DER 50 % WIRKUNGSGRAD NFZ DIESELMOTOR MIT EMISSIONEN AN DER NACHWEISGRENZE

Zukünftig müssen auch Verbrennungsmotor basierte Antriebsstränge Emissionen an oder unter der Nachweisgrenze aufweisen. Das Californian Air Resource Board (CARB) schlägt um bis zu 90% reduzierte NOx-Emissionen gegenüber dem aktuellen Standard vor. Dafür sind sehr niedrige Motorrohemissionen, eine hocheffiziente Abgasnachbehandlung, schnelle Aufheizmaßnahmen in Kombination mit einer geeigneten Steuerungsarchitektur obligatorisch. Diese extrem niedrigen Emissionen sind, wie in Europa heute schon vorgeschrieben, auch im realen Fahrbetrieb einzuhalten.

Reduzierte NOx-Rohemissionen sind wesentlich, um zukünftige NOx-Bestimmungen auch in einem erweiterten Bereich von Umweltbedingungen einzuhalten. Ein zweistufiges SCR-System beispielsweise ermöglicht nicht nur hohe Konvertierungsraten unmittelbar nach dem Kaltstart, sondern bietet zusätzliches Potenzial hinsichtlich passiver Regeneration, Reduktion der Partikelanzahl und bei der Onboard Diagnose.

Darüber hinaus ist weltweit der CO₂ Ausstoß signifikant zu reduzieren. Neben effizienteren Verbrennungsmotoren begründet dies einen Trend zur Elektrifizierung, aber auch zu alternativen, CO2 neutralen Kraftstoffen. Beispielsweise erfordern die MY27-Standards in den USA Dieselmotoren mit einem thermischen Wirkungsgrad von 50%. Ziel ist es, diesen Wirkungsgrad ohne Abwärmerückgewinnung zu erreichen.

Insgesamt wird der Nutzfahrzeug Verbrennungsmotor der Zukunft mit einem hocheffizienten AGR- und Aufladesystem ausgestattet sein, um einen bestmöglichen Kompromiss zwischen Effizienz im Ladungswechsel und NOx-Rohemissionen zu erzielen. Die Gesamteffizienz des Motors wird durch fortschrittliche Verbrennungssysteme, kombiniert mit einem hohen Zylindermassenverhältnis optimiert. Dadurch steigt die Spitzendruckbelastung im Zylinder, wodurch die Herausforderungen hinsichtlich Reibungsreduzierung in Zukunft hoch bleiben.

Mit einer Optimierung all dieser Parameter ist ein Wirkungsgrad von 50%, beziehungsweise ein spezifischer Verbrauch unter 170 g/kWh erzielbar.