Differenzierte Analyse von Downsizing-Konzepten

Autoren

Dipl.-Ing. A. Königstein, Dipl.-Ing. P.-I. Larsson, General Motors Powertrain Europe, Rüsselsheim; Prof. Dr. U. D. Grebe, Dr. K.-J. Wu, General Motors Powertrain, Pontiac

Jahr

2008

Druckinfo

Fortschritt-Berichte VDI, Reihe 12, Nr. 672

Zusammenfassung

Beim Downsizing wird ein Saugmotor durch einen hubraumkleineren Motor mit Aufladung genutzt. In der Vergangenheit wurde Downsizing zur Leistungssteigerung eingesetzt, heute jedoch stellt es zunehmend ein Konzept zur Kraftstoffverbrauchsreduzierung dar. Eine detaillierte Analyse zeigt, dass turboaufgeladene Benzinmotoren einen höheren spezifischen Verbrauch haben als Saugmotoren. Erst wenn man beide Motorvarianten bei gleichem Drehmoment vergleicht, das heißt den hubraumkleineren Turbomotor bei einem dem Hubraumunterschied proportional höheren Mitteldruck betreibt, weist der Turbomotor zumindest im unteren Lastbereich einen günstigeren Kraftstoffverbrauch auf. Dieser Lastbereich lässt sich vergrößern, indem man den Hubraum des Turbomotors klein wählt. Ein Downsizingfaktor (Hubraum des Saugmotors/Hubraum des Turbomotors) von mindestens 1,4 erscheint sinnvoll. Um jedoch auch im Fahrzeug einen weiteren Verbrauchsvorteil zu erzielen, ist es erforderlich, zudem die Gesamtübersetzung zu verlängern. Diese Vorgehensweise ist sinnvoll, da zum einen die Nenndrehzahl von aufgeladenen Motoren niedriger liegt als bei Saugmotoren, zum anderen das Drehmoment des leistungsgleichen Turbomotors deutlich höher ist. Die maximal mögliche Gesamtübersetzung wird jedoch durch Faktoren wie Anfahrbarkeit und „Drive Quality“ beschränkt. Insgesamt ist Downsizing nicht allein ein Motorkonzept, sondern beschreibt eine effiziente Kombination von Motor, Getriebe und Fahrzeug. Unter günstigen und vergleichbaren Randbedingungen lassen sich Verbrauchsvorteile von ca. 11% erreichen. Dieser Vorteil sinkt jedoch mit steigendem Fahrzeuggewicht.

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