Integriertes Riemenscheiben­getriebe für Nebenaggregate

Projektname

Integriertes Riemenscheibengetriebe für Nebenaggregate

Projektlaufzeit

01.08.2006 - 30.11.2007

Kurzbeschreibung

Entwicklungen in der Automobilindustrie haben sowohl die Einhaltung zukünftiger Emissionsgesetze als auch eine weitere Absenkung des Kraftstoffverbrauchs und damit der CO2-Emission zum Ziel. Die Zusage der europäischen Fahrzeughersteller, einen Flottenverbrauch von 140g CO2/km bis 2008 und 120g CO2/km bis 2012 zu erreichen, stellt eine hohe Herausforderung dar. Neben der Verbesserung der Verbrennungsmotoren liegt ein großer Schwerpunkt in der Systemoptimierung beim Betrieb der Nebenaggregate wie Wasserpumpe, Generator, Klimakompressor und Hydraulikpumpen (Lenkungsunterstützung, Wankstabilisierung). Der Energieverbrauch zum Antrieb der Nebenaggregate im Fahrzeug beträgt je nach Betriebszustand 10 Prozent und mehr bezogen auf die zum Antrieb des Fahrzeuges erforderliche Energie. Die Nebenaggregate sind in der Regel so ausgelegt, dass sie schon bei Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors eine hohe Leistung erbringen. Der Energiebedarf der Nebenaggregate muss bereits bei dieser Drehzahl gedeckt werden, um z. B. auch im Stand das Fahrzeug zu klimatisieren, die Batterie zu laden und ausreichend Lenkunterstützung (Einparkvorgang) bieten zu können. Diese Auslegung führt aber bei höheren Drehzahlen und niedriger Nebenaggregatebelastung zu schlechten Wirkungsgraden. Ein Ansatz zur Verringerung dieser Verluste ist die Umstellung von mechanisch angetriebenen Nebenaggregaten auf elektrisch angetriebene Nebenaggregate. Diese Nebenaggregate verbrauchen zwar keine Energie wenn sie nicht benötigt werden, haben aber unter Belastung eine deutlich schlechtere Energiebilanz, da sich die Wirkungsgrade von Generator und elektrischem Antrieb multiplizieren (jeweils etwa 10% bis 70%). Weitere Nachteile von elektrisch angetriebenen Nebenaggregaten sind die hohen Kosten (motorische Antriebe, Regelung), zusätzliche Masse und größerer Bauraum. Im Gegensatz dazu hat der mechanische Antrieb (Riementrieb) einen Gesamtwirkungsgrad von weit über 90%. Durch Integration eines schaltbaren mechanischen Getriebes kann die Drehzahl der Nebenaggregate bedarfsgerecht angepasst und dadurch ein signifikanter Verbrauchsvorteil erreicht werden. Im Rahmen des Vorhabens soll ein mindestens zweistufiges, in die Riemenscheibe von Nebenaggregaten integriertes Getriebe entwickelt werden, das am hochdynamischen Motorenprüfstand der TU Dresden unter Praxisbedingungen erprobt und optimiert wird. Dabei soll ein signifikanter Verbrauchsvorteil erreicht werden.

Kooperationspartner

• MBM Maschinen- und Metallbau GmbH & Co. KG, - (Deutschland)

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