, CO 2 Hubraum Schweden --- Leergewicht, CO 2 Spanien CO 2 Hubraum/Zylinder Ungarn CO 2 Gewicht UK --- CO 2, Kaufpreis Zypern Hubraum, CO 2 Hubraum, CO 2 Norwegen Leistung, Gewicht, CO Konzern Entwicklung Aggregate, VW AG 74 Tumpek Barna, G/GE, CO 2 Wolfgang Hatz

75 4. Kitekintés - Globális trendek és kihívások A világszerte terjedő mobilitás következményei Globális kihívások Véges fosszilis energiahordozók Keretfeltételek Emelkedő nyersolaj ár??? Tumpek Barna, G/GE,

76 4. Kitekintés - Globális trendek és kihívások A világszerte terjedő mobilitás következményei Globális kihívások Keretfeltételek Közlekedés összeomlása a nagyvárosokban Belvárosok közlekedése korlátozása 76 Tumpek Barna, G/GE,

77 4. Kitekintés - Globális trendek és kihívások A világszerte terjedő mobilitás következményei Globális kihívások Keretfeltételek Közlekedés összeomlása a nagyvárosokban Belvárosok közlekedése korlátozása 77 Tumpek Barna, G/GE,

78 4. Kitekintés - Globális trendek és kihívások A világszerte terjedő mobilitás következményei Globális kihívások Keretfeltételek Közlekedés összeomlása a nagyvárosokban Belvárosok közlekedése korlátozása Los Angeles (13 Mio.) Mexico City (22 Mio.) Quelle: UNPD 1999, 2003 New York (20 Mio.) Istanbul (14 Mio.) Kairo (14 Mio.) Lagos (21 Mio.) Sao Paulo (21 Mio.) Buenos Aires (15 Mio.) Moskau (11 Mio.) Paris (10 Mio.) Rio de Janeiro (13 Mio.) Delhi (25 Mio.) Karatchi (19 Mio.) Hyderabat (12 Mio.) Mumbay (25 Mio.) Kalkutta (18 Mio.) Dhaka (22 Mio.) Bangkok (12 Mio.) Jakarta (20 Mio.) Tokio (37 Mio.) Osaka (12 Mio.) Beijing (11 Mio.) Tianjin (11 Mio.) Shanghai (13 Mio.) Manila (14 Mio.) * Mega Cityies = Cities with more than 10 Mio. inhabitants in 2020, counted with agglomerations 78 Tumpek Barna, G/GE,

80 5. Kitekintés Volkswagen aggregát- és üzemanyag stratégiája Lehetséges energiaforrások Véges energiaforrások Megújuló energiaforrások Kőolaj, Földgáz, Szén Atomenergia Víz, Szél, Nap Biomassza Methanol Synthese Elektromos energia előállítása Hidrogén előállítása Synthese Benzin, Diesel CNG, LNG Methanol H2 CH / LH Akkumulátor Bioüzemanyag Methanol Konverter Tüzelőanyag cella Belsőégésű motor Hybrid-system Elektromotor 80 Tumpek Barna, G/GE,

81 5. Kitekintés Volkswagen aggregát- és üzemanyag stratégiája Electricity blue-e-motion e-tron Renewable twindrive SunFuel Hybrid BlueMotion Natural Gas Crude Oil CNG LPG Diesel Benzin TSI / TFSI TDI DSG 81 Tumpek Barna, G/GE,

82 5. Kitekintés Volkswagen aggregát- és üzemanyag stratégiája Alternativ üzemanyagok kínálata CNG LPG FlexFuel / E85 / E100 Biodiesel 82 Tumpek Barna, G/GE,

83 5. Kitekintés Volkswagen aggregát- és üzemanyag stratégiája Különböző biogén üzemanyagok jellemzői Első Generáció Biodiesel (repce) Etanol (búza, cukorrépa) Második Generáció SunFuel (Biomassza to Liquid) Cellulóz etanol magas CO 2 csökkentő hatás az élelmezés szempontjából semleges magas termésátlag Konzern Entwicklung Aggregate, VW AG Wolfgang Hatz 83 Tumpek Barna, G/GE,

84 5. Kitekintés Volkswagen aggregát- és üzemanyag stratégiája CO2-Reduktionspotential ausgesuchter Biokraftstoffe hagyományos Bio-üzemanyag jövőbeni Bio-üzemanyag Source: JRC/EUCAR/CONCAWE CO 2 -Reduktionspotential WTW [%] Ethanol (cukorrépa) 84 Tumpek Barna, G/GE, Biodiesel (repce) HVO Vegetable Oil Biogas Ethanol (Stroh) BtL (növényi hulladék)

86 Kitekintés Volkswagen aggregát- és üzemanyag stratégiája Jövőbe mutató motor-/ váltókoncepciók Konzern Entwicklung Aggregate, VW AG, Wolfgang Hatz Tumpek Barna, G/GE,

87 5. Kitekintés Volkswagen aggregát- és üzemanyag stratégiája Jövőbe mutató motor-/ váltókoncepciók Volkswagen takarékos modellek Source: EA-CO 2 office, status March 31 st Modelle 100 Modelle 184 Modelle 100 g CO 2 /km 120 g CO 2 /km 130 g CO 2 /km 184 Modelle 130 g CO 2 /km 87 Tumpek Barna, G/GE,

88 5. Kitekintés Volkswagen aggregát- és üzemanyag stratégiája Megvalósítás takarékos modellek BlueMotion Effizienz-Modelle Ecomotive Konzern Entwicklung Aggregate, VW AG GreenLine Wolfgang Hatz 88 Tumpek Barna, G/GE,

89 Aufsichtsratssitzung Mai Kitekintés Volkswagen aggregát- és üzemanyag stratégiája CO2 kibocsátás alakulása az A3 modell példáján R4 Otto DQ MJ07 A3 MJ09 A3PA MJ10/11 A3PA 183g/km 159g/km 123g/km -13% -23% (1.6MPI / 75kW) (1.6MPI / 75kW) (1.2TFSI / 77kW) R4 Otto DQ 133g/km (1.4TFSI / 92kW) -7% 124g/km (1.4TFSI / 92kW) R4 Diesel MQ R4 Diesel MQ 129g/km 119g/km 99g/km -8% -17% (1.9TDI / 77kW) (1.9TDI e / 77kW) (1.6TDI 99g / 77kW) 148g/km 134g/km 115g/km -9% -14% (2.0TDI / 103kW) (2.0TDI / 103kW) (2.0TDI / 103kW) 89 Tumpek Barna, G/GE, Quelle: I/EG-34

90 5. Kitekintés Volkswagen aggregát- és üzemanyag stratégiája Újítások a még magasabb hatékonyságért Nagynyomású befecskendezés Audi valvelift system FSI befecskendezés 90 Tumpek Barna, G/GE, Feltöltés Lökettérfogat csökkentés Kettős feltöltés Kipufogógáz kezelés Szabályozott olajkör Könnyű építés Súrlódás csökkentése Kapcsolható mellékberendezések

91 5. Kitekintés Volkswagen aggregát- és üzemanyag stratégiája Audi Valvelifts System 91 Tumpek Barna, G/GE,

92 5. Kitekintés Volkswagen aggregát- és üzemanyag stratégiája Audi Valvelifts System - Nyomatékgörbe 1.8 TMPI - (2001) 2.0 TFSI - (2004) 2.0 TFSI mit Audi valvelift system (2008) Konzern Entwicklung Aggregate, VW AG 92 Tumpek Barna, G/GE, Wolfgang Hatz

93 5. Kitekintés Volkswagen - Verschiedene aggregát- Maßnahmen és üzemanyag stratégiája Fogyasztás csökkenése az Audi Valvelift System által Fogyasztás NEFZ [%] 100% -5% 95% -5% 90% -5% 85% 80% 75% Hagyományos motorok FSI közvetlen befecskendezés Audi valvelift system Súrlódás csökkentés Korszerű motorok Konzern Entwicklung Aggregate, VW AG Wolfgang Hatz 93 Tumpek Barna, G/GE,

94 5. Kitekintés Volkswagen aggregát- és üzemanyag stratégiája Gazdaságosság & vezetési élmény 10.5 NEFZ-Fogyasztás [l/100 km] T (Year 2000) 2.0 TFSI (Year 2004) 2.0 TFSI (Year 2008) 5.5 Konzern Entwicklung Aggregate, VW AG Vezetési élmény" Wolfgang Hatz 94 Tumpek Barna, G/GE,

96 5. Kitekintés Volkswagen aggregát- és üzemanyag stratégiája Belsőégésű motoroktól az elektromosításig Touareg 3.0 l V6 TSI Parallel Hybrid Engine 3.0 l V6 TSI Engine power 245 kw (279 kw) km/h 6.5 sec Highspeed 240 km/h Consumption 8.2 l/100km* Emissions 195 g CO 2 /km* Electric motor Engine power Torque Battery Hydride Capacity Weight Range Transmission Parallel hybrid 34 kw 300 Nm Nickel-Metal- 1.7 kwh 64 kg up to 2 km 8-speed automatic 96 Tumpek Barna, G/GE, * NEDC

97 5. Kitekintés Volkswagen aggregát- és üzemanyag stratégiája Belsőégésű motoroktól az elektromosításig Battery Electric Vehicle Audi e-tron Engine Electric motor Engine power 230 kw Torque 450 Nm km/h 4.8 sec Highspeed 200 km/h Battery Capacity Weight Range Lithium-Ion Battery 42 kwh 470 kg up to 250 km Battery Electric Vehicle Presentation IAA Frankfurt, Sep Tumpek Barna, G/GE,

98 5. Kitekintés Volkswagen aggregát- és üzemanyag stratégiája Belsőégésű motoroktól az elektromosításig VKM VKM µ-/mild- Hybrid Full Hybrid Plug-in Hybrid Range Extender Brennstoffzelle Elektro- Fahrzeu g 98 Tumpek Barna, G/GE,

99 5. Kitekintés Volkswagen aggregát- és üzemanyag stratégiája Belsőégésű motoroktól az elektromosításig VKM µ-/mild- Hybrid Full Hybrid Plug-in Hybrid Range Extender Brennstoffzelle Elektro- Fahrzeug 99 Tumpek Barna, G/GE,

105 5. Kitekintés Volkswagen aggregát- és üzemanyag stratégiája Elektromos autó: több mint csak akkumulátor és elektromotor Fűtés Klima E-fékerő rásegítő Akkumulátor Vezérlő elektronika E-Motor és hajtómű Magasfeszültségű vezetékek Komponensek vezérelt hálózata 105 Tumpek Barna, G/GE,

106 5. Kitekintés Volkswagen aggregát- és üzemanyag stratégiája E-specifikus funkciók Energia management Töltési stratégia Hajtás szabályozás Hőháztartás szabályozása Jármű biztonság Tesztelési koncepciók Felhasználói biztonság Funkcionális biztonság 106 Tumpek Barna, G/GE,

107 5. Kitekintés Volkswagen aggregát- és üzemanyag stratégiája Elektromos és hagyományos járművek hatótávolsága Feltöltés Elektromos autó 150 km hatótávolság Tankolás Robbanómotoros autó km hatótávolság (Golf TDI BlueMotion) 107 Tumpek Barna, G/GE,

108 5. Kitekintés Volkswagen aggregát- és üzemanyag stratégiája Tankolási ill. töltési idők Standard-töltés váltakozó árammal 3,3 kw-nál Elektromos autó 6-8 óra Gyorstöltés egyenárammal 50 kw-nál Elektromos autó 0,5 óra Tankolás Hagyományos autó 2 perc 108 Tumpek Barna, G/GE,

109 5. Kitekintés Volkswagen aggregát- és üzemanyag stratégiája Well-to-Wheel-összehasonlítás az áram forrásának figyelembe vételével Well-to-Wheel CO 2 -Emission Golf TDI BlueMotion (99g CO 2 /km) Diesel 111 g Well-to-Wheel CO 2 -Emission Golf Battery-Electric-Vehicle*, ha az áramot a következő forrásokból állítjuk elő: barnaszén feketeszén fűtőolaj földgáz 6 g 1 g Nuklear 98 g 145 g Megújuló energiaforrásból (szél, nap, víz) 171 g 188 g árammix 3 % 4 % 9 % 28 % 22 % EU % 1 % 2 % 31 % 3 % 15 % <1 % <1 % 81 % szén olaj gáz nukleáris víz szél Egyéb megújuló árammix EU 2007 árammix EU g 71 g árammix China g China 2007 CO 2 -Emissionen/km * Verbrauch: 15,7 kwh/100 km (NEFZ) 109 Tumpek Barna, G/GE,

110 5. Kitekintés Volkswagen aggregát- és üzemanyag stratégiája Energiasűrűség összehasonlítása kwh/kg Akkumulátor vs. Folyékony üzemanyagok manapság ca. 1 : 100! Quelle: EAM 110 Tumpek Barna, G/GE,

111 5. Kitekintés Volkswagen aggregát- és üzemanyag stratégiája Hosszútávú mobilitás Elektrotraktion konventionelle Elektrizität konventionelle Kraftstoffe Verbrennungsmotor CO 2 -neutrale Elektrizität CO 2 -neutrale Kraftstoffe (flüssig, gasförmig) CO 2 -neutrale Mobilität Koexistenz der Antriebstechnologien 111 Tumpek Barna, G/GE,

113 6. Kitekintés - Összefoglalás Hajtási koncepciók a megtenni kívánt út hossza függvényében 113 Tumpek Barna, G/GE,

114 6. Kitekintés - Összefoglalás A mobilitás energiahordozói 114 Tumpek Barna, G/GE,

115 Zusammenfassung und Ausblick 6. Kitekintés - Összefoglalás Kitekintés a következő 10 évre A belsőégésű motorok a jövőben is csaknem 100%-ban a hajtás alapjául szolgálnak A Drive-tanulmány (McKinsey) 2020-ra Európában 3-14 %, Észak-Amerikában 6-30 % közé teszi a Hybrid járművek részarányát A belsőégésű motorok a jövőben is meghatározzák a VW-Konszern járművei CO2- kibocsátását és gazdaságosságát Az alternativ üzemanyagok (CNG / LPG / Ethanol) mindig nagyobb, elsősorban regionális jelentőségre tesznek szert A sorozatgyártásra érett tüzelőanyagcellás járművek csak 2020 után jutnak jelentős szerephez 115 Tumpek Barna, G/GE,

116 Vielen Dank, Köszönöm szépen!