Antriebstechnik: Mit Getriebe-Optimierung CO2-Emissionen reduzieren

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Antriebstechnik: Mit Getriebe-Optimierung CO2-Emissionen reduzieren

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Intelligente und effiziente Lösungen für Getriebe und Antriebsstränge standen im Mittelpunkt des diesjährigen VDI-Kongresses „Getriebe in Fahrzeugen“. Mit über 1’200 Fachleuten aus der Fahrzeug- und Zulieferindustrie konnte die Veranstaltung der VDI Wissensforum GmbH am 18. und 19. Juni 2013 in Friedrichshafen einen Teilnehmerrekord erreichen. Das ansprechende Kongressprogramm bot neben rund 80 Fachvorträgen zahlreiche Plenarvorträge. Ein bedeutender Themenschwerpunkt war die konsequente Optimierung von konventionellen Getriebekonzepten und Hybridantrieben, um die gesetzlich festgeschriebenen Emissionsgrenzwerte in 2020 zu erreichen. Hochkarätige Referenten präsentierten unter anderem neue Konzepte für Doppelkupplungsgetriebe (DCT), stufenlose Getriebe (CVT), automatisierte Schaltgetriebe sowie elektrifizierte Antriebsstränge.

Die Reihe der Plenarvorträge eröffnete Dr. Stefan Sommer, Vorstandsvorsitzender von ZF Friedrichshafen, mit der Sicht eines Zulieferers auf aktuelle Markttrends und Herausforderungen. Er skizzierte eine Verschiebung der Märkte und deutete auf einen stagnierenden, europäischen Markt. „Die größten Herausforderung für uns ist, neue Technologien bei zunehmenden wirtschaftlichen Schwankungen entsprechend auszurollen“, erklärte Sommer. Für den Zeitraum bis 2020 ergibt sich in diesem Punkt nach wie vor ein deutlich stärkerer Hebel durch die Weiterentwicklung der konventionellen Antriebstechnik. Und auch im Zeitraum bis 2030, wenn deutlich mehr elektrisch betriebene Fahrzeuge auf der Straße sind, ist das Potenzial bei der konventionellen Antriebstechnik noch sehr hoch. Auch die Hybridisierung wird einen deutlichen Beitrag leisten. Bis dahin stelle weiterhin der Verbrennungsmotor den Hauptanteil bei den Antriebsformen. Daher stünden Optimierungen rund um den Motor in den nächsten Jahren auch weiterhin im Fokus der Automobilindustrie.

Welchen Beitrag Getriebe zur CO2-Reduktion leisten können, thematisierte Prof. Dr. Peter Gutzmer von Schaeffler. Auch er stellte heraus, dass konventionelle Konzepte weiterhin die Hauptherausforderung für die Automobilindustrie bleiben werden. „Aufgrund steigender Komplexität im Antriebsstrang und regional unterschiedlicher Ausprägungen wird der Markt zukünftig noch mehr Derivate im Getriebeumfeld sehen“, prognostizierte Gutzmer. Offen sei noch, ob sich DCT oder CVT am asiatischen und US-amerikanischen Markt durchsetze. Eine weitere Möglichkeit den CO2-Ausstoß zu reduzieren, sei die Integration von „Start-Stop“-Funktionen in Handschaltgetrieben. Hier setze die Branche auf mechatronische und Plug-and-Play-Lösungen. Insgesamt sehe Schaeffler weiter steigende Wertschöpfungspotenziale im Antriebsstrang.

Um CO2-Emissionen zu reduzieren, können nach Dr. Rolf Bulander von Bosch automatisierte Getriebe einen signifikanten Beitrag leisten. Entgegen der gängigen Meinung benötigen diese nicht mehr Kraftstoff als andere Getriebekonzepte. Die Sicht eines Automobilbauers auf Automatikgetriebe beim PKW stellte Gerhard Henning von Daimler vor, der als Hauptherausforderung bei DCT die Ölkühlung nannte.

Die Situation im Bereich der Nutzfahrzeuge erläuterte Dr. Rolf Döbereiner von MAN. Nach ihm könne sich DCT im Nutzfahrzeugbereich nur dann durchsetzen, wenn die Hersteller auch den Motor und die Achsen in die Weiterentwicklung mit einbeziehen würden. Die Gegenüberstellung von Kosten und Kundennutzen werde dann zeigen, wo DCT erfolgreich eingesetzt werden könnten.

Michael Schäfer von Volkswagen hob das Ziel eines CO2-neutralen Verkehrs mit Verbrennungsmotor und Elektrotraktion hervor, das durch den Einsatz neuer Technologien und die umfassende Optimierung konventioneller Technologien zu erreichen sei. In diesem Zusammenhang skizzierte Schäfer zwei Strategien: „Wir wollen einen CO2-freien Verkehr in den Ballungsräumen sicherstellen und bei der Entwicklung von Plug-In-Hybriden gleichzeitig Reichweite und Fahrspaß vorantreiben.“

Am zweiten Veranstaltungstag richtete John McDonald von Getrag seinen Blick auf die Getriebeproduktion in China. Um diese erfolgreich nach europäischem Vorbild aufzubauen, müssten die Produzenten die regionalen Bedingungen beachten und die Zielvorstellungen an die ortsansässigen Mitarbeiter vermitteln. In seinem Plenarvortrag diskutierte Dr. Wolfgang David vom Ford Forschungszentrum Aachen die Herausforderung der Gewichtsoptimierung und -verteilung bei elektrifizierten Antriebssträngen zugunsten der Fahrdynamik.

Zum Abschluss des Kongresses stellte Dr. Markus Schwaderlapp von FEV zukünftige Entwicklungen des Verbrennungsmotors vor. „Bei Benzin- und Dieselmotoren liegen die Megatrends vor allem im Downsizing und Downspeeding, bei Benzinmotoren zusätzlich in der Zylinderabschaltung. Hieraus entsteht bei beiden Antriebsarten die Notwendigkeit einer höheren Spreizung.“ Der zunehmende Einsatz von 3-Zylinder-Motoren im Bereich der Benziner und die damit einhergehenden Drehungleichförmigkeiten beeinflussen die Getriebeentwicklung entscheidend. Nach Schwaderlapps Einschätzung wird in den kommenden Jahren weder bei Diesel-Fahrzeugen noch bei Benzinern der fahrbare Drehzahlbereich mit dem Maximalmoment unterhalb von 1’000 Umdrehungen liegen.

Der Best Paper Award für Jungingenieure ging in diesem Jahr an Tim Kühnel von Daimler für seine Arbeit zur Überwachung von Getriebelastkollektiven mittels künstlicher Intelligenz. Im kommenden Jahr wird der internationale VDI-Kongress „Getriebe in Fahrzeugen“ am 24. und 25. Juni 2014 wie gewohnt in Friedrichshafen stattfinden.

 

Bild: Aktuelle Markttrends in der automobilen Antriebstechnik: Dr. Stefan Sommer von ZF Friedrichshafen während seines Plenarvortrags beim Kongress „Getriebe in Fahrzeugen“ im Juni 2013 (Bild: VDI Wissensforum GmbH)

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