KSPG gibt Gas – damit auch Ihr Auto weniger verbraucht

Soweit die ehrgeizige Zielsetzung, die auf der Wegstrecke bis 2020 von Automobilherstellern und -zulieferern einen großen gemeinsamen Kraftakt erfordert. „KSPG ist dafür bereits heute optimal aufgestellt. Wir sehen die Klimaschutzauflagen, die jetzt von der EU auf den Weg gebracht wurden, für KSPG auch keinesfalls als Problem, sondern als geschäftliche Chance“, erklärt Horst Binnig, Vorstandsvorsitzender von KSPG.

Wie die „road map“ von KSPG zum Grenzwertziel 95 Gramm aussieht, lässt sich anhand verschiedener motorentechnischer „Hebel“ veranschaulichen. Beispiel Abgasrückführung. Ursprünglich in den 70er Jahren als Waffe im Kampf gegen Stickoxidemissionen von Dieselmotoren entwickelt, wird sie mittlerweile zunehmend auch bei Benzinern eingesetzt. Schickt man nämlich einen Anteil des Abgases nicht in den Auspuff, sondern gekühlt wieder zurück in den Brennraum, sinken durch die hohe Wärmeaufnahmekapazität des Abgases die Spitzentemperaturen während der Verbrennung. Dies hängt mit dem geringeren Sauerstoffgehalt im Abgas zusammen. Da sich Stickoxide vor allem bei hohen Temperaturen bilden, können sie durch Abgasrückführung deutlich reduziert werden.

Ein anderer Hebel setzt direkt bei der Reduktion des Kraftstoffverbrauchs an, zum Beispiel durch die variablen Öl- und Wasserpumpen von KSPG. Anders als andere gängige Nebenaggregate laufen die variablen Pumpen nicht ständig mit, sondern werden erst bei Bedarf zugeschaltet. Allein durch diesen Effekt kann der Fahrzeugverbrauch um mehr als 4% gesenkt werden. Wie effektiv ein Motor die im Kraftstoff gespeicherte Energie wandelt, hängt allerdings wesentlich von drei Fragen ab: Wie effektiv ist die Verbrennung? Wie groß sind die mechanischen Verluste, zum Beispiel durch Reibung? Und nicht zuletzt: Wie schwer sind die Aggregate, die man dafür an Bord nehmen muss?

Beginnen wir mit dem Gewicht des Antriebs, vor allem mit dem schwersten Bauteil, dem Zylinderblock. Er soll ein Autoleben lang die hohen Temperaturen und Drücke aushalten. Das erfordert eine extrem robuste Bauweise. Trotzdem ist es KSPG durch moderne Werkstofftechnik gelungen, auch in Hochleistungsmotoren den früher verwendeten Grauguss durch leichtere Aluminiumlegierungen zu ersetzen. Im Inneren des Zylinderblocks werkeln die Kolben, sie sind das eigentliche Bindeglied zwischen Verbrennung und mechanischer Fortbewegung. Gefertigt werden sie seit langen Jahren aus Aluminium, nicht zuletzt auch aus Kostengründen. Doch der Werkstoff Aluminium, der im Zylinderblock heute das Maß der Dinge ist, hat im Kolbenbereich Konkurrenz bekommen: 2013 wurden bei KSPG die Weichen für die Serienproduktion von Pkw-Stahlkolben gestellt. Sie sind kompakter gebaut und damit sogar leichter als heutige Aluminiumkolben. Durch die höhere Festigkeit von Stahl ist eine geringere Kolbenhöhe möglich, wodurch die Berührungsfläche zwischen Kolben und Zylinderwand kleiner wird, was wiederum zu geringerer Reibung und spürbaren Verbrauchseinsparungen führt. Durch den Einsatz von Stahlkolben kann unter dem Strich ein Verbrauchsvorteil von bis zu 4% erzielt werden. Wer die Effizienz von Motoren deutlich steigern will, muss sich jedoch auch mit der Verbrennung selbst beschäftigen.

Eine Schlüsselrolle kommt dabei dem Ladungswechsel zu – so bezeichnen Ingenieure den Vorgang, frische Luft in den Brennraum hinein- und Abgas herauszubekommen. Timing ist dabei die entscheidende Frage. Wann wie viel Luft im Motor ist, entscheidet nämlich darüber wie sauber und wie effizient die Verbrennung verläuft. Das Problem dabei: Je nach Drehzahl und Gaspedalstellung ist ein anderer Zeitpunkt günstig. Die Lösung hierfür bietet das neue vollvariable Ventiltriebsystem UniValve von KSPG, das eine stufenlose Verstellung der Ventilöffnungszeiten und der Ventilhübe ermöglicht. Derzeit wird UniValve auf den Motorenprüfständen von KSPG auf Herz und Nieren geprüft. Es zeichnet sich ab, dass der Verbrauch selbst moderner direkteinspritzender Ottomotoren um bis zu 9% verbessert werden kann. Um die Vorteile einer variablen Ventilsteuerung auch für Dieselmotoren und Erdgasanwendungen verfügbar zu machen, arbeitet der Zulieferer aktuell zudem am entsprechenden Ventilsteuerungssystem FlexValve.

Doch was geschieht, wenn auf dem Weg bis zum Jahr 2020 immer mehr Autos elektrisch angetrieben werden? „Das reine Elektrofahrzeug wird auf lange Sicht ein Nischenprodukt bleiben“, zeigt sich KSPG-Chef Horst Binnig überzeugt. „Hingegen wächst der weltweite Markt für saubere und effiziente Verbrennungsmotoren nachhaltig.“ Doch auch für die schrittweise Elektrifizierung der Fahrzeugflotten will KSPG einen Beitrag leisten. Einen vielversprechenden Ansatzpunkt präsentierte der Zulieferer unlängst mit seinem Prototypen eines Range Extenders. Dabei handelt es sich um eine Art Notstromaggregat, das Elektrofahrzeuge mit sich führen, um auch dann weiterfahren zu können, wenn die Batterie zur Neige geht. Insofern zeigt sich, dass KSPG an verschiedensten Stellen Gas gibt, um die Klimaschutzziele der EU rechtzeitig erreichen zu können.