40. Internationales Wiener Motorensymposium 15. bis 17. Mai 2019

40th International Vienna Motor Symposium May 15 to 17, 2019

Von/By Bernhard Geringer & Hans Peter Lenz MTZextra

MTZ Motortechnische Zeitschrift 80 (2019), Nr. 9 | Springer Vieweg | Wiesbaden | Germany Wiener Motorensymposium

JUBILÄUM Wiener Motorensymposium

Prof. Hans Peter Lenz und Prof. Bernhard Geringer (© ÖVK) 40 Jahre Internationales Wiener Motorensymposium

AUTOREN In den vergangenen vierzig Wiener Motorensymposien spiegelt sich nicht nur die technische Entwicklung des Verbrennungsmotors wider – die Symposien sind auch ein Spiegel für gesellschaftliche, politische und insbesondere ökologische Entwicklungen. Brig. Prof. Dipl.-Ing. Günter Hohl stellvertretender Vorsitzender des ÖVK, Wien, Österreich

MOTORENSYMPOSIEN Das 1. Symposium, BILD 1, fand am 25. Januar 1979 statt und trug den Die Internationalen Wiener Motoren­ Titel „Kraftfahrzeug und Umwelt”. symposien beginnen mit einer Veran­ Es beschäftigte sich thematisch mit staltung, die bereits als Symposium der zukünftigen Abgas­verringerung. bezeichnet wurde. Die Beinamen Assoc. Prof. Dr. Peter Hofmann Vorstandsmitglied des ÖVK, „Wiener“ und „International“ kamen GRÜNDER PROFESSOR LENZ Wien, Österreich erst später hinzu. Das damalige Institut für Verbrennungskraftmaschinen und Gründer und treibende Kraft der Wiener Kraftfahrwesen der TU Wien mit dem Moto­rensymposien war Prof. Lenz. Diese Vorstand Prof. Hans Peter Lenz trat als erste Veran­­staltung besuchten legendäre Veranstalter auf. Präsentiert wurden For­ Vertreter der automo­tiven Forschung wie zweites Symposium ausgerichtet wurde. schungsergebnisse des Instituts, aus dem Prof. Robert Eberan von Eberhorst, Neben den Präsentationen des eigenen das heutige Institut für Fahrzeugantriebe Vor­gänger von Prof. Lenz an der TU Instituts waren bereits Vortragende aus und Automobiltechnik (IFA) hervorging. Wien, und Prof. Dr. Dr. h.c. Hans List, Deutschland und Ungarn anwesend. Dieses steht nun unter der Leitung von Gründer der AVL. Die ersten fünf Symposien fanden im Prof. Bernhard Geringer, dem Nachfol­ Der große Erfolg führte dazu, dass im Festsaal des Österreichischen Ingenieur- ger von Prof. Lenz. gleichen Jahr am 29. November 1979 ein und Architektenvereins (ÖIAV) statt. 2 Wiener Motorensymposium

Nach dem Erfolg der ersten Wiener Das 4. Motorensymposium war symposien. Das zeigt der Vortrag „Elek­ Symposien wurde zum 3. Symposium stark geprägt von motorentechnischen tronische Regler für Dieselmotoren“. am 9. Dezember 1980 eingeladen, das Mess- und rechnerischen Simula­tions­ Dieser Regler eignet sich für Motoren nunmehr den Namen „Wiener Moto­ verfahren. Ein Beispiel dafür ist der Vor­ mit Reihenpumpen sowie Pumpdüsen ren ‑Symposium“ trug. Die gedruckten trag von Volks­wagen: „Analyse von Strö­ mit gemeinsamer Regelstange, BILD 3. Tagungsbände wurden erstmals in mungs- und Verbrennungsvor­gängen in Das Gastspiel im Palais Auersperg der Reihe 12 der „Fortschritt-Berichte seriennahen Motoren durch optische Meß­ dauerte nur ein Jahr. Vom 7. bis zum VDI“ herausgegeben. Diese Tradition verfahren und rechnerische Verfahren“. 11. Motorensymposium (1986 bis 1990) setzt sich bis heute fort. Nach der Gründung des Österreichi­ fanden die jährlichen Symposien im schen Vereins für Kraftfahrzeugtechnik Schloss Laxenburg statt. (ÖVK) durch Prof. Lenz im Jahr 1985 Seit dem 8. Symposium (1987), BILD 2, DIE 1980ER-JAHRE wurde das 6. Symposium als zweitägige trägt die Veranstaltung den Namen „Wirtschaftlichkeit und Kraftstoff­ Veranstaltung im Mai im Palais Auers­ „Internationales Wiener Motorensym­ verbrauch“ konnte als Leitthema aus perg abgehalten. Das Symposium an posium“. In diese Periode fallen weitere den Vorträgen dieses Symposiums her­ zwei Tagen im Frühjahr, Ende April Neuerungen und Änderungen, beispiels­ ausgelesen werden. Präsentationstitel oder Anfang Mai, durchzuführen, hat weise die Einführung einer Simultan- lauteten beispielsweise „Aufadung sich bis heute erhalten. Die gemeinsame übersetzung Deutsch-Englisch und beim Ottomotor – ein Weg zur besse­ Organisation von ÖVK und dem nach umgekehrt oder der erste Auftritt eines ren Wirtschaftlichkeit“ oder „Kraft­ der Umbenennung in „Institut für Fahr­ japanischen Vortragenden. Seither sind stoffersparnis durch direkte Einsprit­ zeugantriebe und Automobiltechnik“ immer internationale Vortragende und zung beim Pkw-Dieselmotor“. In diese (IFA) hat sich ebenfalls bewährt, zumal Plenarredner vertreten. Serie passt auch eine Präsentation des beide Organisationen weiter unter der Die Abgase des Dieselmotors waren Instituts, das bereits den „Stop-and-go“- Führung derselben Person stehen, aktu­ wiederholt Thema. Titel von Vorträgen Betrieb andachte mit dem Titel „Motor­ ell von Prof. Geringer. wie „Dieselrußflter und Regenerations­ abschaltung im Stand oder niedrige Damals hielt bereits die Elektronik systeme“ oder „Abgasprüfverfahren von Leerlaufdrehzahl“. Einzug in den Themenkreis der Motoren­ Dieselmotoren“ zeugen davon. Der Zwei­ taktmotor hatte in diesen Jahren durch­ aus noch Bedeutung. Die AVL stellte einen 250-cm3- Einzylinder-Zweitakt­ BILD 1 Einladung motor mit verschiedenen Einspritzarten zum 1. Symposium vor. Ziel dieser Studie war, die Vorteile (© ÖVK) der einfachen Konstruktion eines Zwei­ taktmotors mit den günstigeren Abgas- und Verbrauchswerten eines Viertakt­ motors zu verbinden, BILD 4.

BILD 2 Prof. Lenz bei der Eröffnung des 8. Motorensymposiums (© ÖVK)

3 JUBILÄUM Wiener Motorensymposium

DIE 1990ER-JAHRE

Mit dem 12. Internationalen Wiener Motorensymposium (1991) und dem Wechsel in das Kongresszentrum der Wiener Hofburg begann eine neue Ära. Die Räumlichkeiten bieten dem Inter­ nationalen Wiener Motorensymposium Platz für mehr als 1000 Teilnehmer. Die­ ser beeindruckende Rahmen hat zusätz­ lich zu dem hochkarätigen Programm zu weltweiter Prominenz beigetragen. Rückblickend lässt sich sagen, dass die ersten Wiener Motorensymposien unter dem Eindruck der damaligen „Energiekrisen“ und des „Ölschocks“ standen. Die Prognosen, dass die vor­ handenen Erdölreserven nur für die nächsten 30 bis 40 Jahre reichen, sowie Prophezeiungen, dass in 10 bis 15 Jahren der Hubkolbenverbrennungsmotor durch BILD 3 Arbeitsbereich eines Dieselmotorreglers (© Voest-Alpine Friedmann) bessere Alternativen ersetzt wird, stam­ men aus dieser Zeit und haben sich letzt­ lich nicht bestätigt. Einige Themen wurden immer wieder mit der Geräuschbildung anzuführen. sche Entwicklung des Verbrennungs­ aufgegriffen, wobei bei jedem Sympo­ Ab dem 25. Motorensymposium hat sich motors refektiert, sie waren auch ein sium Verbesserungen oder technologische mit der Elektromobilität ein neues Thema Spiegel gesellschaftlicher, politischer und Fortschritte festgestellt werden konnten, aufgetan und sich seither zum festen insbesondere ökologischer Entwicklun­ sowohl bei den Abgasemissionen unter Bestandteil entwickelt. gen. Es zeigt sich eindrucksvoll, dass Einbeziehung gesetzlicher Bestimmungen In einer Präsentation wurde vor 26 Jah­ sich die Automobilindustrie ihrer Ver­ als auch bei der Luftqualität – beides The­ ren die kritische Frage gestellt: Wie lange antwortung für die gesellschaftliche men, die bis heute nicht an Aktualität ver­ ist die Verbrennungskraftmaschine beim Rolle des Automobils voll bewusst ist loren haben und weiter in den Symposien Pkw-Antrieb noch sinnvoll? Die weiteren und Umweltfragen sehr ernst nimmt. behandelt werden. Symposien kamen zu dem Ergebnis, dass Alternative Kraftstoffe sind wiederholt Als weitere wichtige Themen sind die Sinnhaftigkeit dieses Antriebs weiter­ Thema bei den Symposien. Zu den dynamisches Motorbetriebsverhalten, hin gegeben ist. Anfangszeiten herrschte Unklarheit, Kühlung, Vierventiltechnik und Verbren­ Die vergangenen 40 Wiener Motoren­ welche Rolle Alkohole als alternative nungsentwicklung in Zusammenhang symposien haben nicht nur die techni­ Kraftstoffe in der Zukunft spielen wür­ den. Inzwischen ist die Beimischung von Alkoholen in bestimmten Prozentsätzen zu Motorenkraftstoffen sogar gesetzlich festgeschrieben. Auch Kraftstoffe aus Biomasse stellen eine sehr ernst zu nehmende Alternative zu konventionellen Kraftstoffen dar und versprechen im Sinne der Kreislaufwirt­ schaft und der Recyclinganstrengungen

einen geschlossenen Kreislauf der CO2- Emission – ohne negative Folgen für das Klima. Die Suche nach alternativen Kraftstoffen sowie alternativen Antriebs­ systemen als Ersatz für Verbrennungs­ motoren spiegelt sich in den Vorträgen der Symposien wider, BILD 5.

2010 BIS HEUTE BILD 4 Darstellung der verschiedenen Einspritzarten von Zweitaktmotoren Die vergangenen zehn Jahre des Inter­ (© AVL) nationalen Wiener Motorensymposiums waren daher wesentlich stärker von Ver­ 4 änderungen im Antriebsbereich geprägt als die Jahrzehnte zuvor. So gab es 2010 noch zwei Sektionen im Themenbereich Leistungssteigerung sowie Renn- und Hochleistungsmotoren. Die Vorstellung neuer Otto- und Dieselmotoren domi­ nierte die Veranstaltung. Hybridtech­ nologie wurde als Brückentechnologie angesehen und eine künftige konse­ quente Hybridisierung in die Strategie­ pläne aufgenommen. In den nächsten Jahren nahm die Anzahl von Vorträgen zu Renn- und Hochleistungsmotoren tendenziell ab, während Themen zur Elektrifzierung sowie zu alternativen Kraftstoffen an Präsenz gewannen. GM prognostizierte 2011, dass es keinen Königsweg bei den Antriebssystemen gebe, stattdessen eine Vielzahl von Technologien parallel exis­ tieren werde. Ein Jahr später präsentierte Shell eine Studie, nach der batterie­- elek ­trische Fahrzeuge aufgrund der BILD 5 Vortrag von Shell beim 29. Motorensymposium (© Shell) Batterieherstellung höhere Gesamttreib­ hausgasemissionen aufweisen als Fahr­ zeuge mit Verbrennungsmotor. Bei den Verbrennungsmotoren lag der stellt. Des Weiteren wurden Begriffe ferer beziehungsweise Komponenten­ Fokus zu dieser Zeit auf Themen wie wie Zero-Impact-Emission-Powertrain hersteller Vorträge beisteuerten. Reibungsreduzierung oder Abgasnach­ und Zero-Impact-Mobilität defniert Beim letztjährigen Internationalen behandlung, beim Dieselmotor von DOC sowie eine CO2- Kreislaufwirtschaft Wiener Motorensymposium war die über DPF bis zu LNT und SCR1, BILD 6. mit alternativen Kraftstoffen propagiert, Erreichung der Euro-6d-temp- und der

Getrieben durch die CO2-Flottenver­ zum Beispiel Polyoxymethylendime­ fnalen Abgasgrenzwerte mit Dieselmotor brauchsbeschränkung auf 95 g CO2/km thylether (OME). Seit 2016 wurde ein wichtiges Thema. Seitens der Herstel­ sowie die Einführung der Messmethode auch der Einsatz der Brennstoffzelle ler und Zulieferer konnte eindrucksvoll Real Driving Emissions (RDE) gab es um in Fahrzeugen zunehmend präsentiert, gezeigt werden, dass die Grenzwerte 2015 ein Nebeneinander verschiedener beginnend von APU-Systemen zur mit vertretbarem Aufwand unterschritten Schwerpunkte. Beim Ottomotor waren Stromversorgung von Nebenaggre­ werden können. Zu nennen ist auch die es Themen wie der stöchiometrische gaten über Range-Extender-Lösungen neue Erdgas-Offensive (CNG) von Volks­ Betrieb im gesamten Kennfeld, verbes­ bis hin zu Brennstoffzellen‑Haupt­ wagen. Intensiv wurde die Diskussion serte Aufadung, CNG-Direkteinblasung, antriebs­­systemen. „Synthetische Kraftstoffe versus oder Parti ­kelflter sowie Down- und Right­ 2017 spiegelte den Wettlauf der Systeme in Kombination mit Elektromobilität“ sizing, während beim Dieselmotor um die höchste Effzienz wider. Ottomo­ geführt. Ein Thema, das die Fachwelt höhere Einspritzdruckwerte (>2500 bar) toren mit 45 % Wirkungsgrad wurden noch länger beschäftigen und sicherlich und die SCR-Abgasreinigung behandelt ebenso thematisiert wie Hybrid-, batterie­ ausreichend Stoff für viele Vorträge bei wurden. Durch die CO2- freie Einstufung elektrische und Brennstoffzellenfahr­ den nächsten vierzig Internationalen des geladenen Stroms wurden Plug- zeuge. Zu nennen ist auch die Vorstellung Wiener Motorensymposien liefern wird. in -Hybride sowie elektrische Antriebe von zwei Fahrzeugen mit 48-V-Mildhybri­ mit Range-Extender vermehrt vorge­ disierung, ein Thema, zu dem auch Zulie­ FAZIT

Vierzig Jahre Internationales Wiener Motorensymposium haben gezeigt, dass diese Tagung nicht nur für Automobil­ ingenieure aus der ganzen Welt ein essenzieller Treffpunkt geworden ist, sondern auch für Medienvertreter. Die Bedeutung zeigt sich darin, dass ver­ schiedenste Medien und Veröffent­ lichungen weit über die Veranstaltung hinaus immer wieder Aussagen zitieren, BILD 6 Prinzipieller Aufbau des SCR/DPF-Systems (© GM) die hier getroffen wurden.

5 Wiener Motorensymposium

TAGUNGSBERICHT Wiener Motorensymposium

Plenar-Eröffnungssektion

Plenar-Eröffnungssektion (v. l. n. r. ) K. Kaita, Prof. H. P. Lenz, H. Green, M. Sc., Dr. F. Welsch, Dr. V. Denner, Prof. B. Geringer (© ÖVK | Doris Kucera)

Zum 40. Internationalen Wiener Motorensymposium vom AUTOREN 15. bis 17. Mai 2019 trafen sich in der Wiener Hofburg über 1000 Manager, Ingenieure und Wissenschaftler der Motoren- und Antriebsentwicklung sowie Vertreter aus Gremien und Vereinen aus aller Welt. Das von Univ.-Prof. Dr. Bernhard

Geringer, Vorsitzender des Österreichischen Vereins für Kraft­ Univ.-Prof. Dr. B. Geringer Vorsitzender des Österreichischen fahrzeugtechnik und Leiter des Instituts für Fahrzeugantriebe Vereins für Kraftfahrzeugtechnik, und Automobiltechnik an der Technischen Universität Wien, Wien, Österreich und Univ.-Prof. Dr. Hans Peter Lenz, Ehrenvorsitzender des Österreichischen Vereins für Kraftfahrzeugtechnik, gemeinsam geleitete Symposium hat sich zu einem der weltweit wichtigsten Kong­resse auf dem Gebiet entwickelt. Dieser Bericht enthält die Zusammenfassungen der Sektionen. Univ.-Prof. Dr. H. P. Lenz Ehrenvorsitzender des Öster­ reichischen Vereins für Kraftfahr­ zeugtechnik, Wien, Österreich 6 Wiener Motorensymposium

EMPFANG UND ERÖFFNUNG „In der Antriebsstrangentwicklung liegt Die ideale Möglichkeit, regenerative DER FACHAUSSTELLUNG noch sehr viel Potenzial. Wir Techniker Energie mit Mobilität zu kombinieren, und Wissenschaftler müssen das Maxi­ bietet Wasserstoff und dessen Einsatz Mit einem feierlichen Empfang am male heraus­holen. Dazu gehört unter im Brennstoffzellenfahrzeug. In weiterer 15. Mai 2019, dem Vorabend des zwei­ anderem die Optimierung der Verbren­ Folge können Wasserstoff und sequest­

tägigen Symposiums, eröffneten in nungskraftmaschine, um dadurch den riertes CO2 für synthetische und damit diesem Jahr erstmalig Prof. Lenz und Wirkungsgrad auf 50 oder gar 55 % zu ökologische, füssige Kraftstoffe zur Nut­ Prof. Geringer gemeinsam die umfas­ steigern. Die möglichst breite Einführung zung im Verbrennungsmotor und in der sende Fachausstellung von neuen Moto­ der Elek­trifzierung und Hy­bridisierung Turbine beim Flugzeug zum Langstre­ ren, Antriebssystemen, Komponenten ist ein weiterer Punkt. Hier zeigt sich ins­ ckeneinsatz dienen. Daher müssen alle und Fahrzeugen. Die positive Resonanz besondere der Plug-in-Hybrid als passend, Player ihr Bestes geben und alle Antriebs­ von Ausstellern und Besuchern bestä­ der sowohl Vorteile für Langstrecke als formen weiterent­wickelt werden. Es gibt tigte diese Neuerung. auch Stadtfahrten bringt. Für Kurz- und nicht die alleinige Lösung, sondern ein Mittelstrecke stellt das batterieelektri­ Bündel an mög­lichen und sinnvollen sche Fahrzeug eine geeignete Wahl dar. Maßnahmen zur Zielerreichung. Alle BEGRÜSSUNG UND WIDMUNG

Nach der Fanfare des Orchesters der Technischen Univer­sität Wien begrüßte Prof. Geringer die Teil­nehmer des 40. Internationalen Wiener Motoren­ symposiums. Das Jubiläum war Anlass, dieses Sym­ posium dem Gründervater Prof. Hans Peter Lenz und seiner Gattin Margarete Lenz zu widmen, ihnen ganz besonders zu danken für ihre hervorragende und weise Idee, für das Durchhalten in der anfänglich schwie­ rigen Start- und ebenso in den Erweite­ rungsphasen sowie für den Mut, das Enga­ gement und Herzblut, das sie dafür in die­ sen 40 Jahren aufgebracht haben. Prof. Geringer sprach in seiner Eröff­ nungsrede unter anderem über die Bedeu­ tung der Gesamtsystembetrachtung (Cradle-to-Grave) eines Energiesystems und über das Potenzial der Antriebsent­ wicklung. Nachfolgend einige Auszüge: Das 40. Symposium wurde Prof. H. P. Lenz und Gattin durch Prof. B. Geringer (rechts) gewidmet (© ÖVK | Doris Kucera)

VORTRAGENDE Antriebsformen werden vom Kunden benötigt. Das Antriebs-Portfolio ist aktu­ ell sehr breit. Die nächsten zehn Jahre werden zeigen, was sich durchsetzt und wohin die Reise geht.“ Anschließend führte Prof. Lenz zum Dr. V. Denner H. Green, M. Sc. Thema der weiter reduzierten Emissionen Vorsitzender der Geschäfts­ Senior Vice President Forschung aus. Hier in Auszügen: „40. Internatio­ führung, Robert Bosch GmbH, und Entwicklung, Volvo Car Group, nales Wiener Motorensymposium, das Stuttgart, Deutschland Göteborg, Schweden bedeutet 40 Jahre wissenschaftliche Begleitung einer der wichtigsten Maschi­ nen unserer zivilisierten Welt, des Ver­ brennungsmotors. Wir haben gewaltige Fortschritte in dieser Zeit gemacht: die auf den Menschen wirkenden Schad­ stoffe auf Werte gebracht, die man K. Kaita Dr. F. Welsch vorher nicht für möglich gehalten hätte. Field General Manager, Powertrain Mitglied des Markenvorstands Company, Toyota Motor Volkswagen, Volkswagen AG, Entsprechendes gilt auch für die klima­ Corporation, Aichi, Japan Wolfsburg, Deutschland wirksamen Gase. Aber wenn die Klima­

7 TAGUNGSBERICHT W iENER Motorensymposium

Festsaal (© ÖVK | Doris Kucera) Zeremoniensaal (© ÖVK | Doris Kucera)

forscher Recht haben, reicht das noch Ausstellungseröffnung mit Empfang Betrieb mit regenerativen oder synthe­ nicht. Es werden bereits Pläne nicht nur (© ÖVK | Klaus Ranger) tischen Kraftstoffen stellt der Verbren­ geschmiedet, sondern in den Ministe­ nungsmotor einen Teil des Lösungsbün­ rien diskutiert, die darauf hinauslaufen, dels dar. Daneben arbeitet Bosch intensiv Verbrennungsmotoren weitgehend zu an der Elek­trifzierung aller Antriebs­ verbieten oder noch weitergehender, den arten mit Brennstoffzelle, vom E-Bike Individualverkehr völlig zu untersagen. bis zum Lkw. Wichtige Voraussetzung Das kann natürlich nicht der richtige ist der Wettbewerb der Technologien,

Weg sein! Wir müssen alles daran setzen, der nur stattfnden kann, wenn die CO2- die auf den Menschen wirkenden Schad­ Bilanz der gesamten Kette Well-to-Wheel stoffe und auch die klimarelevanten Stoffe betrachtet wird. Eine weitere wichtige um eine Zehnerpotenz herabzusetzen. Herausforderung ist die Verkehrssicher­ Das betrifft sowohl den Motor wie auch heit: Mit automatisiertem Fahren und das gesamte Fahrzeug, an dem auch noch innovativen Zweirad-Sicherheitssyste­ intensiver gearbeitet werden muss, insbe­ men wird es gelingen, die Unfallzahlen sondere an den großen Fahrzeugen. Es weiter zu reduzieren. Ein anderes wich­ ist nicht angenehm, von einem großen, tiges Standbein betrifft die Ausweitung komfortablen, leistungsstarken Fahr­ des Mobilitätsangebots in Städten und zeug auf die unteren Klassen abzusteigen, den Beitrag der Arbeitgeber für betrieb­ aber der vollständige Verzicht auf das liches Mobilitätsmanagement. Die Bosch- Auto wäre die totale Katastrophe. Meine Vision einer emissionsfreien, unfallfreien Damen und Herren, ich danke für Ihre und begeisternden Mobilität, das heißt Aufmerksamkeit und wünsche Ihnen einer Mobilität ohne negative Neben­ viele Erkenntnisse auf dieser Tagung.“ wirkungen, setzt eine differenzierte Betrachtung des Lösungsraums voraus. Nicht ein Ansatz alleine kann zum Ziel PLENAR-ERÖFFNUNGSSEKTION führen. Deshalb verfolgt Bosch eine ÜBER DIE MOTORHAUBE HINAUS – tech ­nologieoffene Roadmap, mit Blick MOBILITÄT NEU DENKEN über die Motorhaube hinaus.“ Dr. Volkmar Denner, Vorsitzender der Geschäftsführung, Robert Bosch GmbH, DIVERSIFIZIERTE ELEKTRIFIZIE­ Stuttgart sprach zum Thema „Über die RUNG – SCHLÜSSEL FÜR EINE Motorhaube hinaus – Mobilität neu den­ NACHHALTIGE GESELLSCHAFT ken“, nachfolgend zusammengefasst: Keiji Kaita, Field General Manager, „Zur Verbesserung der Luftqualität zeigt Powertrain Company, Toyota Motor Bosch weitere Fortschritte bei der Sen­ Corporation, Aichi sprach zum Thema kung von Diesel-Stickoxiden, beim Fein­ „Diversifzierte Elektrifzierung – Kern­ staub von Ottomotoren und bei Brems­ punkt bei Toyotas Streben in Richtung vorgängen. Bosch ist davon überzeugt, nachhaltiger Gesellschaft“, nachfolgend dass der Verbrennungsmotor zukunfts­ zusammengefasst: „Zur Verwirklichung fähig ist. Durch Hybridisierung und im einer nachhaltigen Gesellschaft ist eine 8 Stand von FEV (© ÖVK | Klaus Ranger) Präsentation des ATZ/MTZ-Fachbuchs „Zukünftige Kraftstoffe“ (© ÖVK | Doris Kucera)

diversifzierte Elektrifzierung unver­ Car Group, Göteborg sprach zum Thema wagen AG, Wolfsburg sprach zum zichtbar. Dabei sind nicht nur die CO2- „Volvo Cars – Attraktive Autos für eine Thema „ID Volkswagen – einfach elek­ Emissionen des Kraftfahrzeugs selbst sich wandelnde Gesellschaft“, nachfol­ trisch“, nachfolgend zusammengefasst: (Tanko -t -Wheel) zu berücksichtigen, gend zusammengefasst: „Volvo Cars „Volks ­wagen bekennt sich ausdrück­ sondern auch die CO2- Emissionen über konzentriert sich auf nachhaltige und lich zu den Zielen der UN-Klima­ den gesamten Lebenszyklus sowie die sichere Mobilität, um die Gesellschaft konferenz in Paris 2015 und strebt

CO2- Emissionen in der Herstellung, zu schützen, den ökologischen Fußab­ die CO2- Neu­tralität der gesamten wobei die erforderliche Elektrifzierung druck zu minimieren und die wachsende Flotte bis 2050 an. Um den Anforde­ den örtlichen Gegebenheiten und dem Nachfrage der Verbraucher zu befriedi­ rungen von Markt, Kunde und Gesetz­ Bedarf der Kunden anzupassen ist. gen. Dies wird durch Engagement für gebung gerecht zu werden, investiert Toyota hat eine Reihe von Meilenstei­ Elektrifzierung und autonomes Fahren Volks ­wagen rund 44 Milliarden Euro nen für die Elektrifzierung defniert. erreicht. Nach Volvo Cars sind elektrisch in Elektromobi­lität, in Digitalisierung Bis 2030 sollen jährlich 4,5 Millionen angetriebene Fahrzeuge das zurzeit ein­ und in die Etablierung neuer Mobili­ Hybridelek­trofahrzeuge (HEV) und Plug- zig überzeugende Mittel, energieeffziente tätsdienste. Dabei verfolgt das Unter­ in -Hybride (PHEV) sowie eine Million Transporte in großem Maßstab zu ermög­ nehmen zwei parallele Ziele: eine batterieelektrische (BEV) und Brenn­ lichen und gleichzeitig die CO2- Emissio­ konsequente Vermeidung und Redu­ stoffzellenfahrzeuge (FCEV) verkauft nen zu minimieren. Das Unternehmen zierung von CO2- Emissionen sowie werden. Toyota setzt nicht nur auf seine unterstützt die Elektrifzierung durch das die vollständige Vernetzung der langjährige Erfahrung, um die drei Kern- Angebot elektrifzierter Fahrzeuge in der Fahrzeuge. Um diese Ziele zu errei­ HEV -Technologien (Motor, Leistungselek­ gesamten Modellpalette, darunter voll­ chen, hat Volkswagen eine techno­ tronik, Batterie) weiterzuentwickeln, elektrische, Plug-in-Hybrid- und Hybrid­ logische Plattform speziell für elek­ sondern arbeitet auch an der diversif­ fahrzeuge. Bis zur Mitte des nächsten trisch angetriebene Fahrzeuge ent­ zierten Elektrifzierung von Motoren mit Jahrzehnts wird erwartet, dass die Hälfte wickelt, den modularen E-Antriebs- hohem Wirkungsgrad und der Brenn­ der Produktion elektrische Fahrzeuge Bau ­kasten. Er ist die Basis für die stoffzellentechnologie. Für die Verbrei­ sein werden. Die nächste Generation voll­elektrischen Fahrzeugmodelle ­ tung des PHEV und BEV sind nicht nur der Plattform für skalierbare Architektur der ID-Familie und ermöglicht eine verbesserte Batterie- und Ladetech­ (SPA2) wird unter anderem die kommen­ emissionsfreies und voll vernetztes nik, sondern auch eine künftige Senkung den Technologien in den Bereichen Elek­ Fahren. Dank der upgrade- und der CO2- Emissionen in der Produktion trifzierung, Konnektivität und autono­ up date­ ‑fähigen Elektronikarchitektur erforderlich. Beim FCEV geht es um mes Fahren enthalten. Die Führungsrolle E³ können klassenübergreifend neue einen verminderten CO2- Ausstoß in der von Volvo Cars im Bereich Fahrzeug­ Assistenz-, Komfort-, Infotainment-, Herstellung, gleichzeitig aber auch um sicherheit ist eine wichtige Grundlage, Bedien - und Anzeigesysteme etabliert die Entwicklung der Wasserstoffproduk­ um auch in den Bereichen Autonomie und sowie neue Mobilitätsdienste angebo­ tion und der Logistik mit niedrigeren Fahrerassistenz in der Spitzengruppe zu ten werden. Damit entwickelt sich

CO2- Emissionen in Zusammenarbeit mit bleiben. Mitte des nächsten Jahrzehnts Volks­wagen vom reinen Fahrzeug­­her­ einer gesellschaft­lichen Infrastruktur.“ wird erwartet, dass autonome Fahrzeuge steller zum Mobilitätsanbieter. Mit ein Drittel der Produktion ausmachen.“ den Modellen der ID-Familie stellt das ATTRAKTIVE AUTOS FÜR EINE Unternehmen die Weichen für eine SICH WANDELNDE GESELLSCHAFT EINFACH ELEKTRISCH nachhaltige und sichere Zukunft und Henrik Green, M. Sc., Senior Vice Presi­ Dr. Frank Welsch, Mitglied des Mar­ zeigt, dass klimaneutrale Mobilität dent Forschung und Entwicklung, Volvo kenvorstands Volkswagen, Volks­ schon bald Realität sein wird.“

9 Austellung | Exhibition

AUSSTELLUNG | EXHIBITION

Ausstellung: Stand von AVL (© ÖVK | Klaus Ranger) Exhibition: booth of AVL (© ÖVK | Klaus Ranger)

Ausstellung: Stand von Volkswagen (© ÖVK | Doris Kucera) Exhibition: booth of Volkswagen (© ÖVK | Doris Kucera)

Ausstellung: Stand von Continental (© ÖVK | Doris Kucera) Exhibition: booth of Continental (© ÖVK | Doris Kucera)

10 Austellung | Exhibition

AUSSTELLUNG | EXHIBITION

Ausstellung: Stand von Rotax (© ÖVK | Klaus Ranger) Exhibition: booth of Rotax (© ÖVK | Klaus Ranger)

Ausstellung: Stand von Nemak (© ÖVK | Klaus Ranger) Exhibition: booth of Nemak (© ÖVK | Klaus Ranger)

Ausstellung: Stand von Ricardo (© ÖVK | Klaus Ranger) Exhibition: booth of Ricardo (© ÖVK | Klaus Ranger)

Ausstellung: Stand von Schaeffer (© ÖVK | Klaus Ranger) Exhibition: booth of Schaeffer (© ÖVK | Klaus Ranger)

Ausstellung: Stand von Miba (© ÖVK | Klaus Ranger) | Exhibition: booth of Miba (© ÖVK | Klaus Ranger)

11 Wiener Motorensymposium

TAGUNGSBERICHT WIener MotorensymposIum

Hybrid

Zur Senkung der CO2-Flottenemissionen führt kein Weg an der Hybridisierung vorbei. Von einfachen Lösungen wie Micro- oder 48-V-Mild­hybrid- Antriebs­system des Mildhybriden bis hin zu aufwendigen, am Volkswagen Golf (© ÖVK | Stromnetz aufadbaren Plug-in-Hybriden Klaus Ranger) wird ein breites Spektrum präsentiert.

48-V-MILDHYBRID-ANTRIEBS­ tung der bestehenden Batterietechn­­o­ Antriebsstrang aus dem BMW-E-Baukas- SYSTEM DES VOLKSWAGEN GOLF logie sowie der erneuten Steigerung ten der sogenannten vierten Generation. der Zell­kapazität eine elektrische Reich- Parallel dazu läuft die Entwicklung des Dr.-Ing. Michael Zillmer von der Volks­ weite von bis zu 100 km bei gesteigerter E-Baukastens für die fünfte Generation, wagen AG präsentiert die Kombination E-Maschinenleistung. Aufgrund der die 2020 mit dem BMW iX3 beginnt – von Verbrennungsmotor mit einem 48-V- stufenlos variablen Drehmomentver­ dem ersten rein elektrisch angetriebenen Riemen-Startergenerator zu einem Mild- teilung Torque-on-Demand konnte das Modell der Kern-Marke BMW. Sie leitet hybrid (mHEV)-Antriebskonzept. Das 48-V- Rekuperations­potenzial und damit die die dritte Phase der Elektrifzierung ein, mHEV-System entspricht einem Parallel- Gesamteffzienz erheblich gesteigert die Phase der Skalierung und Flexibili- Hybridantrieb in sogenannter P0-Anord- werden. In der Kompaktklasse wird sierung in Architektur und Produktion. nung. Die maximale generato­rische Leis- die Hy­bridfotte durch die Front-Quer- tung des 48-V-Riemen-Startergenerators Bauweise erweitert. Das neu entwi- beträgt 12 kW. Im motorischen Betrieb ckelte Achtgang-Doppelkupplungs­ gibt er an die Kurbelwelle kurz­zeitig bis getriebe wird hierbei um einen Hybrid- VORTRAGENDE zu 9 kW und – abhängig der gewählten triebkopf mit integrierter E-Maschine Riemenübersetzung – bis zu 200 Nm ergänzt. Die Kombination aus gesteigerter Drehmoment ab. Neben der regulären Batteriekapazität und geringer Fahrzeug- 12-V-Bordnetzbatterie verfügt der mHEV- masse führt zu einer elektrischen Reich- Antrieb dafür zusätzlich über eine 48-V- weite von über 60 km. Der erweiterte Batterie. Je nach Fahrweise kann mit intelligente Eco-Assistent unterstützt bei dem mHEV-System eine Kraftstoffmenge einer verbrauchsoptimierten­ Fahrweise. Dr.-Ing. M. Zillmer im Bereich von 0,4 l auf 100 km einge- Volkswagen AG, spart werden. Darüber hinaus bietet die- Wolfsburg, Deutschland BREITES PLUG-IN-HYBRID- ses Antriebssystem durch elektrisches PORTFOLIO DER BMW GROUP Boosten beim Anfahren ein deutliches Plus an Dynamik sowie eine Komfortver- Für Dipl.-Ing. Stefan Juraschek von besserung beim Motorstart. Die Auswei- der BMW Group sind Plug-in-Hybride tung auf weitere Fahrzeugklassen und (PHEV) vollwertige, elektrifzierte, hoch- Konzernmarken wird positive Auswir­ fexible Fahrzeuge und damit bereits kungen auf die Flottenwerte haben. heute eine Alternative, um einen Groß- Dipl.-Ing. T. Gödecke Daimler AG, teil der täglichen Wege CO2-emissions- Stuttgart, Deutschland frei zurückzulegen. Highlights der DAIMLER EQ POWER PHEV-Weiterentwicklungen, die 2019 PLUG-IN-HYBRID auf den Markt kommen, sind der BMW Dipl.-Ing. Tobias Gödecke, Daimler AG, X5 xDrive45e und der BMW 745e. Beide berichtet, dass die Mercedes-Benz kombinieren einen Sechszylinder-Otto- Hybridfotte der dritten Generation um motor mit aktuellster E-Drive-Techno­ das Luxus-SUV-Segment sowie um die logie, neuester Batterietechnik, damit Dipl.-Ing. S. Juraschek Kompaktklasse erweitert wird. Das SUV- erhöhter Speicherkapazität und erhöhter BMW Group, Segment erzielt mit einer Parallelschal- Reichweite. Beide bedienen sich für den München, Deutschland 12 Wiener Motorensymposium

Wiener Motorensymposium TAGUNGSBERICHT

Komponenten und Emissionskonzepte

Intelligente, mit dem Verbrennungsmotor interagierende und auf ihn abgestimmte Komponenten wie Gleitlager und Emissions­

Turboladerkatalysator von Continental Emitec konzepte wie der Turboladerkatalysator tragen entscheidend zu (© ÖVK | Klaus Ranger) einem gesamtoptimalen­ Antriebssystem bei.

INTELLIGENTE GLEITLAGER dem Kurbeltrieb gesammelt und so ein künftige Emissionsgrenzwerte einge­ IN DER MOTORENENTWICKLUNG Beitrag zur Betriebssicherheit des Verbren- halten werden. Für ein aktives Tem­ nungsmotors geleistet werden. Die Ent- peraturmanagement wird zudem eine DipI.-Ing. Dr. Rainer Aufscher, Miba Bea- wicklung und Validierung der Komponen- elektrische Heizfunktion integriert. ring Group, Miba Gleitlager Austria GmbH, ten bis hin zur Erprobung im fertigen stellt ein inte­lligentes Gleitlager vor, das in Motor erfolgte in verschie­denen Umge- EMISSIONSVERHALTEN einem multidisziplinären Verfahren unter bungen. Das Basissystem mit drahtloser VON EURO-6B BIS Einbindung von Sen­soren, Signalübertra- Signal­über­tragung, adaptierten Tempera- 6D-TEMP-DIESEL-PKW gung und Daten­analyse erarbeitet wurde. tursensoren und intelligentem Netzwerk Damit sollen weitere Informationen aus aus verschiedenen Informa­tionssystemen Rod Williams, Shell, präsentiert für zeigt gute Leistung und Robustheit. Die Concawe eine laufende Studie zu Emis­ ersten geeigneten Systeme in Kombination sionswerten von Diesel-Pkw für eine mit dem intelligenten Lagersystem für den Reihe von Testszenarien und Fahrzeugen. VORTRAGENDE Einsatz in Motoren liegen bereits seit dem Sachgerecht kalibrierte, mit AGR und SCR ersten Halbjahr 2019 vor. ausgestattete Dieselfahrzeuge sind in der

Lage, in den Testzyklen NOx auf Euro-6d unterschreitende Werte zu beschränken. TURBOLADERKATALYSATOR Bei anspruchsvollen, verstopften, kalten, Für die Continental Emitec GmbH prä- städtischen Bedingungen beschränkte der

sentiert Dipl.-Ing. Rolf Brück den Turbo- mit LNT als primäre NOx-Reduktionsein- DipI.-Ing. Dr. R. Aufscher laderkatalysator, eine Kombination von richtung ausgestattete, getestete Diesel- Miba Bearing Group, Miba Gleitlager Turbolader und Katalysatortechnologie. Pkw, das NOx nach dem Kaltstart ausrei- Austria GmbH, Laakirchen, Österreich Dieser erlaubt einen extrem kompakten chend. Die mit Harnstoff-SCR ausgerüste- Aufbau eines neuen innovativen Kataly- ten Fahrzeuge zeigten dagegen erst nach satorsystems. Gleichzeitig steigert die 2 bis 3 min Aufwärmen eine gute Leis-

räumliche Verlagerung des Wastegate- tung. Ein Vorteil bei der Kaltstart-NOx- ventils und des Turbinenaustritts die Minimierung durch die im Euro-6d-Temp- Effzienz des Turboladers signifkant. Fahrzeug eingesetzte PNA war ebenfalls Im Hochlastpunkt führt eine perfekte offensichtlich. Typische künftige Diesel- Dipl.-Ing. R. Brück Vermischung der Wastegateströmung nachbehandlungssysteme werden wahr- Continental Emitec GmbH, Lohmar, Deutschland mit dem Hauptabgasmassenstrom aus scheinlich von der Kombination von SCR der Turbine zu einer Minderung der mit LNT- und/oder PNA-Technologien lokalen Spitzentemperaturen am Ring­ proftieren. Der Fortschritt durch die suk- katalysator, wodurch das Lambda- zessiven Teilstufen der Euro-6-Zertifzie- 1-Kennfeld erweitert werden kann. rung führt nicht unbedingt zu möglichst Durch die funktionsübergreifende Ent- geringen Emissionen. In einigen Fällen wicklung des Turboladerkatalysators erfüllen OEMs möglicherweise unter können alle Anforderungen an Turbo­ anderem die Euro-6d-Temp-spezifschen R. Williams Shell, lader, Katalysatorsystem, Sensoren und Anforderungen, anstatt die Emissionen London, Großbritannien Motorsteuerung erfüllt und damit zu minimieren.

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Neue Ottomotoren

Der Ottomotor wird langfristig immer stärker von elektrischen Kompo- nenten unterstützt und seinen wesentlichen Anteil am Pkw-Antriebs- strangportfolio beibehalten. Ziel ist es, CO2-Emissionen zu reduzieren.

9A2evo-Motor des neuen Porsche 911 (© ÖVK | Klaus Ranger)

SECHSZYLINDER-BOXERMOTOREN energie-Zündsystem, Direkteinsprit- für niedrige Reibung und erhebliche IM NEUEN PORSCHE 911 zung und hoch-tumble Einlasskanälen Gewichtsreduktion sind umgesetzt. Ein entwickelt. Dieses Brennverfahren ist aktives Wärmemanagement sorgt für ziel- Dipl.-Ing. Thomas Wasserbäch, in einem 2,0-l-Vierzylindermotor mit gerichtete Kühlung. Das variable, multi- Dr. Ing. h.c. F. Porsche AG, stellt den einem stu­fenlos variablen Ventilhub­ diskrete Tripower-Ventilhubsystem ermög- neuen Sechszylinder-Turbomotor 9A2evo system, einem Turbolader mit variabler licht frühes Einlassschließen, Zylinder­ im Porsche 992 vor. Im Fokus steht die Geometrie und einem 48-V-Kompressor deaktivierung und hohen Ventilhub. weitere Steigerung von Performance, implementiert. Ein Abgasnachbehand- Effzienz und Emotion. Eine weitere Leis- lungssystem mit vollständiger RDE-Kon- ELEKTRIFIZIERTE tungssteigerung der B6-Turbomotoren auf formität beinhaltet auch die Regelung VERBRENNUNGSMOTOREN 111 kW/l konnte im Wesentlichen durch der NO -Emissionen und der Partikel­ x FÜR VOLUMENHERSTELLER Optimierung der Motorperipherie im emissionen bis zu Durchmessern von

Bereich der Luftansaugung, der Abgas- 10 Nm. Die Mager-NOx-Reduktion wird Dr. Matthias Alt, Opel Automobile GmbH, führung und durch brennverfahrenssei- durch einen NOx-Speicher-Katalysator sieht den Hybridantrieb als Weiterent- tige Maßnahmen erreicht werden. Ein in Kombination mit einem nach­ge­ wicklung des klassischen Verbrennungs- Entwicklungsschwerpunkt lag zusätzlich schalteten SCR-System erreicht. motors und nicht als Konkurrenz. Groupe auf der Erfüllung aller marktspezifschen PSA wird in Europa in überschaubarer Gesetzes­vorgaben mittels entsprechen- Zeit alle neuen Verbrennungsmotoren 2,0-L-TURBOMOTOR der Bauteildimensionierung und Opti­ mit Elektromotoren kombinieren und VON GENERAL MOTORS mierung der Katalysatorfunktionalitäten. optimieren. Die bisherige Entwicklung Nach dem Drei-Wege-Katalysator kommt Für General Motors stellt Kevin Luchansky zu turboauf­geladenen direkteinspritzen- nun erstmalig im Sportwagen 911 ein einen neu entwickelten Ottomotor der den Motoren mit Miller-Brennverfahren Partikelflter zum Einsatz. leichten Full-Line-Baureihe vor. Hierbei ist dabei eine gute Wahl für elektrifzierte gibt es sechs effzienzrelevante Kernbau- Motoren. Das Unternehmen wird die steine, die branchenführende CO -Emissio- Drei- und Vierzylinder-Turbomotoren mit MAGER-OTTOMOTOR FÜR 2 nen und Fahrleistungen liefern: Das Fokus auf elek­trifzierte Antriebsstränge REDUZIERTE CO -EMISSIONEN 2 Brennverfahren mit hoher Ladungsbewe- weiterentwickeln. Mit diesen elektrifzier- Dr. Richard Osborne, Ricardo, präsen- gung ermöglicht mit 91 RON-Kraftstoff 22 ten Antriebsaggregaten und reinen BEV- tiert einen aufgeladenen Ottomotor mit bar effektiven Mitteldruck. Der integrierte Antrieben wird Groupe PSA weiterhin ein

Direkteinspritzung, der CO2-Emissionen Auspuffkrümmer und der Dual-Volute- großes Angebot an effzienten und saube- reduzieren soll. Dazu wurde ein mager- Turbolader liefern das Spitzendrehmo- ren Fahrzeugen für alle Kunden weltweit homogenes Brennverfahren mit Hoch- ment schon ab 1500/min. Technologien anbieten können.

VORTRAGENDE

Dipl.-Ing. T. Wasserbäch Dr. R. Osborne K. Luchansky Dr. M. Alt Dr. Ing. h.c. F. Porsche AG, Ricardo, General Motors, Opel Automobile GmbH, Weissach, Deutschland Shoreham-by-Sea, Großbritannien Pontiac, MI, USA Rüsselsheim, Deutschland 14 Wiener Motorensymposium

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E-Antriebe

Die vorgestellten neuen Fahrzeuge und die ambitionierten Strategien der Automobilhersteller zur Diversifzierung der Elektrofotte stellen auch höchste Herausforderungen an die notwendige Ladeinfrastruk- tur und das Stromnetz. Neuer modularer E-Antriebs-Baukasten von Volkswagen (© ÖVK | Klaus Ranger)

FAHR- UND LADEVERHALTEN Hinterachsantrieb im MEB besteht aus fünf Rekuperationsmodi ermöglichen VON GM-ELEKTROFAHRZEUGEN einer hocheffzienten permanenterregten eine indi­viduelle Konfguration des Synchronmaschine, einem reibungsopti- elektrischen Antriebs von extrem sport- Matthew Tobin, General Motors Com- mierten Einganggetriebe und einem an lich bis hin zu optimal verbrauchseffzi- pany, berichtet, dass die Elektrofahr- die E-Maschine angebauten hochkom- ent. Der EQC trägt an Vorder- und Hin- zeuge (EV und PHEV) des Unterneh- pakten Pulswechselrichter. In Verbin- terachse je einen elektrischen Antriebs- mens bisher über 6 Milliarden km dung mit der Lithium-Ionen-Hochvolt­ strang mit Asynchronmaschine. zurückgelegt haben. Mit Onstar wurden batterie stellt der E-Antrieb im neuen Nutzungsdaten von mehr als 100.000 Volkswagen ID ein maximales Dreh­ LADEINFRASTRUKTUR FÜR Fahrzeugen über einen Zeitraum von moment von 310 Nm und eine maxi- BATTERIEELEKTRISCHE FAHRZEUGE zwei Jahren analysiert. Tobin zeigt die male Leistung von 150 kW bereit. Für Auswertungen zum Fahrverhalten des Allradantriebe steht zusätzlich ein koa­ Dr. Werner Tober, Technische Univer­ Chevrolet-Bolt-EV mit großer Reichweite xialer E-Antrieb für die Vorderachse sität Wien, untersucht im Hinblick auf und zwei Generationen der Chevrolet zur Verfügung. steigende BEV-Bestände die erforder­ Volt-Elektrofahrzeuge mit erweiterter liche Ladeinfrastruktur. Bis 2030 wird Reichweite. Zusätzlich vergleicht er ein BEV-Bestand von 11 % beim Pkw MERCEDES-BENZ EQC anhand von Standardmetriken das und 6,5 % beim leichten Nutzfahrzeug Ladeverhalten der Kunden zwischen Jürgen Schenk, Daimler AG, stellt mit erwartet. Deren Ladevorgänge erzeu- Bolt-EV und Volt und abschließend das dem EQC das erste Elektrofahrzeug gen eine Spitzenlast von 1,1 GW. Das elektrische Fahren von Gen1- und Gen2- aus einer neuen Epoche vor. Das Fahr- entspricht 11 % der derzeitigen Spitzen- Volt sowie die Batterieausnutzung. zeug besitzt einen 300-kW-Allradan- last. Der zusätzliche Energiebedarf im trieb mit 765 Nm Drehmoment und Jahr 2030 beträgt 2,2 TWh beziehungs- einer intelligenten Drehmomentver­ weise 3,2 % des derzeitigen Bedarfs. MODULARER E-ANTRIEBS- teilung für optimale Agilität in allen Die Untersuchung typischer lokaler Ver- BAUKASTEN VON VOLKSWAGEN Fahrsituationen bei gleichzeitiger teilernetzmodelle zeigt, dass bis 2030 Dr. rer. nat. Karsten Bennewitz, Volks- Optimierung des Verbrauchs durch keine unzulässigen Überschreitungen in wagen AG, präsentiert die Antriebssys- Kennfeldoptimierer. Die Lithium- einem typischen Netz und daher keine teme im Modularen Elektrifzierungs- Ionen-Batterie­ aus eigener Produk- Netzerweiterungsmaßnahmen zu erwar- Baukasten (MEB), dessen Komponenten tion mit 80 kWh speicherbarer Energie ten sind. In 2030 werden rund 860.000 den Aufbau unterschiedlich elektrifzier- kann mit 110 kW DC schnell geladen Ladestellen benötigt, wodurch sich Kos- ter Antriebssysteme für Elektrofahr- werden. Die fünf Fahrprogramme für ten von 6,1 Milliarden Euro ergeben, zeuge ermöglichen. Der achsparallele individuelle Fahreigenschaften und also 9800 Euro pro Fahrzeug.

VORTRAGENDE

M. Tobin Dr. rer. nat. K. Bennewitz J. Schenk Dr. W. Tober General Motors Company, Volkswagen AG, Daimler AG, Technische Universität Wien, Detroit, MI, USA Wolfsburg, Deutschland Stuttgart, Deutschland Wien, Österreich

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Low Emission

Optimierte Komponenten und Betriebsstrategien führen in Kombina- tion mit dem Emissionsstandard Euro-6d zu einer deutlich besseren Luftqualität in den europäischen Städten, ohne den Kraftstoffver- brauch zu kompromittieren. Neues GDi-System von Delphi Technologies (© ÖVK | Klaus Ranger)

GDI-SYSTEM VON sind so gewählt, dass nur mäßige Fahrbedingungen zu überprüfen. Die an- DELPHI TECHNOLOGIES Mehrkosten entstehen. Elemente wie gepasste Systemkalibrierung zielt darauf die doppelte Adblue-Dosierung werden ab, weitere Komponenten zu berücksich­ Für Delphi Technologies präsentiert bereits für die Markteinführung vor­ tigen, und erlaubt es, während der Tests Dr. techn. Walter F. Piock ein neues bereitet. Die Fortschritte gehen nicht in der Stadt (28 bis 47 mg/km) und auf GDi-System für Kraftstoffdrücke bis zu zu Lasten des grundsätzlichen Ver- der Autobahn (3 bis 63 mg/km) eine

600 bar. Am Injektor wurden festigkeits- brauchsvorteils des Diesel-Antriebs- hohe DeNOx-Umwandlungseffzienz von bedingte Modifkationen durchgeführt. strangs, sodass der Verbrauchseinfuss über 84 % zu erreichen. Die CO2-Emissi- Durch Optimierung des magnetischen aller Emissionierungsmaßnahmen in onen steigen aufgrund des aktiven Wär- Pfads konnte bei identischen Außen­ einem gemischten Kundenprofl klein memanagements an, bleiben jedoch bei abmessungen die elektrische Energie­­an­ ist. Zielvision sind zukunftsfähige Die- den WLTC- und RDE-Tests unter 3 %. forderung unverändert belassen werden. sel- und Ottomotoren-Antriebsstränge Die Einkolben-Hochdruckpumpen­tech­ mit „Near-Zero Air Quality Impact“. nologie ist an die höheren Drücke Zudem zeigt Kufferath, dass das vorran- festigkeitsmäßig angepasst. Um dem gige Ziel der Euro-6d-RDE-Regulierung, Bedarf an hohem volumetrischen mindestens 95 % des Fahrens abzubil- VORTRAGENDE Lie­fergrad bei niedrigen Drehzahlen den, in den maßgeblichen Teilen erreicht und hohen Drücken gerecht zu werden, worden ist. Damit wird Euro-6d zur wurde eine interne Dichtung einge- deutlichen Verbesserung der Luftqualität führt. Zusätzlich zu den hydraulischen in den europäischen Städten beitragen. Komponenten wurden auch die Steue- rungshardware und -software weite­r- DIESEL-ANTRIEBSSTRANG entwickelt, um die gesteigerte Ein­ VON AECC Dr. techn. W. F. Piock spritzgenauigkeit über die Fahrzeug­ Delphi Technologies, lebensdauer zu garantieren. Die Motor­ Der Fokus von Dr. Joachim Demuynck, Bascharage, Luxemburg ergebnisse unterstreichen das Potenzial AECC, liegt auf der optimierten Inte­ einer weiteren Erhöhung des Kraftstoff- gration eines LNT- und Dual-SCR- drucks, um den Ottomotor noch saube- Nachbehandlungssystems sowie eines rer und effzienter zu machen. 48-V-Mildhybrid mit einem LP- und HP- AGR-Dieselmotor. Neben der Drehmo- mentunterstützung und der Rekupera- DIESEL-ANTRIEBSSTRANG tion der Bremsenergie wurde das Hybrid- Dr.-Ing. A. Kufferath VON BOSCH Robert Bosch GmbH, system verwendet, um vorübergehende Stuttgart, Deutschland Dr.-Ing. Andreas Kufferath, Robert Bosch NOx-Peaks während der Beschleunigun- GmbH, analysiert an einem Versuchs- gen zu minimieren und die fette Spülung fahrzeug, welche weiteren Reduktionen bei der LNT-Regeneration zu ermögli- der Stickoxide auch unter anspruchsvol- chen. Die modellbasierte Steuerung der len Fahr- oder Umgebungsbedingungen SCR-Komponenten erlaubt hohe DeNOx- erreicht werden können. Gegenüber Wirkungsgrade ohne NH3-Schlupf. Es dem vorherigen Stand konnten noch- wurden verschiedene Emissionstests Dr. J. Demuynck mals deutliche Verbesserungen erzielt durchgeführt, um die Robustheit der AECC, werden. Die Hardwareoptimierungen NOx-Kontrolle bei unterschiedlichen Brüssel, Belgien 16 Wiener Motorensymposium

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Brennstoffzelle

Der immer breitere Einsatzbereich der Brennstoffzelle, speziell bei Schwerlastanwendungen mit hohen Anforderungen hinsichtlich Leis- tung, Nutzlast und Reichweite, führt zu einer massiv beschleunigten Entwicklung mit neuen systematischen Prozessen, Methoden und Werkzeugen. Brennstoffzellenfahrzeug der AVL (© ÖVK | Doris Kucera)

BRENNSTOFFZELLENSYSTEME lensystems folgt der Logik der Ent­ Doppel­systemen für leistungsstarke UND STACKS wicklung von kon­ventionellen Antriebs- Anwen­dungen. Mit dem bereits systemen und fndet meistens nach erfolgreich umgesetzten modularen Dipl.-Ing. Juergen Rechberger, AVL List einem V-Prozess statt. Fahrzeuganforde- Ansatz bereitet sich die Daimler AG GmbH, präsentiert die Herausforde­ rungen werden heruntergebrochen bis auf eine breite Einsetzbarkeit der rungen bei der Entwicklung von auf die Kom­ponentenebene und durch Brennstoffzellen­technologie vor, um Brennstoffzellensystemen und Stacks. entsprechende Auslegung der Kom­ maximal fexibel auf die jeweiligen AVL hat einen Serienentwicklungs­ ponente in ein Design überführt. In Marktanforderungen reagieren zu prozess für Brennstoffzellen etabliert den letzten Jahren wurde speziell ein können. und beträchtliche Ressourcen in Simu­ hoch­dynamischer Systemteststand lations- und Test­lösungen investiert. für Brennstoffzellen entwickelt, mit BRENNSTOFFZELLEN- ODER Die Entwicklung eines Brennstoffzel­ inte­grierter Klimakammer, Medien­ BATTERIEANTRIEBSSYSTEME? konditionierung und vereinfachter Höhen­simulation. Dieser Prüfstand Nach William H. Pettit, BS, ist erlaubt hoch­dynamische Prüfäufe General Motors seiner Vision „Zero VORTRAGENDE von Brenn­stoffzellen­systemen, Crashes, Zero Emissions and Zero gekoppelt an eine HiL-Fahrzeugsimu­ Congestion“ verpfichtet. Batterieelek­ lation unter möglichst realitätsnahen trische Fahrzeuge bieten hohe Effzi- Umweltbedingungen. enz und Leistung. Einige Anwendun- gen erfordern jedoch größere Reich­ weiten und kürzere Tankzeiten. Daher MODULARE BRENNSTOFF­ umfasst ein vollständiges elektrifzier- ZELLENAGGREGATE Dipl.-Ing. J. Rechberger tes Portfolio auch die Brennstoffzellen- AVL List GmbH, Graz, Österreich Prof. Dr. rer. nat. Christian Mohrdieck, technologie. Diese beiden Antriebs­ Mercedes-Benz Fuel Cell GmbH, systemelemente ergänzen sich und Daimler, spricht über modulare Brenn- können so konfguriert werden, dass stoffzellenaggregate für Pkw und Nfz der Kundennutzen maximiert wird. sowie stationäre Anwendungen. Der- Die nahtlose Kom­bination dieser Tech- zeit wird ein modularer Entwicklungs- nologien bietet ein außergewöhnliches ansatz verfolgt, der schnell und fexi- Fahrerlebnis in Bezug auf Leistung, Prof. Dr. rer. nat. C. Mohrdieck bel auf neue Applika­tionen reagieren Reichweite, akzeptable Betankungs-/ Daimler-Konzern, Mercedes-Benz kann und dabei hilft, Entwicklungs- Ladezeit, Effzienz und verschiedene Fuel Cell GmbH, Kirchheim unter Teck/Nabern, Deutschland und Produktkosten selbst bei geringen Ebenen der autonomen/interaktiven Stückzahlen zu senken. Dieser modu- Fähig­keiten. Pettit spricht einige lare Ansatz basiert darauf, eine mög- Kernpunkte der Dimensionierung von lichst hohe Gleichheit in verschiedenen Batterie- und Brennstoff­zellenelemen­ Aggregaten zu erzielen, also nach Mög- ten fortschrittlicher Antriebssysteme lichkeit gleiche Sys­temarchitekturen, für eine Reihe von Anwendungen an, gleiche Basistech­nologien, ein Maxi- einschließlich großer Nutzfahrzeuge. mum an Gleichteilen und nicht zuletzt Die Auswirkungen auf die Betriebs­ W. H. Pettit, BS General Motors Company, die modulare Nutzung von Aggregaten, kosten und die Infrastrukturreife Pontiac, MI, USA zum Beispiel das Verschalten zu werden diskutiert.

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Bosch zeigt Komponenten für Dieselmotoren mit Abgasnachbehandlungssystem (© ÖVK | Klaus Ranger)

Neue Dieselmotoren

Moderne Dieselmotoren erfüllen durch innovative Brennverfahren und Abgasnachbehandlungssysteme den Emissionsstandard Euro-6d nach WLTP und RDE. Zur Steigerung der Dynamik werden 48-V-Mild- hybrid-Systeme und elektrisch angetriebene Verdichter zunehmend eingesetzt.

MILDHYBRID-KONZEPT Das Gewicht konnte durch den Alumini- und Ölkreislaufs, Maßnahmen im Kur- MIT VOR-TURBO-ABGAS­ umzylinderblock stark verringert wer- beltrieb, bis zu 2500 bar Einspritzdruck NACHBEHANDLUNG den. Die 2200-bar-Kraftstoffeinspritzung und Opti­mierungen des Brennverfah- zeigt in Verbindung mit der neu entwi- rens steigern Leistung und Effzienz Für die FEV Europe GmbH untersucht ckelten spritzgeteilten Brennkammer wesentlich. Ein kombiniertes Nieder- Dr.-Ing. Markus Schönen simulativ das reduzierte Roh-PM-Emissionen. Durch druck- und Hochdruck-Abgasrückfüh- Potenzial eines vor dem Turbolader Optimierung des Turboladers wurden rungssystem, in Ver­bindung mit der angeordneten Abgasnachbehandlungs- Aufadung und Abgasexpansionseff­ motornahen Abgas­­nachbehandlung systems (PT-AGN) zur Verringerung der zienz erhöht. Das Dual-Loop-AGR-Sys- (NOx-Speicherkata­lysator und Diesel­

Schadstoff- und CO2-Emissionen. Paral- tem mit kugelgelagertem Turbolader partikelflter mit SCR-Beschichtung), lel dazu wird ein PT-AGN-System in wurde zur Erfüllung der neuen Abgas- trägt auf hoch­effziente Weise zur Kombination mit einem 48-V-System norm und zur Verbesserung des Tran­ Reduzierung der Emissionen bei. mit RSG und E-ATL in ein Fahrzeug inte­ sientverhaltens im Fahrzeugfahrmodus griert. Bei der Rekuperation zeigen sich eingesetzt. Es wurde ein motornaher

Vorteile für den RSG im Vergleich zum Dieselpartikelflter mit magerem NOx- E-ATL. Der Einfuss des Pre-Turbine- Speicherkatalysator und Harnstoff-SCR Katalysatorvolumens auf den Mehrver- angewendet. Die wichtigsten techni- VORTRAGENDE brauch ist vergleichsweise gering. Auf schen Entwicklungen sind eine Steige- dieser Basis wurde eine Auslegung des rung der Leistung um 4 %, eine um Abgasnachbehandlungssystems, der Sys- 6 % verbesserte Leistungsdichte sowie temkomponenten und der Betriebsstrate- eine Verbesserung des Kraftstoffver- gie durchgeführt. Als Randbedingung brauchs um 6 % bei Erfüllung von dient ein Euro-7-Szenario mit den Grenz- Euro-6d-WLTC und zweiter RDE-Stufe. werten 35 mg/km NOX, 50 mg/km HC Dr.-Ing. M. Schönen und 500 mg/km CO bei einem CF von 1. FEV Europe GmbH, 3,0-L-V6-TDI-GEN.3-MOTOR Als Ziellayout konnte ein 1,0 l DOC mit Aachen, Deutschland MIT ELEKTRISCHEM VERDICHTER HD-AGR nach DOC, ein 1,0 l LT-SCR in Kombination mit einem 2,0 l SDPF und Dipl.-Ing. (FH) Thomas Reuss, Audi AG, anschließendem 5,0 l UB-SCR nach stellt den neuen 3,0-l-V6-TDI-Gen.3 mit Turbolader identifziert werden. Dieses elek­trisch angetriebenem Verdichter System erreicht in allen Zyklen, mit (EAV) vor, den Nachfolger des 3,0-l-V6- Ausnahme von BAB-160, die gesetzten TDI-Biturbo. Die Kombination aus ein- Zielemissionen. stufger Abgasturboaufadung mit EAV J. Chun, M. Sc. Hyundai Motor Group, und 48-V-Mildhybrid-System erlaubt eine Namyang, Südkorea dynamischere Kraftentfaltung über den 2,2-L-VIERZYLINDERDIESELMOTOR gesamten Drehzahlbereich. Ergebnisse Jerok Chun, M. Sc., Hyundai Motor der Weiterentwicklung dieser V6-TDI- Group, präsentiert den neuen Hyundai- Motorengeneration sind die Erfüllung Kia 2,2-l-Vierzylinderdieselmotor Smart- der neuen Zulassungsbedingungen stream D2.2 FR. Das Motordesign kann nach WLTP und RDE mit der Emissions- auf Drei- und Sechszylinder-Konzepte norm Euro-6d-Temp, eine hohe Effzienz Dipl.-Ing. (FH) T. Reuss erweitert werden. Im Motor wurde der und ein herausragendes Anfahrverhal- Audi AG, Bohrungsabstand signifkant reduziert. ten. Die Weiterentwicklung des Kühl- Neckarsulm, Deutschland 18 Wiener Motorensymposium

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AVL zeigt den Verbrennungsmotor 4.X – die Umsetzung als modulare Elektrifzierung (© ÖVK | Klaus Ranger)

Zukünftige Antriebskonzepte

Die Kombination von Elektrifzierung, innovativen Komponenten und Abgasnachbehandlungssystemen sowie deren konsequente Optimierung zeigt beim verbrennungsmotorischen Wirkungsgrad in Richtung 50 %.

INNOVATIVES SMART-G-KONZEPT MODULARE ELEKTRIFIZIERUNG MODULARE HYBRID- ANTRIEBSSTRANG-FAMILIE Taro Tabata, Denso Corporation, Nach Dr. Günter Fraidl, AVL List präsentiert das neue Smart-G-Kon- GmbH, kann die Hybridisierung Dr. Håkan Sandquist, CEVT Powertrain zept als innovatives Otto-System. den Betrieb des Verbrennungsmotors Engineering, und Shubo Li, M. Sc., Geely Die Entwicklung der Denso-Benzin­ auf den Bereich der besten Effzienz Powertrain Research Institute, arbeiten systeme berücksichtigt die Anforde­ fokussieren und so viel konsequenter gemeinsam an einem modularen, fexi­ rungen der verschiedenen Märkte optimieren. In Verbindung mit neu­ blen Antriebsstrang­aufbau für den Ein- weltweit. Dabei kann das fexible en Kom­ponenten wie verbesserten satz in mehreren Marken der Geely Hol- Motorsteuerungssystem Smart-G eine Auf­adesystemen, Maßnahmen zur ding-Gruppe. Die Antriebsstrangstrategie Vielzahl von Antriebssträngen vom Klop­f­unterdrückung sowie verfeiner- von Geely Auto umfasst eine modulare konventionellen Verbrennungsmotor ten Abgasnachbehandlungs­systemen Reihe von verbrennungsmotorbasierten bis hin zu Vollhybriden abdecken. sind erhebliche Fortschritte sowohl Antriebssträngen mit modularer Elektri­ Kern ist eine hocheffziente, verbes- auf dem Weg zu „50 % maxi­maler fzierung, ergänzt um die BEV-Antriebs- serte Verbrennung in Kombination Wirkungsgrad“ als auch in Rich- stränge. Die auf einem 1,5-l-TD-Dreizylin- mit einem fortschrittlichen Abgasnach­ tung „Zero Impact Emission“ zu dermotor und einem 7DCT-Getriebe behandlungssystem mit hohen Kon­ verzeichnen. AVL hat bereits Gesamt­ basierende modulare Powertrain-Familie versionsraten. Hierdurch lassen sich wirkungsgrade von Mehrzylinder­ ist in drei Elektrifzierungsstufen auf dem gesteigerte thermische Wirkungs- motoren mit vorhandenen Technolo- Markt: MHEV-48-V, HEV und PHEV. Der grade und geringe Abgasemissionen gien über 43 % (λ=1) und sogar HEV-Antriebsstrang als neueste Erweite- erreichen. Denso hat dazu vier tech­ nahe 45 % (mager) nachgewiesen. rung verbessert die Effzienz des Gesamt- nische Lösungen entwickelt: einen Basierend auf den Ergebnissen von systems. Er verfügt über einen Verbren- variablen Ventiltrieb mit präziser und Einzylinder-Forschungsmotoren und nungsmotor, den Dreizylinder-1,5-l-T- stabiler Phasenlage, ein Kraftstoff­ der Simulation künftiger Komponen- Miller mit hohem thermischen Wirkungs- einspritzsystem mit hochhomogenem ten ist der Weg in Richtung 50-%- grad in einem breiten Betriebsbereich Spray und reduziertem Wandauftrag, Wirkungsgrad und darüber hinaus und unterstützt Verbesserungen der eine Zündtechnologie für stabile bereits sichtbar. Die Lösungen müssen System­effzienz. Der HEV-Antriebs- Flammenkern­bildung und ein Abgas- jedoch die Produktionsfähigkeit in strang im Lynk & Co 01 ist im NEFZ mit nachbehandlungssystem zur Reduzie- einem künftigen Umfeld mit wesent- 4,8 l/100 km zertifziert – eine Verbes­ rung der Emissionen für sämtliche lich verschärften Emissionsanfor­de­ serung von mehr als 25 % im Vergleich Fahrbedingungen. rungen unter Beweis stellen. zum herkömmlichen Antriebsstrang.

VORTRAGENDE

T. Tabata Dr. G. Fraidl Dr. H. Sandquist S. Li, M. Sc. Denso Corporation, AVL List GmbH, China Euro Vehicle Technology, Geely Powertrain Research Institute, Aichi, Japan Graz, Österreich Göteborg, Schweden Cixi, China

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Kraftstoffe

Defossilisierte Mobilität bis 2050 ist möglich. Die Substitution fossiler Kraftstoffe durch Elektrizität, Wasserstoff oder synthetische E-Kraft-

IAV präsentiert den Weg zur CO2-neutralen stoffe setzt große Investitionen voraus und wird in den nächsten Mobilität im Jahr 2050 (© ÖVK | Klaus Ranger) Jahren zu einem zunehmenden Wettbewerb der Technologien führen.

VORTRAGENDE

SYNTHETISCHER KRAFTSTOFF-STUDIE KRAFTSTOFF-BLEND Dr. Ulrich Kramer, Ford Werke GmbH, Nach Dr.-Ing. Otmar Scharrer, Mahle präsentiert Optionen zur vollständigen International GmbH, können alternative Defossilisierung des Transportsektors.

Kraftstoffe die verkehrsbedingten CO2- Dazu haben Forscher und Ingenieure Emissionen, beispielsweise in der Fahr- unter der Koordination der FVV-Kraftstoff- Dr.-Ing. O. Scharrer Mahle International GmbH, zeugbestandsfotte, weiter senken. gruppe Lösungen für eine vollkommene Stuttgart, Deutschland

Aktuell gibt es keine Möglichkeit, den CO2-Neu­tralität im deutschen Transport-

CO2-Vorteil dieser Kraftstoffe für die sektor erarbeitet. Dabei wurden drei Flottenverbräuche der OEMs anzurech- Hauptpfade berücksichtigt: direkte Nut- nen. Eine Markteinführung syntheti- zung elektrischer Energie in batterieelek­ scher Kraftstoffe sollte daher mit der trischen Fahrzeugen, zen­trale und dezen­ bilanzierten Zumischung zum aktuellen trale Wasserstoff-Produktion zur Nut-

Kraftstoff beginnen. Mahle untersucht zung in Brennstoffzellenfahrzeugen und Dr.-Ing. W. Willems zusammen mit Porsche die Umsetzbarkeit E-Kraftstoffe zur Verwendung in Verbren- Ford Werke GmbH, von Dimethylcarbonat(DMC)-Blends am nungsmotoren. Im Fokus der Studie steht Aachen, Deutschland Motorprüfstand und im Fahrzeug. Im ers- ein quantitativer ökonomischer Vergleich ten Schritt wird die Rückwärtskompatibili- der Mobilitäts­kosten und des Primär­en­er­ tät von DMC-Blends ohne Hardware- oder gie­bedarfs der verschiedenen Kraftstoff- Steuergeräteanpassungen am Vollmotor- Antriebs­strangkombinationen. prüfstand und im Fahrzeug ermittelt. BENZINÄHNLICHE KRAFTSTOFFE Dr. U. Kramer DME/OME1 Nach Dr.-Ing. Hyun-Woo Won und Dr. Ford Werke GmbH, Köln, Deutschland Dr.-Ing. Werner Willems, Ford Werke Vittorio Manente von Aramco Overseas GmbH, stellt Methylether-Kraftstoffe Company B.V. ist es möglich, einen saube- (DME/OME1) als nachhaltige Kraftstoffe ren Antriebsstrang durch die Kombination für dieselmotorische Anwendungen vor. eines sauberen kraftstoffähnlichen Ben- In Analysen von fundamentalen Sprayun- zins mit einem hocheffzienten thermody- tersuchungen, Einzel- und Multi-Zylinder- namischen Zyklus zu schaffen. Benzin- untersuchungen sowie Fahrzeugdemon­s­ ähnliche Kraftstoffe (HRG) mit höherer tratoren wurden die neuartigen Kraftstoffe Reaktivität können die NO - und Partikel- Dr.-Ing. H. Won X Aramco Overseas Company B.V., in Bezug auf Emissionsbildung, Effzienz emissionen reduzieren, wenn sie in Kom- Rueil-Malmaison, Frankreich und Kompatibilität zu konventioneller pressionszündungsmotoren (CI-Motoren) Dieselmotorentechnik betrachtet. Hierbei eingesetzt werden. Die Ingenieure passten ergaben sich vielversprechende Erkennt- unter anderem das Brennraumdesign an nisse hinsichtlich Emissionsminderung diesen Kraftstoff an und bewerteten ver- und Effzienzsteigerung. Für Nutzfahr- schiedene Luftpfad- und Nachbehand- zeuge wurde erstmals ein OME1-basierter lungssysteme an einem Mehrzylinder-

Vollmotor entwickelt. Auch die Pkw-bezo- CI-Motor. Die Ergebnisse zeigen einen Dr. V. Manente genen Analysen, die vor allem mit dem 5,5-%-CO2-Vorteil von HRG im Vergleich Aramco Overseas Company B.V., Flüssiggas DME durchgeführt wurden, zum Diesel bei gleichzeitiger Erfüllung Rueil-Malmaison, Frankreich zeigten signifkante Verbesserungen. der Euro-6-Emissionsanforderungen. 20 Wiener Motorensymposium

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Innovative Motoren

Die gesamtoptimale Kombination von Optionen wie variables Kompressionsverhältnis, Miller-Zyklus, Wassereinspritzung und Iwis Motorsysteme zeigt ein System zur variablen Verdichtung (© ÖVK | Doris Kucera) Zylinder­abschaltung erlaubt höchste Effzienz und maximale Leistungssteigerung unter Berücksichtigung der Emissionsgesetzgebung.

VORTRAGENDE 200 KW/L BEI λ=1 VARIABLES KOMPRESSIONSVERHÄLTNIS Dr. Johannes Scharf, FEV Europe GmbH, behandelt den Zielkonfikt zwischen Dr. Kai Arens, Iwis Motorsysteme GmbH, Leistungssteigerung und Umstellung und Dr. Helfried Sorger, AVL List GmbH, auf λ=1 im gesamten Betriebskennfeld stellen mit Dual Mode VCS eine Technik mit Fokus auf die Entwicklung eines Dr. K. Arens zur Umsetzung eines variablen Kompres- sportlichen Antriebs. Ein Brennverfah- Iwis Motorsysteme GmbH & Co KG, München, Deutschland sionsverhältnisses (VCR) vor. Hierbei ist ren für 200 kW/l wird vorgestellt, des- der VCR-Mechanismus in eine Pleuel- sen Kernelemente Einlasskanäle mit stange integriert. Bei dieser Umsetzung exzellenter Ladungsbewegung und kann die Pleuelstange in zwei Stufen Füllung und eine brennraumnahe angepasst und so das Kompressionsvolu- Wassereinspritzung sind. Zur Verbes­ men verändert werden. Die vorgestellte serung des Ansprechverhaltens wird Lösung lässt sich durch kleine Anpassun- der Tur­bolader elektrisch unterstützt

Dr. H. Sorger gen der Motorenarchitektur in bestehende und turbinen- und verdichter­seitig AVL List GmbH, Motorenfamilien integrieren. Arens zeigt mit Variabilität ausgestattet. Der Motor Graz, Österreich Entwicklungsfortschritte und die Bestäti- ist eingebettet in ein elektri­fziertes gung des Konzepts, nachgewiesen durch Antriebssystem. Zur Erreichung einer befeuerte Motorenversuche. Weiterhin Emissionierung nach der erwarteten werden Ergebnisse zum konsistenten und Euro-7-Gesetzgebung wird ein bank­ schnellen Schaltverhalten mit hoher Wie- individuelles Abgasnachbehandlungs­ derholgenauigkeit präsentiert. system eingesetzt.

M. S. Choi, Ph. D. Hyundai Motor Co R&D Center, VERBESSERUNG DER WEG ZUR CO2-NEUTRALEN Namyang, Südkorea KRAFTSTOFFEFFIZIENZ MOBILITÄT 2050

Myungsik Choi, Ph. D., Hyundai Motor Nach Dipl.-Ing. Matthias Kratzsch, IAV Co R&D Center, vergleicht den Miller- GmbH, ist die Zusammensetzung der Zyklus durch spätes Einlassventilschlie- Fahrzeugfotte bis 2050 neben der Regu- ßen, gekühlte Niederdruck-AGR, Wasser­ lierung wesentlich von der Akzeptanz einspritzung und Zylinderabschaltung der Endnutzer gegenüber den konkurrie- miteinander und kombiniert diese Tech- renden Technologien bestimmt. Verbren- Dr. J. Scharf nik in einem Motor unter verschie­denen nungsmotoren als derzeit dominierender FEV Europe GmbH, Aachen, Deutschland Bedingungen und über verschiedene Antrieb für individuelle Mobilität werden Kompressionsverhältnisse. Getestet wird in optimierter Form weiterhin eine wich- mit einem aufgeladenen, direkt einsprit- tige Rolle spielen. Die Verfügbarkeit von zenden Ottomotor. Zur Ermittlung der Energieträgern und Verteilungsinfra- maximalen Effzienzsteigerung wurde struktur ist dabei ebenso zentral wie die der Fahrzeugbetrieb im NEFZ, WLTP, Kosten der Mobilität oder Anreizsysteme. FTP und RDE mit Daten des gesamten Mit der Mobilitätssynthese präsentiert

Dipl.-Ing. M. Kratzsch Motorbetriebskennfelds in AVL Cruise IAV ein Tool, das Szenarien errechnet, IAV GmbH, simuliert. Im Ergebnis verbessert sich wie sich die Diversität in der Mobilität Berlin, Deutschland der Kraftstoffverbrauch um bis zu 8,4 % unter gegebenen Randbedingungen und im WLTP-Fahrzyklus. Nutzerbedürfnissen entwickelt.

21 Wiener Motorensymposium

TAGUNGSBERICHT Wiener Motorensymposium

Nutzfahrzeuge

Getrieben durch die Total-Cost-of-Ownership stehen im Nfz-Bereich neben Effzienz, Bauraum und Gewicht auch Modularität und Skalier- barkeit im Vordergrund. Präsentiert werden Dieselmotoren, direkt­ eindüsende Gasmotoren und Rückrüstlösungen für Dieselmotoren. 3,0-l-Duramax-Diesel-Sechszylinderreihenmotor von General Motors (© ÖVK | Klaus Ranger) 9,0-L-SECHSZYLINDER-MOTOREN Herausforderung für das Packaging D15 UND E18 darstellt, aber unabdingbar für höchste Kraftstoffeffzienz und her­ Für MAN Truck & Bus AG präsentiert vorragendes NVH-Verhalten ist. Ent­ Dipl.-Ing. Moritz Späth den neu entwi- wicklungsziele waren, ein hoch­mo­­ ckelten D15-Dieselmotor und den davon dernes Produkt zu schaffen, führend abgeleiteten E18-Gasmotor für den Truck-, beim Kraftstoffverbrauch und bei CO2- Bus- und Offroad-Bereich. Schwerpunkte Emissionen, mit hoher Leistungs- und der Entwicklung der 9,0-l-Motorplattform Drehmomentdichte zur Ermöglichung waren unter anderem geringe Komplexität von Downsizing und Downspeeding, VORTRAGENDE und niedrige Total-Cost-of-Ownership in maßstäblich hinsichtlich NVH, kom­ Verbindung mit verringertem Gewicht. patibel mit aktuellen und künftigen So werden die Euro-6-Emissionierung Emissionsanforderungen und zu wett­ und das hervorragende Low-End-Torque bewerbsfähigen Kosten. mittels einstufger Aufadung mit Twin- Scroll-Turbolader, direkter Ladeluftküh- ERDGAS-EINDÜSSYSTEM HPDI 2.0 lung sowie einem wirkungsgradoptimier- Dipl.-Ing. M. Späth ten 2500-bar-Einspritzsystem erreicht. Kyle Philibert-Palmer, Westport MAN Truck & Bus AG, Der D15 ist als SCR-Dieselmotor ohne Fuel Systems, präsentiert das Hoch­ Nürnberg, Deutschland AGR konzipiert. Für den Gasmotor E18 druck‑Direkteindüssystem (HPDI) 2.0, wird die Basisarchitektur durch ein AGR- das bereits heute im Einsatz ist und zu

Kühlmodul erweitert. Robustheitsmerk- 20 bis 100 % CO2 einspart. Das Injektor- male stellen unter anderem die 230-bar- design ermöglicht die Verwendung von Spitzendruckauslegung oder die gebaute Erdgas in einem Dieselzyklus, wobei Nockenwelle dar. Der optimal in das gleichwertige Leistungsdichte und Motorkonzept integrierte Kurbelwellen- gleichwertiger Verbrennungswirkungs- Ing. V. Verdino General Motors GPS, Startergenerator ermöglicht den nutzfahr- grad erreicht werden. Das HPDI 2.0 mit Turin, Italien zeuggerechten Stopp-Start-Betrieb. Flüssigerdgas-Anlage (LNG) erlaubt eine angemessene Energiedichte. Das Brenn- verfahren ist durch die Diesel-Pilotein- 3,0-L-DURAMAX-DIESEL- spritzung und die Hauptgaseindüsung SECHSZYLINDERREIHENMOTOR in einem einzigen Injektor möglich. Nach Ing. Vincenzo Verdino, General Das Injektordesign erlaubt die höchste Motors GPS, und Dr.-Ing. Markus Packaging-Flexibilität unter Beibehal- Dr.-Ing. M. Umierski Umierski, FEV Europe GmbH, wird tung von Fertigungsqualität und Leistung. FEV Europe GmbH, General Motors 2019 erstmalig für den Das Packaging ist fexibel genug, um für Aachen, Deutschland Light-Duty-Pickup-Truck-Markt einen den Großteil der produzierten Diesel­ Duramax-3,0-l-Sechszylinderreihen- motoren adaptiert zu werden. Die Injek- Dieselmotor vorstellen. Zur bestmög­ torleistung wurde speziell entwickelt, lichen Fahrzeugintegration wurde eine um sicherzustellen, dass die Schlüssel­ moderne, effziente Dieselmotorarchi­ anforderungen der neuesten Dieselmo­ tektur aus Aluminium gewählt, die toren erfüllt werden können, sodass die das Paradigma der V-Motoren für Pick- Leistungen von Lkw mit HPDI-System K. Philibert-Palmer ups durchbricht und die Reihenanord- mindestens genauso gut oder noch Westport Fuel Systems, nung verwendet, die zwar eine große besser als jene mit Dieselsystem sind. Vancouver, Kanada 22 Wiener Motorensymposium

Wiener Motorensymposium TAGUNGSBERICHT

Autonomes Fahren

Das autonome Fahren wird unser Leben durch neue Mobilitätsformen entscheidend verändern, die Sicherheit der Fahrzeuge erhöhen und Unfälle vermeiden. Dafür müssen grundlegende Entwicklungsarbeit geleistet und beträchtliche Herausforderungen überwunden werden. AVL zeigt die Herausforderungen des hoch- und vollautomatisierten Fahrens an die Entwicklung (© ÖVK | Klaus Ranger) HERAUSFORDERUNG serung bestehender Assistenzsysteme. VOLLAUTONOMES FAHREN Die Potenziale sowie technische und gesetzliche Herausforderungen beim Nach Univ.-Doz. Dipl.-Ing. Dr. techn. Sprung auf SAE-Level 3 und 4 werden Stefan Poledna, TTTech Auto AG, im Kontext zweier entwickelter Kunden- wird der Fahrer durch zunehmende funktionen dargestellt, dem Autobahn- Automatisierung in immer mehr Situa­ und dem Parkhauspilot. Dabei geht tionen aus der Verantwortung genom- Eichler auf eine beispielhafte logische men. Dazu muss das Fahrzeug hoch­ Funktionsarchitektur entlang einer VORTRAGENDE komplexe Auf­gaben lösen: die Umwelt Wirkkette von Sensor bis Aktor ein analysieren und verstehen, basierend und gibt eine Beschreibung der indivi­ auf dem Umwelt­verständnis ein Manö- duellen Funktionen und Besonderhei- ver planen und das geplante Manöver ten der Anwendungen für den Fahrer. ausführen. Alle genannten Aufgaben müssen zudem zuverlässig und aus­ HERAUSFORDERUNGEN fallssicher ausgeführt werden. Für den AN DIE ENTWICKLUNG Univ.-Doz. Dipl.-Ing. Antriebsstrang ergibt sich die Anfor­ Dr. techn. S. Poledna derung einer aus­reichenden Intel­ligenz, Dr. Peter Schöggl, AVL List GmbH, TTTech Auto AG, um die Manöver als Ansteuerung zeigt die wesentlichen Herausforde­ Wien, Österreich zu akzeptieren und das Fahrzeug im rungen des hoch- und vollautomati­ Zusammenspiel mit anderen Systemen sierten Fahrens an die Entwicklung. entsprechend zu steuern. Dabei ist es Neben agilen Methoden werden für auch nicht ausschlaggebend, ob der die Entwicklung auch vermehrt kom­ Antriebsstrang elektrisch, hybridisiert binierte Test- und Simulationsverfah­ oder als Ver­brennungsmotor ausgeführt ren eingesetzt. Schöggl stellt ein Ver­ ist. Poledna diskutiert die genannten fahren zur Echtzeitbewertung des Dipl.-Ing. F. Eichler Aufgaben für vollautonomes Fahren Fah­rerlebnisses automatisierter Sys- Volkswagen AG, Wolfsburg, Deutschland und die Heraus­forderungen im Detail. teme vor, inklusive einer objektiven Bewertung von tatsächlicher und empfundener Sicherheit. Der Einsatz SPRUNG VON LEVEL 2 des Verfahrens im gesamten Entwick- AUF LEVEL 3 UND 4 lungsprozess er­möglicht eine Berück­ Dipl.-Ing. Friedrich Eichler, Volkswagen sichtigung von end­kundenorientierten AG, beschreibt den Technologiesprung Eigenschaften wie gefühlte Sicherheit,

Dr. P. Schöggl von Level 2 auf Level 3 und 4 sowie die Fahrkomfort, Handling sowie die AVL List GmbH, bei der Verwendung dieser Technologien Längsperformance und die Verwen- Graz, Österreich entstehenden Anforderungen verschie­ dung einheitlicher Zielwerte innerhalb dener Märkte und die für den Kunden verschiedener Gewerke oder auch im angebotenen Vorteile bei der Nutzung Austausch mit Entwicklungspartnern. von Fahr- und Parkfunktionen eines Der Einsatz der Verfahren in der virtu­ höheren Automatisierungsgrads. Die ellen Entwicklung erlaubt die frühzei- Funktion Front-Assist zur Warnung und tige Durchführung umfassender virtuel- Anhaltewegverkürzung in Notbremssitu- ler Tests sowie erste Vorkalibrierungen ationen ist ein Beispiel für die kontinu- der Performance von automatisierten ierliche Weiterentwicklung und Verbes- Fahrfunktionen.

23 Wiener Motorensymposium

TAGUNGSBERICHT Wiener Motorensymposium

Plenar-Schlusssektion Blick in die Zukunft Plenar-Schlusssektion (v. l. n. r.) K. F. Stracke, Prof. B. Geringer, Prof. H. P. Lenz, Dr. A. Tostmann, H. Troska (© ÖVK | Doris Kucera)

Die diesjährige Schlusssektion steht vor allem im Zeichen von Elektromobilität und neuen Mobilitäts­ services. So präsentiert Volkswagen mit der geplanten Markteinführung des Elektrofahrzeugs VW ID seinen ersten Meilenstein. Magna zeigt neben einem neuen On-Demand-Shuttle auch Systeme zum autonomen Fahren und emissionsneutrale alternative Antriebe. Daimler analysiert intensiv den chinesischen Markt, um auf Kundenanforderungen zugeschnittene Premium-Elektrofahrzeuge anzubieten.

VORTRAGENDE

Dr. A. Tostmann K. F. Stracke H. Troska Produktionsvorstand der Marke President Magna Steyr Vorstandsmitglied der Daimler AG, Volkswagen, Volkswagen AG, Fahrzeugtechnik & Engineering, Greater China, Peking, China Wolfsburg, Deutschland Magna Steyr Fahrzeugtechnik AG & Co KG, Graz, Österreich 24 Wiener Motorensymposium

TRANSFORMATION – DER WEG vor; nachfolgend die Zusammenfassung: spiel einen Prototyp für einen Null-Emis­ IN DIE KÜNFTIGE MOBILITÄT „Magna orientiert sich an fünf strate­ sionsn -O -Demand-Shuttle. Dieser ist gischen Innovationssäulen: Smarter – leicht auf unterschiedliche alternative Dr. Andreas Tostmann, Produktions­ Cleaner – Safer – Lighter – Affordable, Antriebe adaptierbar und in Zukunft für vorstand der Marke Volkswagen, Volks­ die sowohl alleine als auch in ihrer autonomes Fahren aufrüstbar.“ wagen AG, Wolfsburg, spricht über das Gesamtheit zum langfristigen Unterneh­ In der anschließenden Diskussion Thema „Transformation – Der Weg in menserfolg beitragen können. Ziel ist, bestätigt Stracke, das Magna an Shared die zukünftige Mobilität“, nachfolgend mit Innovation und neuen Geschäfts­ Mobility mit Dienstleistungen sowie an zusammengefasst: „Im Vergleich der modellen gleichzeitig Kundenmehrwert, geeigneten Fahrsystemen interessiert sei. Technologien ist der batterieelektrische gesellschaftlichen Mehrwert wie auch Antrieb heute die effzienteste Möglich­ wirtschaftlichen Proft zu erzielen. Auf­ DYNAMISCHER keit, CO einzusparen. Mit der Umstellung bauend auf den Säulen Cleaner, Safer, 2 CHINESISCHER MARKT auf Elektrofahrzeuge wird nur dann ein Affordable arbeitet Magna an der Inte­ positiver Effekt auf Umwelt und Klima gration und Validierung von Systemen Der Vortrag von Hubertus Troska, Vor­ erreicht, wenn der gesamte Lebenszyklus und Funktionen für autonomes Fahren, standsmitglied der Daimler AG, Greater und dabei insbesondere die Zulieferkette an der Integration von alternativen China, Peking, zum Thema „Der dyna­ optimiert wird. Im Rahmen der Transfor­ Antrieben, die Null-Emissions-Ziele mische chinesische Markt“ in einer mation wird Volkswagen das Portfolio erfüllen, und an fexiblen, modularen Zusammenfassung: „Automobile werden an batterieelektrischen Fahrzeugen bis Fahrzeugplattformen, die gleichzeitig immer mehr zu Kommunikationsgeräten. zum Jahr 2025 auf insgesamt mehr als Skalierbarkeit und die Verwendung für Das Infotainmentsystem Mercedes-Benz 50 Modelle ausbauen und dafür 30 Milli­ verschiedene Einsatzzwecke und Kun­ User Experience (MBUX) integriert naht­ arden Euro investieren. Die Markteinfüh­ den ermöglichen. Um neue Geschäfts­ los Eindrücke innerhalb und außerhalb rung des VW ID im Jahr 2020 wird für modelle zu entwickeln und neue Märkte des Fahrzeugs durch Lernfähigkeit und Volkswagen hinsichtlich klimaneutraler zu adressieren, werden Partnerschaften Erkennen natür­licher Sprachen, basie­ Mobilität einen ersten Meilenstein dar­ mit Unternehmen in unterschiedlicher rend auf künst­lichen Intelligenz-Features. stellen. Das erste auf dem Modularen Kooperationstiefe eingegangen. Magna In China sind Kunden offener für die Ent­ E -Antriebs-Baukasten (MEB) basierende entwickelt und testet in Pilotprojekten wicklung des autonomen Fahrens. Daim­ Fahrzeug des Konzerns wird vollständig neue Geschäfts- und Servicemodelle für ler hat in China mit Forschung und Ent­

CO2- neu­tral hergestellt und am Standort Mobilität und Value Added Services, die wicklung begonnen, um eine führende Zwickau vom Band laufen. Für die Nut­ über Mobilität hinausgehen, so zum Bei­ Position aufrechtzu­erhalten. Im vergange­ zungsphase wird es für die Kunden Ange­ bote für klimaneutral erzeugten Strom geben. Nicht vermeidbare Emissionen werden durch zertifzierte Klimaschutz­ projekte kompensiert, sodass der bilan­ zielle Klima­effekt auf Null sinkt. Das Werk Zwickau ist das erste Werk im Pro­ duktionsnetzwerk des Konzerns, das zu einem reinen E-Fahrzeug-Standort umge­ baut wird. Ab dem Jahr 2022 folgen dann mit Emden und Hannover zwei weitere Werke in Deutschland dem ‚Transforma­ tionspfad‘ mit der Fertigung von elek­ trisch betriebenen Kleinwagen, Limousi­ nen und der ID-Buzz-Familie.“ In mehr als zehn sogenannten The­ sen hat Tostmann versucht, die häufg angeführte Kritik oder Unsicherheit zur Thematik E-Auto im Einzelnen zu ent­ kräften. Die anschließende Diskussion war intensiv.

KÜNFTIGE MOBILITÄT – EIN NEUES GESCHÄFTSMODELL?

Karl Friedrich Stracke, President Magna Steyr Fahrzeugtechnik & Engineering, Magna Steyr Fahrzeugtechnik AG & Co KG, Graz, trägt zum Thema „Zukünftige Mobilität – Ein neues Geschäftsmodell?“ Schlussworte von Prof. B. Geringer (© ÖVK | Doris Kucera)

25 TAGUNGSBERICHT W iENER Motorensymposium

Vorplatz der Hofburg mit Ausstellungszelt (© ÖVK | Doris Kucera)

Mittagessen in der Hofburg (© ÖVK | Doris Kucera)

nen Jahr hat das Unternehmen als erster internationaler Automobilhersteller die Straßentest­lizenz für das hochautoma­ tisierte Fahren in Peking erhalten. China ist der größte Markt für New Energy Vehicles (NEV). So wurden 2018 mehr als eine Million NEV verkauft. Das ent­ spricht einem Wachstum von 60 % gegenüber dem Vorjahr. Daimler betreibt zudem intensive Marktforschung und führt 2019 auf Kunden­an­forderungen­ zugeschnittene Premium -Elek­trofahrzeuge in den chine­ sischen Markt ein. Bemerkenswert zeigt 26 Verän ­derungen und Transformationen, die möglicherweise sogar die Entwick­ lungsgeschwindigkeit der Automobilin­ TAGUNGSBÄNDE dustrie während der letzten 130 Jahre übertreffen.“ Troska ist jedoch über­ Die Vorträge des 40. Internationalen Wiener Moto- zeugt, dass die beste Zeit für die Bran­ rensymposiums sind im vollen Wortlaut in den che noch bevorsteht. VDI-Fortschritt-Berichten, Reihe 12, Nr. 811, Band 1 und 2, mit USB-Stick (digitale Versionen der Vorträge in Originalsprache – Deutsch oder VERABSCHIEDUNG Englisch – sowie englische Übersetzungen der Prof. Geringer schließt das Sympo­ deutschen Vorträge), und Zusatzheften enthalten. sium mit der hier in Auszügen abge­ Die Unterlagen können auf der Webseite des druckten Rede: „Nach insgesamt 47 Vor­ Internationalen Wiener Motorensymposiums www. trägen mit auch diesmal wieder beein­ wiener-motorensymposium.at bestellt werden. druckenden Innovationen, ob bei den bewährten, aber in starker öffentlicher Diskussion befndlichen Verbrennungs­ kraftmaschinen oder bei den elektri­ EINLADUNG schen Antrieben und den immer mehr in den Fokus rückenden syntheti­ Das 41. Internationale Wiener Motorensymposium schen Kraftstoffen, sind wir am Ende fndet vom 22. bis 24. April 2020 im Kongress­ des diesjäh­rigen Motorensymposiums zentrum Hofburg Wien statt, wozu schon heute angekommen. Die Herausforderung der herzlich eingeladen wird. Rechtzeitige Anmeldung nächsten Jahre ist zweifelsfrei die Sen­ nach Programmbekanntgabe im Internet ab circa kung der Treibhausgase im Verkehr. 10. Dezember 2019 wird dringend empfohlen. Die neuen EU-Vorgaben bis 2030 sind Vortragsvorschläge mit kurzer Zusammenfassung allen bestens bekannt. Die Vorschrei­ können ab sofort eingereicht werden. bung ist relativ einfach, das Erreichen aber eine Mammutaufgabe, die nur durch großen technischen Aufwand und einen Mix an Antriebstechnolo­ KONTAKT gien erreichbar ist. Egal welchen Antrieb wir vorsehen, am Schluss Österreichischer Verein brauchen wir nachhaltige Primär­ für Kraftfahrzeugtechnik (ÖVK) energie. Damit mündet aller Energie­ Elisabethstraße 26/24 hunger in einen massiven Ausbau von 1010 Wien, Österreich rege ­nerativen Energielösungen welt­ Tel. + 43/1/5 85 27 41-0 weit. Es macht wenig Sinn, auf der Fax + 43/1/5 85 27 41-99 einen Seite dem Straßenverkehr eine E-Mail: [email protected] Homepage: CO2- Vorgabe zu geben und auf der anderen Seite den Energie­ver­sorgern www.wiener-motorensymposium.at hier nicht ähn­liches vorzu­schreiben. www.oevk.at Damit wird das Stichwort ‚Emissions­ handel‘ beziehungsweise ‚Sekto­ren­ koppelung‘ mit Einbeziehung des Verkehrs relevant. Derzeit ein No-Go dies der EQC als erstes lokal produziertes in der EU. Aber wie lange noch? Der Elektrofahrzeug von Beijing Benz Auto­ Wettlauf um den besten Antrieb geht motive Co., Ltd. Der ganzheitliche Elek­ weiter: Wir sind sicher, dass Sie mit tromobilitätsansatz ist auf gutem Weg. dem neuen Wissen von zwei Tagen Seit Kurzem arbeitet Daimler mit Symposium hier bestens für die weite­ dem chinesischen Autohersteller Geely ren Schritte vorbereitet sind. Wir freuen zusammen, um ein global ausgerichtetes uns, Sie im nächsten Jahr beim 41. Inter­ 50:50 -Joint-Venture zu gründen, das den nationalen Wiener Motorensymposium Smart als Pionier für kleine Stadtautos als am 23. und 24. April 2020 und zur Markt ­führer bei Premium-Elektrofahrzeu­ Ausstellungseröffnung am Abend des gen besetzen, betreiben und weiterentwi­ 22. April 2020 in der Wiener Hofburg ckeln soll. In der CASE-Ära (Connected, wieder begrüßen zu dürfen. Mit dem Autonomous, Shared & Services und Elec­ Wunsch für eine gute Heimreise schließe tric) steht die Automobilindustrie vor ich das diesjährige Symposium.“

27 Vienna Motor Symposium

JUBILEE Vienna Motor Symposium

Prof. Hans Peter Lenz and Prof. Bernhard Geringer (© ÖVK) 40 Years of International Vienna Motor Symposium

AUTHORS The past 40 Vienna Motor Symposia not only showed the technical development of the combustion engine, but also refected social, political and, in particular, environmental developments.

Brig. Prof. Dipl.-Ing. Günter Hohl Vice President of the Austrian Society of Automotive Engineers, Vienna, Austria

MOTOR SYMPOSIA The 1st Symposium was held on January 25, 1979 and was entitled The series of International Vienna “Kraftfahrzeug und Umwelt” (Motor Motor Symposia started with an event Vehicles and the Environment), deal‑ that was already called Symposium, ing with future issues of emissions while “Vienna” and “International” reduction, FIGURE 1. were added later. The event was hos‑ Assoc. Prof. Dr. Peter Hofmann is Member of the Board of the ted by the former Institut für Verbren‑ FOUNDER PROFESSOR LENZ Austrian Society of Automotive nungskraftmaschinen und Kraftfahrwe‑ Engineers, Vienna, Austria sen (Institute for Combustion Engines Founder and key driver of the Vienna and Automobile Engineering) chaired Motor Symposia was Prof. Lenz. by Prof. Hans Peter Lenz, presenting Legendary representatives of auto­ on November 29, 1979. In addition to research results of the Institute that motive research, such as Prof. Robert presentations given by the Institute, was the predecessor of today’s chair Eberan von Eberhorst, predecessor of speakers from Germany and Hungary Institut für Fahrzeugantriebe und Auto‑ Prof. Lenz at the TU Wien, and Prof. were already participating. The frst mobiltechnik (IFA; Institute for Power‑ Dr. Dr. h.c. Hans List, founder of AVL, fve Symposia took place in the festivity trains and Automotive Technology) now were participating in this frst event. hall of the Österreichischer Ingenieur- under the leadership of Prof. Bernhard So great was the success that a second und Architektenverein (ÖIAV, Austrian Geringer, the successor of Prof. Lenz. Symposium was held in the same year, Association of Engineers and Architects). 28 Vienna Motor Symposium

The success of the frst two Vienna The 4th Motor Symposium was heavily Diesel Engines”. This controller is suit‑ Symposia gave rise to an invitation to infuenced by engine technology mea‑ able for engines with in-line pumps the 3rd Symposium on December 9, 1980, surement methods and mathematical as well as pump nozzles with a joint now under the name “Vienna Motor simulation methods. One example is the control rack, FIGURE 3. Symposium”. The printed conference lecture by VW: “Analysis of Flow and The guest appearance at Palais proceedings were issued for the frst time Combustion Processes in Near-Produc‑ Auersperg was a one-off. The 7th to in series 12 of the “Fortschritt-Berichte tion Engines by Optical Measurement 11th Motor Symposia (1986 to 1990) were VDI” (VDI progress reports). This tradi‑ Procedures and Arithmetical Methods”. held annually at Schloss Laxenburg. tion continues until today. After the establishment of the Öster‑ Since the 8th Symposium (1987), reichischer Verein für Kraftfahrzeugtech‑ FIGURE 2, the title of the event has been nik (ÖVK; Austrian Society of Automo‑ “International Vienna Motor Sympo‑ THE 1980S tive Engineers) by Prof. Lenz in 1985, sium”. This period has also seen other The guiding theme of proftability the 6th Symposium was held at Palais inno ­vations and changes, for example and fuel consumption was clearly Auersperg as a two-day event in May. the introduction of simultaneous refected by the lectures of this Sym­ Until today, the Symposium is held on interpre ­tation from German to English posium. Presentations included titles two days in spring, at the end of April and vice versa, or the frst appearance such as “Charging the Petrol Engine – or the beginning of May. The joint orga‑ of a Japanese speaker. Since then, there a Way to more Proftability” or “Sav‑ nization executed by ÖVK and IFA has have always been international lecturers ing Fuel by Direct Injection in Passen‑ shown to be successful, all the more and keynote speakers. ger Car Diesel Engines”. One presen­ because both organizations have jointly Diesel engine exhaust fumes have tation by the Institute which was been chaired by Prof. Lenz and are now been an issue over and over again. already thinking about “stop-and-go” led by Prof. Geringer. This is documented by lectures that operations bore the title “Engine Back then, electronics became an dealt with the development of diesel Shutdown when Standing or in Case increasingly important subject for the soot flters and regenerating systems of Low Idle Speed” and as such also Motor Symposia, which can be seen from or exhaust emission test methods for fts into this series. the lecture “Electronic Controllers for diesel engines. In those years, the two- stroke engine was still important. AVL presented a 250 cm3 single cylinder two -stroke engine with different types FIGURE 1 Invitation of injection. The aim of this study was to the 1st Symposium to combine the advantages of the simple (© ÖVK) design of a two-stroke engine with the better exhaust and consumption values of a four-stroke engine, FIGURE 4.

FIGURE 2 Prof. Lenz at the opening ceremony of the 8th Motor Symposium (© ÖVK)

29 JUBILEE Vienna Motor Symposium

The past 40 Vienna Motor Symposia not only showed the technical develop‑ ment of the combustion engine, but also refected social, political and, in particular, environmental develop‑ ments. It was clearly demonstrated that the automotive industry is fully aware of its responsibility for the social role of the automobile, and is taking envi­ ronmental issues very seriously. Time and again, alternative fuels have been a subject at the Symposia. In the early years, there was a lack of clarity as to what role alcohols would play in the future as alternative fuels. Now the blending of certain percentages of alcohols into automotive fuels has even been established by law. Fuels produced from biomass are also a serious alternative to conven‑ FIGURE 3 Map of compression engine controller (© Voest Alpine Friedmann) tional fuels, promising a closed system

of CO2 emission in compliance with the concept of a circular economy and recy‑ cling efforts, without negative conse‑ THE 1990S the development of ignition systems in quences for the climate. The search for connection with noise. Starting with the alternative fuels and alternative drive The 12th International Vienna Motor 25th Motor Symposium, a new subject systems to replace combustion engines Symposium (1991) and its relocation was been introduced i.e. electromobility was refected in the lectures held during to the Congress Center of the Vienna that has by now become an integral part. the Symposia, FIGURE 5. Hofburg marked the start of a new era. In a presentation – bearing in The premises offer space for more than mind that this was 26 years ago – 2010 UP TO DATE 1000 participants of the International the critical question was asked: How Vienna Motor Symposium. Due to this long is it still reasonable to use com­ As a consequence, the past ten years impressing setting as well as the high- bustion engines for passenger car of the International Vienna Motor Sym‑ quality program, the Symposium gained drives? The following Symposia dealt posium were much more characterized reputation worldwide. with this question to the effect that by changes in the drive sector than the In hindsight it is clear that the frst this drive continues to be reasonable. decades before. In 2010, there were two Vienna Motor Symposia were shaped by the “energy crises” and the “oil shock” of the period. The forecasts that the available oil reserves would last for FIGURE 4 Presentation of the only another 30 to 40 years, and pro­ different types of two-stroke engine injection (© AVL) phecies that within 10 to 15 years the reciprocating internal combustion piston engine would be replaced by better alternatives, date back to this period and have proved to be incorrect. Some subjects have been explored over and over again at the Symposia, and improvements or technological progress could be identifed at each Symposium – both with regard to the exhaust emissions while taking account of legal requirements, and the air quality. Those two subjects have not lost any of their relevance and will also be dealt with at the Sym­ posia in the future. Other important subjects have been dynamic engine opera‑ tion, cooling, four-valve techno­logy, and 30 sections in the performance increase area as well as racing and high-perfor‑ mance engines, and the presentation of new petrol and diesel engines domi‑ nated the event. Hybrid technology was considered a bridging technology, and future consistent hybridization was included in the strategic plans. During the next years, the number of lectures on racing and high-perfor‑ mance engines showed a downward trend, while subjects regarding electri­ fcation and alternative fuels gained importance. In 2011, GM predicted that there would be no ideal solution for drive systems, but that instead there would be a large number of technolo‑ gies existing in parallel. One year later, Shell presented a study according to which battery electric vehicles have higher total greenhouse gas emissions FIGURE 5 Presentation of Shell during the 29th Motor Symposium (© Shell) due to the battery production than vehi‑ cles with a combustion engine. With regard to the combustion engines, the focus at that time was on topics such ity were defned, and CO2 circle econ‑ the limits at reasonable expense. The as reduced friction or exhaust gas treat‑ omy with alternative fuels such as OME new natural gas (CNG) offensive by VW ment, and for the diesel engine from was proposed. Since 2016, the use of is also worth mentioning. Intensive DOC and DPF to LNT and SCR, FIGURE 6. fuel cells in vehicles was increasingly dis ­cussions were held on synthetic fuels Towards the middle of the decade, presented, starting with APU systems and/or in combination with electro­ driven by the CO2 feet consumption for the power supply of auxiliary units mobility – a subject that will keep the restriction to 95 g CO2/km and the and range extender solutions, up to fuel experts busy for a long time, and will introduction of the real driving emis‑ cell main drive systems. certainly provide suffcient material for sions (RDE) measuring method, differ‑ 2017 refected the race of the sys‑ many lectures at the next 40 Interna‑ ent focus areas coexisted next to each tems for the highest effciency. Gasoline tional Vienna Motor Symposia. other: For gasoline engines, this engines with an effciency of 45 % were included topics like stoichiometric oper‑ discussed as much as hybrid vehicles, CONCLUSION ation across the entire engine map, battery electric vehicles and fuel cell improved charging, CNG direct injec‑ vehicles. The presentation of two vehi‑ After 40 years of International Vienna tion, particulate flters as well as down‑ cles with 48 V mild hybridization is Motor Symposium, it can be said that sizing and rightsizing, while higher also worth mentioning, a subject that this conference has not only become a injection pressure values (> 2500 bar) was also dealt with in lectures by suppli‑ very important meeting place for auto­ and the SCR exhaust cleaning were con‑ ers and component manufacturers. motive engineers from all over the sidered for the diesel engine. Due to the At last year’s International Vienna world, but also for media representa‑

CO2 free classifcation of the charged Motor Symposium, reaching the Euro tives. The importance is shown by the current, plug-in hybrids as well as elec‑ 6d -temp and Euro 6d-fnal emission fact that reference is made time and tric drives with range extender were limits with diesel engines constituted again to statements made during the introduced at an increasing level. In an important topic. Manufacturers Symposium in various media and pub­ addition, terms like zero-impact emis‑ and suppliers convincingly demon‑ lications, not only during the event sion powertrain and zero-impact mobil‑ strated that it is possible to stay below itself, but also during the entire year.

FIGURE 6 Basic structure of the SCR/DPF system (© GM)

31 Vienna Motor Symposium

CONFERENCE REPORT Vienna Motor Symposium

Plenary Opening Session Plenary opening session, from left to right: K. Kaita, Prof. H. P. Lenz, H. Green, M. Sc., Dr. F. Welsch, Dr. V. Denner, Prof. B. Geringer (© ÖVK | Doris Kucera)

On the occasion of the 40th International Vienna Motor Sym­ AUTHORS posium from May 15 to 17, 2019, more than 1000 managers, engineers and scientists from engine and powertrain deve­ lopment as well as representatives of committees and associa­ tions from all over the world met at the Hofburg in Vienna.

The Symposium, jointly organized by Univ.-Prof. Dr. Bernhard Univ.-Prof. Dr. B. Geringer President of the Austrian Society Geringer, President of the Austrian Society of Automotive of Automotive Engineers, Engineers (ÖVK) as well as Director of the Institute for Power­ Vienna, Austria trains and Automotive Technology of Technische Universität Wien, and Univ.-Prof. Dr. Hans Peter Lenz, Honorary President of the Austrian Society of Automotive Engineers, has developed into one of the world’s most important congresses of its kind. This report contains the summaries of the sessions. Univ.-Prof. Dr. H. P. Lenz Honorary President of the Austrian Society of Automotive Engineers, Vienna, Austria 32 Vienna Motor Symposium

RECEPTION AND OPENING following partly printed: “There is still distances, the battery electric vehicle is OF THE EXHIBITION a lot of potential in powertrain develop- a suitable choice. Hydrogen and its use ment. We technicians and scientists have in the fuel cell vehicle offers the ideal This year for the frst time, Prof. Lenz to get the most out of it. Among others, opportunity to combine regenerative and Prof. Geringer jointly opened the this includes optimizing the internal com- energy with mobility. Subsequently,

comprehensive trade exhibition of new bustion engine and thereby increasing hydrogen and sequestered CO2 can be engines, powertrain systems, components the effciency to 50 or even 55 %. The used for synthetic and thus ecological, and vehicles within a solemn reception introduction of electrifcation and liquid fuels for application in internal on May 15, 2019 the eve of the two-day hybridization as widely as possible is combustion engines and the turbines of Symposium. The strong participation and another issue. Here, in particular, the planes for long-distance. Consequently, the popularity of the large number of par- plug-in hybrid shows as suitable, since it all players must give their best and all ticipants confrmed the relevance of this brings both advantages for long distance forms of propulsion systems should be innovation at the Symposium. and city driving. For short and medium further developed. There is not the sole

WELCOME AND DEDICATION

After the welcome fanfare by members of the orchestra of the Technische Uni- versität Wien, Prof. Geringer welcomed the participants of the 40th International Vienna Motor Symposium. The round birthday should be the occa- sion to dedicate this Symposium to the founding father Prof. Hans Peter Lenz and his wife Margarete Lenz and to thank them both very much, for their excellent and wise idea, their perseverance in the initially diffcult start and the following expansion phases as well as their cour- age, commitment and passion that they have spent during these 40 years. Prof. Geringer spoke in his opening speech among others about the impor- tance of the overall system (cradle-to- grave) of an energy system and also the potential in powertrain development, The 40th Symposium was dedicated to Prof. H. P. Lenz and his wife by Prof. B. Geringer (right) (© ÖVK | Doris Kucera)

LECTURERS solution but a bundle of possible and meaningful measures to achieve the goals. All powertrain forms are required by the customer. The drive portfolio is currently very broad. The next 10 years will show what will prevail and where the journey will take us.” Dr. V. Denner H. Green, M. Sc. Subsequently, Prof. Lenz elaborated Chairman of the Board of Senior Vice President Research on the topic of further reduced emissions, Management, Robert Bosch GmbH, and Development, Volvo Car Group, following partly printed: “40th Interna- Stuttgart, Germany Gothenburg, Sweden tional Vienna Motor Symposium, that means 40 years scientifc accompani- ment of one of the most important machines of our civilized world, the internal combustion engine. We have made tremendous progress during this period: bringing the pollutants that K. Kaita Dr. F. Welsch affect human beings to levels that were Field General Manager, Member of the Board of Powertrain Company, Toyota Motor Mana­gement Volkswagen Brand, previously thought impossible. The same Corporation, Aichi, Japan Volks­wagen AG, Wolfsburg, Germany applies to the climate-impacting gases.

33 CONFERENCE REPORT Vnien a Motor Symposium

Aula (© ÖVK | Doris Kucera) Ceremonial Hall (© ÖVK | Doris Kucera)

But if the climatologists are right, that’s Opening of the exhibition within reception future. Through hybridization and in not enough. Plans are not only being (© ÖVK | Klaus Ranger) combination with renewable or synthetic forged but are being discussed in the fuels, the internal-combustion engine ministries, resulting in prohibiting will have a meaningful role to play. In combustion engines to a large extent or, addition, Bosch is devoting a lot of effort even more, to completely ban individual to electrifying all types of powertrains, traffc. Of course that can’t be the right from e-bikes to trucks, with fuel cells. way! We must do everything we can to However, in the competition to fnd the reduce both the pollutants affecting best powertrain technology, it is essen- humans and the climate-relevant sub- tial that we consider the carbon footprint stances by a power of ten. This affects of the entire well-to-wheel chain under both the engine and the entire vehicle, real driving conditions. Another key which requires even more intensive challenge is traffc safety: Automated work, especially on the large vehicles. driving and innovative two-wheeler It is not pleasant to descend from a large, safety systems will further reduce the comfortable, high-performance vehicle number of accidents. And as a fnal to the lower classes, but the total aban- important pillar, the urban mobility donment of the car would be a total portfolio has to be expanded. Here, disaster. Ladies and Gentlemen, I thank employers can play a role through for your attention and wish you a lot company mobility management. of new insights at this conference.” Bosch’s vision of emissions-free, acci- dent-free, and fascinating mobility – in other words, mobility without nega- PLENARY OPENING SESSION tive side-effects – requires us to take BEYOND THE HOOD – a more subtle look at the solutions on RETHINKING MOBILITY offer. There is no one single solution Dr. Volkmar Denner, Chairman of the that can get us to our goal. This is why Board of Management, Robert Bosch Bosch is following a technology-neutral GmbH, Stuttgart spoke on the topic: roadmap as it looks beyond the hood.” “Beyond the Hood – Rethinking Mobi­ lity”, summarized in the following: DIVERSIFIED ELECTRIFI­ “Bosch shows ways of improving air CATION – THE KEY FOR A quality, and presents the progress in SUSTAINABLE SOCIETY reducing compression ignition engine Keiji Kaita, Field General Manager,

NOX emissions and combating particu- Powertrain Company, Toyota Motor late emissions from gasoline engines Corporation, Aichi spoke on the topic: and braking maneuvers. Bosch frmly “Diversifed Electrifcation – The Key believes that the internal combustion for Toyota’s Challenge towards a Sus­ engine will continue to play a role in the tainable Society”, summarized in the 34 Booth of FEV (© ÖVK | Klaus Ranger) Presentation of the ATZ/MTZ Book “Zukünftige Kraftstoffe” (© ÖVK | Doris Kucera)

following: “Diversifed electrifcation ATTRACTIVE CARS FOR SIMPLY ELECTRIC will be an indispensable part of helping A CHANGING SOCIETY Dr. Frank Welsch, Member of the Board to achieve a sustainable society. Not only Henrik Green, M. Sc., Senior Vice Presi- of Management Volkswagen Brand, Volks­ the conventional approach of focusing dent Research and Development, Volvo wagen AG, Wolfsburg spoke on the topic: solely on tank-to-wheel CO2 emissions Car Group, Gothenburg spoke on the “ID Volkswagen – Simply Electric”, sum- has to be considered, but also life cycle topic: “Volvo Cars – Attractive Cars for marized in the following: “Volks­wagen is

CO2 emissions and CO2 emissions during a Changing Society”, summarized in expressively committed to the targets set manufacturing. Consequently, it will be the following: “Volvo Cars is focused on in 2015 by the UN Climate Change Con- important to pursue electrifcation in line providing sustainable and safe mobility ference in Paris and is striving to make its with regional circumstances as well as in order to protect society, minimize entire feet CO2 neutral by 2050. To meet the needs of customers. Toyota has our environmental footprint and meet the needs of the market, customers and defned a number of electrifcation mile- growing consumer demand. This will legal frameworks, the Group is investing stones. By 2030, Toyota is aiming to sell be achieved through the commitment around 44 billion Euro in electric mobil- 4.5 million Hybrid Electric Vehicles (HEV) to electrifcation and autonomous drive. ity, digitalization and the establishment of and Plug-in Hybrid Electric Vehicles Volvo Cars believes that electrically new mobility services. In so doing, Volks­ (PHEVs), as well as one million Battery- powered vehicles are the only viable wagen is pur­suing two parallel aims –

Electric-Vehicles (BEVs) and Fuel Cell means of delivering energy-effcient consistent avoidance and reduction of CO2 Vehicles (FCEVs) a year, while accelerat- transportation on a large scale while emissions and full-scale vehicle network- ing efforts to achieve these milestones minimizing carbon emissions. The ing. In order to achieve these aims, Volks­ as quickly as possible. Toyota is using its company is speeding up electrifcation wagen has developed a technical platform long experience to evolve the three core based on a portfolio of electrifed cars specifcally for electrically powered vehi- HEV technologies (motor, PCU, battery), across its model range, embracing fully cles, the Modular Electrifcation Toolkit. It furthermore, Toyota is working to achieve electric cars, plug-in hybrid cars and is the basis for the battery-electric models diversifed electrifcation through high hybrid cars. By the middle of the next of the ID family and facilitates zero emis- effciency engines and fuel cell technolo- decade, Volvo Cars expects to generate sions and fully connected driving. gies. The popularization of PHEVs and half of all sales annually from fully Thanks to the E3 electronics architecture, BEVs will depend on advances in battery electric cars. The forthcoming next which is fully updatable and upgradable, and charging technologies, as well as generation of the Scalable Architecture it is possible to establish new, assistance, future initiatives to lower CO2 emis- Platform, called SPA2, will deliver their comfort, infotainment, operational and sions during production. With FCEVs, next generation technologies in areas display systems as well as to offer new the aim is to reduce environmental such as electrifcation, connectivity and mobility services for all classes. With this impacts over the whole life cycle and autonomous drive. Volvo Cars’ leader- approach, Volkswagen is thus developing to facilitate the achievement of a soci- ship in safety is a strong foundation to from being purely a vehicle manufacturer ety based on sustainable energy by devel- remain in the forefront of autonomous to becoming a mobility services provider. oping hydrogen production technology technology development and driver With the vehicles from its ID family, and logistics with lower CO2 emissions assistance technology. By the middle Volks ­wagen is setting a course for a safe in collaboration with social infrastruc- of next decade, Volvo Cars expects one and sustainable future and is demonstrat- ture, while also lowering CO2 emissions third of all cars sold to be autonomous ing that climate-neutral mobility will during manufacturing.” driving cars.” soon be reality.”

35 Vienna Motor Symposium

CONFERENCE REPORT Vienna Motor Symposium

Hybrid

There is no way around hybridization to reduce CO2 feet emissions. From simple solutions such as micro or mild hybrids 48-V mild hybrid powertrain of the to complex, plug-in hybrids that can Volkswagen Golf (© ÖVK | be charged on the power grid, a broad Klaus Ranger) spectrum is presented.

48-V MILD HYBRID POWERTRAIN tric performance is achieved by a of the so-called fourth generation. At the OF THE VOLKSWAGEN GOLF parallel connection and a cell capa­ same time, the development of the ffth city improvement of the existing HV generation of the electric modular sys- Dr.-Ing. Michael Zillmer of Volkswagen battery. Thanks to torque on demand, tem is in progress, which will start in AG presents the combination of the the regeneration potential is signif- 2020 with launch of the frst fully elec- internal combustion engine with a 48-V cantly increased leading to a higher tric vehicle by the BMW core brand, belt-driven starter generator to create overall effciency. Beyond that, the EQ the BMW iX3. This will also initiate the a mild hybrid electric vehicle (mHEV) Power family is extended to the com- third phase of electrifcation: the phase powertrain concept. The 48-V mHEV pact segment, which is characterized of scaling and increased fexibility both system is a parallel hybrid drive that by a transverse powertrain installation. in architecture and in production. uses the so-called P0 layout. The belt- The newly developed eight-speed dual driven starter generator’s maximum out- clutch transmission is connected to a put as a generator is 12 kW. When oper- compact hybrid traction unit. A combi- ating as a motor it can deliver up to nation of the HV battery cell update LECTURERS 9 kW and – depending on the selected and the low vehicle weight results in an belt ratio – up to 200 Nm of torque to all-electric range of more than 60 km. the crankshaft for short periods. Along- An advanced intelligent drive manage- side the regular 12-V vehicle battery, ment assists the driver for a consump- the mHEV drive is also equipped with tion-optimized driving style. a 48-V battery. Depending on driving style, the mHEV system can save WIDE PLUG-IN HYBRID Dr.-Ing. M. Zillmer around 0.4 l of fuel per 100 km in cus- Volkswagen AG, PORTFOLIO OF BMW GROUP tomer use. Moreover, this powertrain Wolfsburg, Germany system delivers considerably improved Dipl.-Ing. Stefan Juraschek of BMW off-the-line performance with the elec- Group presents Plug-in Hybrid Vehicles tric boost function as well as a smoother (PHEV) that are fully-fedged electrifed and more comfortable engine start. Its and highly fexible. Even today, they rep- expansion into other vehicle classes and resent a viable alternative for covering

Volkswagen Group brands will have pos- most of the daily driving without CO2 itive effects on feet fgures. emissions. The highlights in terms of Dipl.-Ing. T. Gödecke Daimler AG, PHEV further developments brought to Stuttgart, Germany the market this year by BMW are the DAIMLER EQ POWER BMW X5 xDrive 45e and the BMW 745e. PLUG-IN HYBRID Both combine a six-cylinder in-line spark According to Dipl.-Ing. Tobias Gödecke ignition engine with the latest BMW of Daimler AG the third generation of e-drive technology, a more advanced Mercedes-Benz hybrid powertrains battery technology including increased amplifes the SUV and compact seg- capacity and extended range. Both Dipl.-Ing. S. Juraschek ment. An exceptional all-electric range models use the components taken from BMW Group, of up to 100 km and an advanced elec- BMW’s modular electric drive system Munich, Germany 36 Vienna Motor Symposium

Vienna Motor Symposium CONFERENCE REPORT

Components and Emission Concepts

Components like intelligent bearings and emission concepts like the turbocharger catalytic converter that interact with and match

Turbocharger catalytic converter the internal combustion engine make a decisive contribution to an of Continental Emitec (© ÖVK | Klaus Ranger) overall optimum powertrain.

INTELLIGENT BEARINGS information from within the crank train, be able to comply robustly all future FOR ENGINE DEVELOPMENT and subsequently to make a positive con- emission limits. To enable an active tem- tribution to operational safety and to perature management, an electric heat- DipI.-Ing. Dr. Rainer Aufscher presents long-term aspects for the engine and the ing function will be integrated further. for Miba Bearing Group, Miba Gleitlager engine application. Thereby, the compo- Austria GmbH an approach to develop an nents have been developed and validated EMISSIONS CONTROL intelligent bearing, which has been estab- in different environments, right through PERFORMANCE OF EURO 6B lished in a multidisciplinary process that to a full engine application. Good perfor- TO EURO 6D-TEMP DIESEL CARS combines sensors, signal transmission mance and robustness was achieved with and data analytics in order to gather more the basic system, which combined wire- Rod Williams of Shell presents for Con- less transmission, adapted temperature cawe an ongoing study of diesel passen- sensors and the intelligent network of dif- ger car emissions performance over a ferent information systems. The frst suit- range of test scenarios and with a range LECTURERS able systems with the intelligent bearing of vehicles. Appropriately calibrated system are ready for implementation in diesel cars ftted with EGR and SCR are

real engines in the frst half of 2019. capable of controlling NOx to sub Euro 6d levels over a range of test cycles. In chal- lenging congested cold urban conditions, TURBOCHARGER the diesel car tested which was equipped CATALYTIC CONVERTER with LNT as its principal NOx control,

DipI.-Ing. Dr. R. Aufscher For Continental Emitec GmbH, Dipl.-Ing. limited NOx adequately after cold start, Miba Bearing Group, Miba Gleitlager Rolf Brück presents a combination of tur- whereas those equipped with urea SCR Austria GmbH, Laakirchen, Austria bocharger and catalyst technology, the performed well after an initial 2 to 3 min

turbocharger catalytic converter. This of warm up. A beneft in NOx control after allows an extremely compact design of cold start from the PNA employed in a new innovative catalyst system. At the the Euro 6d-temp car was also evident. same time, the spatial displacement of the Typical future diesel aftertreatment sys- wastegate valve and the turbine outlet tems are likely to beneft from combin- allows a signifcant increase in effciency ing SCR with LNT and/or PNA technolo- Dipl.-Ing. R. Brück of the turbocharger. At the high load gies. Progression through the successive Continental Emitec GmbH, Lohmar, Germany point, perfect mixing of the waste gas fow sub-levels of Euro 6 certifcation does not with the turbine’s main exhaust gas mass necessarily result in achievement of the fow leads to a reduction of local peak lowest possible emissions. In some cases, temperatures at the ring catalyst, whereby OEMs may be complying specifcally with the Lambda 1 characteristic map can be Euro 6d-temp requirements instead of extended. Due to the cross-functional minimizing emissions, potentially to opti-

development of the turbocatalyst, all mize CO2 emissions or urea consump- requirements of the turbocharger, the tionor as interim cost-effective solutions R. Williams Shell, London, catalyst system, the sensors and the while preparing for the more stringent Great Britain engine control unit can be met in order to Euro 6d legislation.

37 Vienna Motor Symposium

CONFERENCE REPORT Vienna Motor Symposium

New Spark Ignition Engines

The spark ignition engine will retain its signifcant share of the passenger car powertrain portfolio in the long term, increasingly supported by electrical components. The goal is to reduce CO2 emissions.

SIX-CYLINDER BOXER ENGINES loped. This combustion system has IN THE NEW PORSCHE 911 been implemented in a 2.0-l four-cylin- der engine with a continuously variable Dipl.-Ing. Thomas Wasserbäch, Dr. Ing. valve lift system, a variable geometry h.c. F. Porsche AG, introduces the new turbocharger and an electric super- 9A2evo engine of the new Porsche 911 six-cylinder turbocharged 9A2evo of charger. An aftertreatment system suit- (© ÖVK | Klaus Ranger) the Porsche 992. The focus is to further able for full RDE compliance has been enhance performance, effciency and developed, including control of lean NOx crete-variable valve-lift system enables emotion. A further increase in the power emissions and particle emissions down to early intake valve closure, cylinder deac- of the fat six turbo engines to 111 kW/l 10 Nm diameter. The lean NO2 reduction tivation and high lift states. was largely achieved by optimizing the is facilitated by a lean NOx trap in combi- peripheral engine components through nation with a downstream SCR system. ELECTRIFIED COMBUSTION optimization of the air intake, the ENGINES FOR VOLUME exhaust system and combustion process MANUFACTURERS measures. A key development focus for 2.7-L TURBO ENGINE the new engine was to ensure compli- FROM GENERAL MOTORS Dr. Matthias Alt, Opel Automobile GmbH, ance with all market-specifc legislation sees the hybrid drive as the evolution of by appropriate component sizing and For General Motors, Kevin Luchansky internal combustion engines, not their optimization of the catalytic converter introduces an all new developed spark competitors. In the foreseeable future, all functionalities. Downstream of the three- ignition engine for the full-size truck, new internal combustion engines at way catalysts, for the frst time in a 911 light duty line up. There are six core eff- Groupe PSA will be combined with an sports car a particulate flter is applied. ciency building blocks which have been electrical motor and optimized for hybrid

employed to deliver segment-leading CO2 powertrains. The combination of turbo- emissions and drivability performance. charged direct injection gasoline engines LEAN GASOLINE ENGINE FOR High charge motion combustion system with advanced combustion systems like REDUCED CO EMISSIONS 2 enabling 22 bar BMEP on 91 RON fuel. Miller is a good choice for electrifed Dr. Richard Osborne, Ricardo, presents An integrated exhaust manifold and the engines. The next generation of the com- a charged gasoline engine with direct dual-volute turbocharger deliver the panies three- and four-cylinder turbo- injection with the goal of reduced CO2 peak torque from 1500 rpm. Low friction charged engines is developed with a emissions. For this purpose, a lean- enabling technology and signifcant light strong focus on electrifed powertrains. homogeneous combustion system with weighting have been realized. The active Together with pure BEV drive units, high-energy ignition system, direct injec- thermal management ensures split tar- Groupe PSA continues to offer a wide tion and high-tumble ports was deve­ geted cooling. The tripower multi-dis- variety of effcient and clean vehicles.

LECTURERS

Dipl.-Ing. T. Wasserbäch Dr. R. Osborne K. Luchansky Dr. M. Alt Dr. Ing. h.c. F. Porsche AG, Ricardo, Shoreham-by-Sea, General Motors, Pontiac, Opel Automobile GmbH, Weissach, Germany Great Britain MI, USA Rüsselsheim, Germany 38 Vienna Motor Symposium

Vienna Motor Symposium CONFERENCE REPORT

Electric Drives

The presented new vehicles and ambitious strategies of the automobile manufacturers to diversify the electric feet also pose big challenges for the necessary charging infrastructure and the power grid.

in the modular e-drive kit (MEB), fve driving programs for individual whose components enable the conf­ driving characteristics and fve recu­ guration of various different electri- peration modes enable individual fed powertrain systems for electric confguration of the electric drive Volkswagen’s new modular e-drive kit vehicles. The axle-parallel rear-axle from extremely sporty to optimal con- (© ÖVK | Klaus Ranger) drive in the MEB consists of a highly sumption-effcient. The EQC carries effcient, permanent-magnet synchro- a compact electric powertrain with DRIVING AND CHARGING nous machine, a friction-optimized an asynchronous machine on both BEHAVIOR WITH single-speed transmission and a the front and rear axles. GM ELECTRIC VEHICLES highly compact power inverter fas- tened to the electric machine. With CHARGING INFRASTRUCTURE Matthew Tobin, General Motors Com- the high-voltage lithium-ion battery, FOR BATTERY ELECTRIC VEHICLES pany, explains that electric vehicles the e-drive in the Volkswagen ID (EV and PHEV variants) of the company delivers a maximum torque of Dr. Werner Tober, Technische Universität have traveled over 6 billion customer 310 Nm and a maximum power of Wien, analyzes the required charging km to date. OnStar data from more than 150 kW. For all-wheel drive applica- infrastructure until 2030 in view of a 100,000 vehicles over a two-year period tions, there is an additional coaxial rising BEV feet. By 2030, the BEV feet has been analyzed. Tobin presents the e-drive available for the front axle. share is expected to be at 11 % of the results of the driving behavior of the long- passenger car and 6.5 % of the light- range Chevrolet Bolt EV and two genera- duty truck feet. Due to their charging tions of the Chevrolet Volt exten­ded range MERCEDES-BENZ EQC processes the peak power demand is electric vehicles. In addition to driving, 1.1 GW. This corresponds to 11 % of he compares and contrasts the customer Jürgen Schenk, Daimler AG, presents the current peak power demand. The charging behaviors between the Bolt EV with the EQC the frst electric vehicle additional energy demand in 2030 is and Volt and fnally Gen1 and Gen2 Volt from a new era. The vehicle has a 2.2 TWh or 3.2 % of the current demand. electric driving and battery utilization 300 kW all-wheel drive with 765 Nm The examination of the local grid models using standard metrics. of torque and intelligent torque distri­ shows that by 2030 no inadmissible bution for optimal agility in all driving exceedances occur in typical grids and situations along with optimal con­ therefore no grid expansion measures VOLKSWAGEN’S sumption thanks to per­formance map are expected. In 2030, around 860,000 MODULAR E-DRIVE KIT optimization. The in-house produced charging stations will be needed, result- Dr. rer. nat. Karsten Bennewitz, Volks­ lithium-ion battery with 80 kWh can ing in set-up costs of 6.1 billion Euro wagen AG, presents powertrain systems be fast charged with 110 kW DC. The which equates to 9800 Euro pro vehicle.

LECTURERS

M. Tobin Dr. rer. nat. K. Bennewitz J. Schenk Dr. W. Tober General Motors Company, Volkswagen AG, Daimler AG, Technische Universität Wien, Detroit, MI, USA Wolfsburg, Germany Stuttgart, Germany Vienna, Austria

39 Vienna Motor Symposium

CONFERENCE REPORT Vienna Motor Symposium

Low Emission

Optimized components and operating strategies in combination with the emission standard EU 6d result in signifcantly improved air quality in European cities without compromising fuel economy.

Delphi Technologies’ next generation GDi-system (© ÖVK | Klaus Ranger)

DELPHI TECHNOLOGIES advances described above were LECTURERS GDI-SYSTEM not achieved at the cost of a fuel penalty for the compression ignition Dr. techn. Walter F. Piock presents powertrain; hence the impact of all Delphi Technologies’ next generation emission-reducing measures onto GDi-System, which is capable of fuel the level of fuel consumption within pressures up to 600 bar. The injector a mixed customer profle is small. required structural modifcations of the The target vision are viable power- Dr. techn. W. F. Piock high pressure vessel. Optimization of trains for compression ignition and Delphi Technologies, the magnetic path has allowed retaining spark ignition engines with a “near- Bascharage, Luxembourg the same drive energy levels. The high zero air-quality impact”. Further- pressure pump required adaption of more, Kufferath presents that the some of the critical components and prime objective of the Euro 6d RDE interfaces for the signifcantly higher regulation of covering at least 95 % loads. The demand for higher pressures of the driving sce­narios has been at low engine speeds has also led to the achieved to a large extent. Hence introduction of a new internal pump fea- Euro 6d will contribute to a sig­ni­- Dr.-Ing. A. Kufferath ture that boosts pump effciency. The fcant improvement of air quality in Robert Bosch GmbH, Stuttgart, Germany control system has been developed with European cities. a focus on improved injection accuracy over lifetime. The engine results under- COMPRESSION IGNITION line the potential of a further fuel pres- POWERTRAIN OF AECC sure increase for more effcient and cleaner gasoline engines. Dr. Joachim Demuynck of AECC focuses on an optimized integration Dr. J. Demuynck of an LNT and dual-SCR aftertreat- COMPRESSION IGNITION AECC, ment system together with a 48-V POWERTRAIN OF BOSCH Brussels, Belgium mild hybrid as well as LP and HP Dr.-Ing. Andreas Kufferath’s, Robert EGR compression ignition engine. Bosch GmbH, analysis is based upon In addition to the torque assistance the test vehicle and shows how NOx and brake energy recuperation, vari- a wide range of driving conditions. emissions can be further reduced ous functionalities were implemented The system calibration refnement even under demanding driving and for the hybrid system. Furthermore, aimed at integrating the contribution ambient conditions. Compared to the hybrid system was used to mini- from different components and allowed the previous state signifcant further mize transient NOx peaks during accel- to maintain a high deNOx conversion improvements have been achieved. erations and to enable rich purges for effciency above 84 % during the Due to careful selection of the hard- the LNT regeneration. Model-based dedicated urban (28 to 47 mg/km) ware optimization measures only control of the SCR components was and motorway (3 to 63 mg/km) tests. moderate additional costs are used to achieve high deNOx effcien- The CO2 emissions increased due incurred. Elements such as double cies without NH3 slip. Different emis- to the active thermal management AdBlue injection have already been sion tests were conducted to check the but stayed below 3 % on the WLTC prepared for market launch. The robustness of the NOx control over and RDE tests. 40 Vienna Motor Symposium

Vienna Motor Symposium CONFERENCE REPORT

Fuel Cell

The ever-expanding feld of application of the fuel cell systems, especially in the heavy-duty sector with high requirements in terms of power, payload and range, leads to massively accelerated develop- ment with new systematic processes, methods and tools. Fuel cell vehicle of AVL (© ÖVK | Doris Kucera)

LECTURERS FUEL CELL SYSTEMS AND STACKS gies in different fuel cell engines, i.e. system architecture, technologies, com- Dipl.-Ing. Juergen Rechberger, AVL List ponents and the multiple use of fuel cell GmbH, talks about the challenges in the engines in form of e.g. twin engines for development of fuel cell systems and heavy duty applications. This modular stacks. AVL has established a fuel cell approach has been successfully development process to develop and vali- demonstrated in some applications. Dipl.-Ing. J. Rechberger, date fuel cell systems for production. The The Daimler AG is using the modular AVL List GmbH, development of a PEM fuel cell power- approach to prepare for a broad spec- Graz, Austria train heavily relies on the classic require- trum of applications for the fuel cell ments, engineering frst and the classic technology and to be able to react on design verifcation process afterwards – market demands in a fexible way. in systems engineering as the classic systems-V. Vehicle performance targets FUEL CELL OR BATTERY SYSTEMS? are broken down to requirements on sys- tem, sub-system and component level to According to William H. Pettit, BS, Prof. Dr. rer. nat. C. Mohrdieck ensure meeting the overall goals. AVL is General Motors is committed to deliver- Daimler-Konzern, Mercedes-Benz developing highly dynamic fuel cell test ing electrifed vehicles and supporting Fuel Cell GmbH, Kirchheim unter Teck/Nabern, Germany benches with integrated climate cham- its vision of zero crashes, zero emissions ber, integrated intake air conditioning, and zero congestion. Battery electric and simplifed fuel cell altitude simula- vehicles provide high effciency and tion. Testing of fuel cell systems under performance. However, some applica- real load and climatic conditions are tions require additional range and possible without restriction in dynamic shorter refuelling times. Therefore, operation on test benches and allow the a complete electrifed portfolio also W. H. Pettit, BS optimization of operating strategies with includes fuel cell technology. These General Motors Company, regard to user-friendliness and lifetime. two propulsion system elements are Pontiac, MI, USA complementary and can be confgured to maximize customer value. The seam- MODULAR FUEL CELL ENGINES less combination of these technologies Prof. Dr. rer. nat. Christian Mohrdieck, will provide an exceptional customer Mercedes-Benz Fuel Cell GmbH, Daimler, experience in performance, desired presents modular fuel cell engines for range, acceptable refuel/recharge time, passenger and commercial vehicles as optimized effciency, and various levels well as for stationary applications. of autonomy/interactive capability. Pettit Currently a modular development addresses certain key considerations for approach is followed, which allows to balancing battery and fuel cell elements react fast and fexible on new applica- of advanced propulsion systems over a tion demands and reduces development range of customer applications, includ- as well as product cost especially at low ing larger commercial vehicles. Implica- volumes. This modular approach is aim- tions on cost of ownership and infra- ing to achieve as much as possible syner- structure maturity are discussed.

41 Vienna Motor Symposium

CONFERENCE REPORT VIenna Motor SymposIum

Bosch shows components for compression ignition engines with exhaust aftertreatment system (© ÖVK | Klaus Ranger)

New Compression Ignition Engines

Modern compression ignition engines meet the emission standard Euro 6d according to WLTP and RDE through innovative combustion processes and exhaust aftertreatment systems. To increase dynam- ics, 48-V mild hybrid systems and electrically driven compressors are increasingly applied.

MILD HYBRID CONCEPT in combination with the new developed high-pressure (HP) exhaust gas recircu- WITH PRE-TURBINE EXHAUST spray-divided combustion chamber. lation system, along with close-coupled AFTERTREATMENT Due to an optimization of the turbo- exhaust gas cleaning (comprising a

charger, the intake charging and the NOx oxidation catalytic converter and Dr.-Ing. Markus Schönen of FEV Europe exhaust expansion effciency were diesel particulate flter with SCR coating) GmbH investigates via simulation the raised. A dual loop EGR system and a represents a highly effcient method of potential of a pre-turbine exhaust after- ball bearing turbocharger were applied reducing emissions. treatment system (PT-EATS) to achieve to meet the new emission standard and both a positive effect on pollutant and to improve the transient response in

CO2 emissions. Thereafter, a vehicle driving mode. Closed coupled lean NOx demonstrator was set up incorporating trap diesel particulate flter and urea a 48-V system with BSG, an e-TC and a SCR were applied. The major engineer- PT-EATS within a vehicle. The preferred ing achievements are 4 % increase of operating strategy for recuperation was power, 6 % enhanced power density determined to be via BSG instead of as well as 6 % of fuel consumption e-TC. The infuence of the pre-turbine improvement by meeting Euro 6d WLTC catalyst volume on the increased fuel emissions and the second stage of RDE. LECTURERS consumption was found to be small. A Euro 7 scenario with the limit values 3.0-L V6 TDI GEN.3 ENGINE 35 mg/km for NO , 50 mg/km for HC, x WITH ELECTRIC COMPRESSOR 500 mg/km for CO and a CF of 1 were assumed. The optimal layout was found Dipl.-Ing. (FH) Thomas Reuss, Audi AG, to be a 1.0-l DOC with HP-EGR take off presents the new 3.0-l V6 TDI Gen.3 fea- downstream of the DOC, a 1.0-l LT-SCR turing an electric-powered compressor Dr.-Ing. M. Schönen followed by a 2.0-l SDPF and a 5.0-l (EPC). The combination of single-stage FEV Europe GmbH, UF-SCR. This system can achieve the exhaust gas turbocharging with an elec- Aachen, Germany target emissions in all cycles, except tric-powered compressor and 48-V mild the BAB-160. hybrid system enables a more dynamic power exploitation throughout the revs range. The outcomes of the latest devel- 2.2-L FOUR-CYLINDER opments in this generation of V6 TDI COMPRESSION IGNITION ENGINE engines include conformance to the Jerok Chun, M. Sc., Hyundai Motor new WLTP and RDE licensing condi- J. Chun, M. Sc. Hyundai Motor Group, Group, presents the new Hyundai- tions, with the Euro 6d-temp emissions Namyang, South Korea Kia 2.2-l four-cylinder compression igni- standard, alongside high effciency tion engine – Smartstream D2.2 FR. and outstanding start-off acceleration. The engine design can be extended Upgrades to the cooling and oil circuits, to three-cylinder and six-cylinder measures relating to the crank drive, concepts. In the engine, bore spacing an injection pressure of up to 2500 bar was signifcantly reduced. Weight was and optimization of the combustion pro- decreased with an aluminum cylinder cess are key factors in the engine’s Dipl.-Ing. (FH) T. Reuss block. The 2200 bar fuel injection shows improved performance and effciency. Audi AG, reduced engine-out raw PM emission A combined low-pressure (LP) and Neckarsulm, Germany 42 Vienna Motor Symposium

Vienna Motor Symposium CONFERENCE REPORT

AVL presents the ICE 4.X – implementation as modular electrifcation (© ÖVK | Klaus Ranger)

Future Powertrain Concepts

The combination of electrifcation, innovative components and exhaust aftertreatment systems as well as their consistent optimization shows the combustion engine effciency in the direction of 50 %.

INNOVATIVE kernel formation, and exhaust after- MODULAR HYBRID SMART-G CONCEPT treatment systems to cut emissions POWERTRAIN FAMILY in all driving conditions. Taro Tabata, Denso Corporation, Dr. Håkan Sandquist, CEVT Powertrain presents the new Smart-G concept Engineering, and Shubo Li, M. Sc., Geely MODULAR ELECTRIFICATION as innovative spark ignition engine Powertrain Research Institute, are work- system. Denso has focused on the According to Dr. Günter Fraidl, AVL ing together to provide a modular fexi- development of a fexible engine List GmbH, hybridization enables to ble powertrain setup for the application core system to cover the needs of focus the operation of the combustion in various brands of the Geely Holding a wide range of powertrains from engine on the area of best effciency Group. The powertrain strategy of Geely conventional internal combustion and to considerably optimize it more Auto includes a modular range of ICE- engine only powertrains through consistently. Signifcant progress has based powertrains with modular electri- to full hybrids. The core system been made towards both “50 % maxi- fcation to complement the BEV power- development pursues highly-eff- mum effciency” and “Zero Impact trains. The modular powertrain family cient, less-emitting combustion by Emission” with new components such based on a 1.5-l TD three-cylinder ICE improved combustion in combination as improved charging systems, knock and a seven DCT transmission is now with advanced high conversion eff- prevention measures and refned exhaust available with three levels of electrifca- ciency aftertreatment systems to aftertreatment systems. AVL has already tion: MHEV 48-V, HEV and PHEV. The achieve leading thermal effciency demonstrated overall effciencies of newest addition, the HEV powertrain, levels and clean emissions. Denso has multi-cylinder engines with existing has been designed to optimize effciency been developing four technological technologies over 43 % (λ=1) a n d of the total system and has a dedicated solutions: High effciency variable even close to 45 % (lean). Based on ICE, the three-cylinder 1.5-l T Miller valve train with high phasing speed, the results of single-cylinder research with high thermal effciency in a wide coupled with accurate, stable phasing engines and the simulation of future operating area to support system eff- ensuring ideal effective compression components, the path towards 50 % ciency improvements, as well as a dedi- ratio is kept in any driving conditions, effciency and beyond is already visible. cated battery. The HEV powertrain in the a fuel injection forming highly-homo­ However, the solutions must prove their Lynk & Co 01 is certifed at 4.8 l/100 km geneous sprays to maximize mixture production capability in a future envi- in the NEDC which is more than 25 % homogeneity without wetting, an ronment with much stricter emission improvement compared to the conven- ignition technology for stable fame requirements. tional powertrain.

LECTURERS

T. Tabata Dr. G. Fraidl Dr. H. Sandquist S. Li, M. Sc. Denso Corporation, AVL List GmbH, China Euro Vehicle Technology, Geely Powertrain Research Institute, Aichi, Japan Graz, Austria Gothenburg, Sweden Cixi, China

43 Vienna Motor Symposium

CONFERENCE REPORT Vienna Motor Symposium

Fuels

The defossilized mobility until 2050 is possible. The substitution of fossil fuels with electricity, hydrogen or synthetic e-fuels requires a lot of investment and will lead to increasing technological competition IAV presents the path to CO2 neutral mobility in 2050 (© ÖVK | Klaus Ranger) in the next few years.

SYNTHETIC FUEL BLEND FUELS STUDY LECTURERS

According to Dr.-Ing. Otmar Scharrer, Dr. Ulrich Kramer of Ford Werke GmbH Mahle International GmbH, alternative presents options for the complete defossi- fuels offer the currently untapped potential lization of the transport sector. In order to further reduce transportation-related to achieve a complete carbon neutrality

CO2 emissions in, for example, the existing of the transport sector, a cross-industry vehicle population. At present, it is not working group under the coordination Dr.-Ing. O. Scharrer possible to apply the CO2 benefts of these of the FVV Fuels Group has derived Mahle International GmbH, fuels to OEM feet consumption levels. A pathways to defossilize the German Stuttgart, Germany market launch of synthetic fuels should transport sector. Therefor three scena- therefore be the frst step, via a balanced rios are considered: direct use of electri- admixture to current fuels. Together with cal energy in battery electric vehicles, Porsche, Mahle is investigating the feasibi- central and decentral hydrogen produc- lity of dimethyl carbonate (DMC) blends tion for application in fuel cell electric on an engine test bench and in a vehicle. vehicles, e-fuels for use in combustion In a frst step, the backward compatibility engines. The study focuses on a quantita- Dr.-Ing. W. Willems of DMC blends with no changes in hard- tive economic comparison of mobility Ford Werke GmbH, Aachen, Germany ware or software is being determined on costs and the primary energy demand an engine test bench and in a vehicle. of various fuel-powertrain combinations.

DME/OME1 GASOLINE-LIKE FUELS

Dr.-Ing. Werner Willems, Ford Werke Dr.-Ing. Hyun-Woo Won and Dr. Vittorio GmbH, presents methyl-ether based Manente of Aramco Overseas Company Dr. U. Kramer fuels (DME/OME1) in order to study their B.V. believe that by combining a clean Ford Werke GmbH, potential of being sustainable fuel repla- fuel-like gasoline with a high effciency Cologne, Germany cements for compression ignition engine thermodynamic cycle (compression applications. In studies, which covered ignition), it is possible to create a research activities from fundamental powertrain that is clean. The potential spray investigations over single- and of higher reactivity gasoline-like fuels multi-cylinder testing up to vehicle (HRG) reduces NOx and particulate demonstrators, the new fuels were stu- emissions when used in compression died with regard to emission formation, ignition engines. Among others, the Dr.-Ing. H. Won effciency and compatibility to conventio- combustion chamber design has been Aramco Overseas Company B.V., nal compression ignition engine techno- adapted to this fuel and assessment Rueil-Malmaison, France logy. Here, promising fndings regarding of different air-path and after-treat- emission and increased effciency could ment systems have been performed be obtained. For the frst time, a heavy- on a multi-cylinder CI engine. The duty OME1 based full engine was develo- results show 5.5 % of CO2 beneft of ped. For the passenger car-related investi- HRG com­pared to diesel (17 % of CO2 gations, which primarily were carried out beneft compared to a modern SI with DME, signifcant improvements vehicle) while fulflling upcoming Dr. V. Manente Aramco Overseas Company B.V., were observed as well. Euro 6 emission requirements. Rueil-Malmaison, France 44 Vienna Motor Symposium

Vienna Motor Symposium CONFERENCE REPORT

Innovative Engines

The total optimal combination of technology options such as variable compression ratio, Miller cycle, water injection and cylinder deactiva- Iwis Motorsysteme presents a system for tion allows maximum effciency and best performance in compliance variable compression (© ÖVK | Doris Kucera) with emissions legislation.

LECTURERS VARIABLE COMPRESSION RATIO 200 KW/L AT λ=1

Dr. Kai Arens of Iwis Motorsysteme Dr. Johannes Scharf, FEV Europe GmbH and Dr. Helfried Sorger of AVL GmbH, covers the trade-off between List GmbH introduce Dual Mode VCS, increasing power and switching to a technology for implementing a variable λ=1 throughout the engine map with compression ratio (VCR). Here, the VCR a focus on the development of a high Dr. K. Arens mechanism is integrated in the conrod. performance drive. A combustion pro­ Iwis Motorsysteme GmbH & Co KG, In this implementation, the length of the cess for 200 kW/l is introduced. Its core Munich, Germany conrod can be adjusted in two stages to elements are intake ports with excellent change the compression volume. The charge motion and flling as well as water solution presented here can be integrated injection close to the combustion cham­ into existing engine families through ber. The turbocharger is electrically sup­ minor adaptations of the engine architec­ ported to improve the transient respon­ ture. Arens shows the development prog­ siveness. Both turbine and compressor ress, as well as the confrmation of the are equipped with a variable design. The Dr. H. Sorger function of the concept, proven in fred high performance engine is embedded AVL List GmbH, Graz, Austria engine tests. Furthermore, results for into an electrifed powertrain. To achieve consistent and fast switching behavior emission control according to Euro 7, an with high repeat accuracy are presented. individual exhaust gas aftertreatment system is used per bank. IMPROVED FUEL EFFICIENCY PATH TO CO NEUTRAL Myungsik Choi, PhD, Hyundai Motor 2 MOBILITY IN 2050 M. S. Choi, PhD Co R&D Center, directly compares Miller Hyundai Motor Co R&D Center, Namyang, South Korea cycle via late intake valve closing, low According to Dipl.-Ing. Matthias Kratzsch pressure loop cooled EGR, port water of IAV GmbH the composition of the vehi­ injection, and cylinder deactivation to cle feet up to the year 2050 will essen­ each other and combines them on the tially be determined by the regulation same engine at a range of operating and the acceptance of end users of the conditions and over a range of com­ competing technologies. Combustion pression ratios. The technologies tested engines are currently the dominant pro­ are applied to a boosted and direct pulsion type for individual mobility and Dr. J. Scharf FEV Europe GmbH, injected gasoline engine. To determine will continue to play an important role Aachen, Germany the maximum improvement limits with in a technically optimized form. The the combination of these technologies, availability of the energy sources and the the modes of vehicle operation such as distribution infrastructure play just as NEDC, WLTP, FTP, RDE were simulated important a role as the costs of mobility with data of the entire engine map with or incentive systems. With mobility syn­ AVL Cruise. When all technology options thesis, IAV presents a tool that makes are combined and applied together, up to it possible to compute scenarios of how Dipl.-Ing. M. Kratzsch 8.4 % in fuel consumption improvement diversity in mobility develops under given IAV GmbH, Berlin, Germany is possible over the WLTP drive cycle. boundary conditions and user needs.

45 Vienna Motor Symposium

CONFERENCE REPORT Vienna Motor Symposium

Heavy Duty Vehicles

Driven by the total cost of ownership, the focus in the truck, bus and offroad sectors is on effciency, packaging and weight as well as modularity and scalability. In addition to the diesel engine, direct- injection gas engines and retroft solutions for diesel engines are presented. General Motors’ 3.0-l Duramax diesel inline six-cylinder engine (© ÖVK | Klaus Ranger)

9.0-L SIX-CYLINDER of V-engines for pickups and adopting the ENGINES D15 AND E18 BY MAN inline confguration, very challenging to package but essential to get the highest fuel Dipl.-Ing. Moritz Späth, MAN Truck & economy combined with excellent NVH. Bus AG, presents the newly developed Development objectives were to create a D15 compression ignition engine and the state-of-the-art product, leading in fuel derived E18 gas engine for the truck, bus economy and CO2 emissions, with high and off-road market. Focus on the devel­ power and torque density, to allow down- LECTURERS opment of the 9.0-l engine platform were sizing of engine displacement and down- amongst others low complexity and low speeding, setting benchmarks for NVH, total-cost-of-ownership in combination compatible with current and future emis- with minimized weight. Euro 6 emissions sion requirements and cost competitive. and excellent low-end torque are achieved by means of single-stage twin-scroll turbo HPDI 2.0 NATURAL charging, direct charging air cooling and GAS INJECTION SYSTEM Dipl.-Ing. M. Späth an effciency-optimized 2500 bar injection MAN Truck & Bus AG, system. The D15 is conceived as an SCR Kyle Philibert-Palmer, Westport Fuel Nuremberg, Germany diesel engine without EGR. For the E18 Systems, presents the High Pressure the base architecture is expanded with Direct Injection (HPDI) 2.0 natural gas an EGR cooling module. Robustness fea- fuel injection system that is in the feld tures like the design for 230 bar combus- today delivering 20 to 100 % real world tion peak pressure or the jointed cam shaft CO2 reduction. The injector design allows secure the customer-friendly TCO-Level. combustion of natural gas in a compres- The developed crank-shaft starter alterna- sion ignition cycle thereby delivering Ing. V. Verdino General Motors GPS, tor, which is optionally integrated in the equivalent power density and combustion Torino, Italy engine concept, makes commercial vehicle effciency. The HPDI 2.0 with liquefed compatible stop-start operation possible. natural gas system allows appropriate energy density. The enabler for the com- bustion process is the use of a diesel pilot GENERAL MOTORS 3.0-L injection with main gas injection from DURAMAX COMPRESSION a single injector. The injector has been IGNITION INLINE SIX-CYLINDER designed to maximize packaging fexibil- Dr.-Ing. M. Umierski According to Ing. Vincenzo Verdino, ity while maintaining manufacturing FEV Europe GmbH, General Motors GPS, and Dr.-Ing. Markus quality and performance. The packaging Aachen, Germany Umierski, FEV Europe GmbH, General is suffciently fexible to adapt to the Motors will introduce in 2019 for the frst majority of diesel engines in production. time in the Light-Duty Pickup Truck mar- Injector performance has been developed ket a Duramax 3.0-l six-cylinder inline specifcally to ensure that the key compression ignition engine. In order to requirements of the state-of-the-art com- ensure the best possible in-vehicle integra- pression ignition engines can be met, tion, a modern, effcient, all-aluminum ensuring that HPDI equipped trucks can K. Philibert-Palmer diesel engine architecture has been perform as well as or better than their diesel- Westport Fuel Systems, selected, breaking through the paradigm fueled counterparts. Vancouver, Canada 46 Vienna Motor Symposium

Vienna Motor Symposium CONFERENCE REPORT

Autonomous Driving

Autonomous driving will signifcantly change our lives through new forms of mobility, increase vehicle safety and avoid accidents. This requires basic development work and overcoming considerable challenges. AVL shows the development challenges of highly and fully automated driving (© ÖVK | Klaus Ranger) CHALLENGES FOR FULLY lisions is used as an example of the AUTOMATED DRIVING continuous development and improve- ment of existing assistance systems. According to Univ.-Doz. Dipl.-Ing. Dr. The potential as well as the technical techn. Stefan Poledna, TTTech Auto AG, and legislative challenges associated with automated driving, the control of with the leap to SAE levels 3 and 4 are more driving scenarios is shifted to then presented within the context of two the autonomous driving system. This customer functions, the highway pilot LECTURERS requires the vehicle to solve highly com- and the parking garage pilot. As well as plex tasks: analyze the environment and detailing an example of a logical func- understand the current driving situation, tional architecture along a process chain autonomously plan a driving maneuver from sensor to actuator, Eichler provides based on its understanding of the cur- a description of each function and its rent driving situation and execute the characteristics in use by the driver. planned maneuver. Furthermore, all these functionalities must be executed Univ.-Doz. Dipl.-Ing. CHALLENGES DURING Dr. techn. S. Poledna reliably and typically in a fault-tolerant DEVELOPMENT TTTech Auto AG, manner. Automated driving also requires Vienna, Austria an intelligent powertrain that is able to Dr. Peter Schöggl, AVL List GmbH, accept the planned maneuvers as inputs presents the main challenges of highly and to control the vehicle in tight coordi- and fully automated driving for develop- nation with the other automotive sys- ment. In addition to agile development tems. The type of powertrain is not a methods, combined test and simulation key concern – it may be electric, hybrid, methods are increasingly applied for or combustion-only. Poledna discusses development. Schöggl presents a method Dipl.-Ing. F. Eichler functionalities for fully automated driv- for the real-time evaluation of the driv- Volkswagen AG, Wolfsburg, Germany ing and the challenges in detail. ing experience of automated systems, including objective evaluation of safety and perceived safety. The application of LEAP FROM LEVEL 2 the method throughout the development TO LEVEL 3 AND 4 process allows consideration of end cus- Dipl.-Ing. Friedrich Eichler, Volkswagen tomer-oriented characteristics such as AG, describes the technology leap from perceived safety, driving comfort, han- Dr. P. Schöggl level 2 to level 3 and 4, the demands dling and longitudinal performance. It AVL List GmbH, arising on the various markets from the further allows the use of uniform target Graz, Austria use of such technologies and the benefts values within different disciplines or in to the customer offered by the use of exchange with development partners. driving and parking functions with a The use of the method in virtual deve­ higher degree of automation. The front lopment enables the early execution of assist function to provide forward colli- comprehensive virtual tests and initial sion warning and automatic emergency pre-calibrations of the automated driving braking to mitigate or avoid rear end col- functions performance.

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CONFERENCE REPORT Vienna Motor Symposium

Plenary Closing Session View to the Future Plenary closing session, from left to right: K. F. Stracke, Prof. B. Geringer, Prof. H. P. Lenz, Dr. A. Tostmann, H. Troska (© ÖVK | Doris Kucera)

This year‘s plenary closing session is dominated by electromobility and new mobility services. Volkswagen shows a positive effect on the climate and the environment by switching to electric vehicles. A frst milestone will represent the market launch of the Volkswagen ID. Magna presents, in addition to new business and service models such as an on-demand shuttle, autonomous driving and emission-neutral alternative propulsion systems. Daimler analyzes the Chinese market and presents its activities. Through research and development in China and focus on local consumer behavior and social trends, Daimler can offer premium electric vehicles tailored to customer needs.

LECTURERS

Dr. A. Tostmann K. F. Stracke H. Troska Volkswagen Brand Board Member President Magna Steyr Member of the Board of for Production, Volkswagen AG, Fahrzeugtechnik & Engineering, Management of Daimler AG, Wolfsburg, Germany Magna Steyr Fahrzeugtechnik Responsible for Greater China, AG & Co KG, Graz, Austria Beijing, China

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TRANSFORMATION – term success of the company. Using In the following discussion Stracke con­ THE ROAD TO FUTURE MOBILITY innovation and new business models, frmed Magna’s interest in the feld of the aim is to achieve customer-added shared mobility with services and suit­ Dr. Andreas Tostmann, Volkswagen value at the same time as social-added able driving systems. Brand Board Member for Production, value and economic proft. Building Volkswagen AG, Wolfsburg speaks on on the pillars ‘Cleaner, Safer, Afford­ DYNAMIC CHINA MARKET the topic “Transformation – The Road able’, Magna works on the integration to Future Mobility”, summarized in and validation of systems and func­ Hubertus Troska, Member of the Board the following: “When comparing tech­ tions for autonomous driving, on the of Management of Daimler AG, Respon­ nologies, battery electric drive is cur­ integration of alternative propulsions sible for Greater China, Beijing, speaks

rently the most effcient way to save CO2. that fulfl zero-emission targets, on the topic “The Dynamic China Switching to electric vehicles will only and on fexible, modular vehicle plat­ Market”, summarized in the following: have a positive effect on the environment forms that simultaneously enable scal­ “Automobiles are becoming increas­ and climate if the entire life cycle is opti­ ability and use for different applications ingly like communication devices. mized, especially the supply chain. As and customers. Magna enters into part­ Daimler’s infotainment system, the part of the transformation, Volkswagen nerships with companies in various Mercedes-Benz User Experience (MBUX), will expand the portfolio of battery elec­ degrees of cooperation to develop new seamlessly integrates experiences inside tric vehicles to a total of more than 50 business models and to address new and outside of the car with its learning models by 2025, investing 30 billion markets. Magna is developing and test­ capability and natural language recogni­ Euro. The market launch of the Volkswa­ ing new business and service models tion based on artifcial intelligence fea­ gen ID in 2020 will be a frst milestone for mobility and value-added services tures. In China, customers are more for Volkswagen in terms of climate-neu­ extending beyond mobility in pilot open to the progression of autonomous tral mobility. The Group’s frst vehicle projects. The company is developing a driving. Daimler dedicates research based on the modular electric drive prototype of a zero-emission, on-demand and development efforts in this area matrix (MEB) will be manufactured shuttle. This can be easily adapted to ft in China to maintain a leading position. entirely carbon-neutrally and is due to dif ­ferent alternative drives and can be Last year, the company became the frst roll off the production line in Zwickau. upgraded for autonomous driving.” international automaker to obtain the Deals for customers to use climate-neu­ road test license for highly automated tral electricity will be available during driving in Beijing. China is the biggest the usage phase. Unavoidable emissions market for new energy vehicles (NEV) will be offset by certifed climate protec­ with over one million sold in 2018, repre­ tion projects to ensure that the climate senting a 60 % growth from the previous impact drops to zero. The Zwickau fac­ year. Daimler remains confdent in the tory is the frst plant in the Volkswagen growth potential through local research Group’s production network to be con­ and development focusing on consumer verted into a solely electric vehicle site. behavior and social trends, while intro­ From 2022 onwards another two Ger­ ducing premium electric cars that are many factories, in Emden and Hanover, tailored to customer demands. This is will also follow the ‘transformation path’ remarkably present in the EQC, the frst by producing electric small cars, saloons, locally produced electric car at Beijing and the ID Buzz family.” In more than ten Benz Automotive Co., Ltd., which will so -called theses Tostmann has tried to be launched in the Chinese market refute frequently referred critics or uncer­ later this year. Daimler’s holistic elec­ tainties on the subject of E-mobility in tric mobility approach is well on track. detail. The subsequent discussion was Recently, Daimler started collaborat­ accordingly intense. ing with Chinese automaker Geely to formo a 50-t -50 globally focused joint venture to own, operate and further FUTURE MOBILITY – develop Smart, the pioneer of small A NEW BUSINESS MODEL? urban vehicles, as a leader in pre­ Karl Friedrich Stracke, President Magna mium electric vehicles. In the CASE Steyr Fahrzeugtechnik & Engineering, (Connected, Autonomous, Shared & Magna Steyr Fahrzeugtechnik AG & Co. Services, and Electric) era, the auto­ KG, Graz speaks on the topic “Future motive industry is facing changes and Mobility – A New Business Model?”, transformations that might even be summarized in the following: “Magna faster than the rate at which the car follows fve strategic pillars of innova­ industry has developed over the past tion: Smarter – Cleaner – Safer – Lighter – 130 years.” However, Troska is con­ Affordable that can contribute individu­ Closing words by Prof. B. Geringer vinced that the best time for the ally as well as collectively to the long- (© ÖVK | Doris Kucera) industry is yet to come.

49 CONFERENCE REPORT Vnien a Motor Symposium

Forecourt of the Hofburg with exhibition tent (© ÖVK | Doris Kucera)

FAREWELL energy. All energy demand leads to the massive expansion of regenerative Prof. Geringer closes the Symposium energy solutions worldwide. There is CONFERENCE with the following, partly printed speech: little point in giving CO2 standards to “After a total of 47 presentations with road traffc and not enforcing anything DOCUMENTATION

again this year impressive innovations, comparable for energy providers. This All lectures presented at the 40th International whether in the well-proven but publicly brings relevance to the keyword ‘emis­ Vienna Motor Symposium are published, in their discussed internal combustion engines sions trading’ or ‘sector coupling’ with in extenso versions, in the “VDI-Fortschritt- or in the electric drives or – the increas­ the involvement of traffc. Currently a Berichte” (progress reports), series 12, no. 811, ingly in the focus – synthetic fuels, we no -go in the EU. But for how long? volumes one and two, including a USB fash drive arrived at the end of this year‘s Motor The race for the best drive continues: (with the digital versions of the lectures in their Symposium. The challenge of the next we are sure that with the new knowl­ original language i.e. German or English, and in years is undoubtedly the reduction of edge of two days of Symposium you addition, there are English translations of German greenhouse gases from traffc. The new will be well prepared for the next steps. lectures) and booklets. These documents can be EU Directive until 2030 are well known We look forward to welcoming you ordered on the website of the Vienna Motor Sympo- st to all. The requirement is relatively sim­ again next year at the 41 International sium www.vienna-motorsymposium.com ple, but the achievement a mammoth Vienna Motor Symposium from April 23 task that can only be achieved through to 24, 2020 and for the exhibition open­ great technical effort and a mix of pro­ ing reception on April 22, 2020 here in pulsion technologies. No matter which the Hofburg in Vienna. With the desire propulsion system we utilize: in the for a good trip home I close this year‘s INVITATION end we need sustainable primary Symposium.” The 41st International Vienna Motor Symposium will be held from April 22 to 24, 2020 in the Conference Center Hofburg Vienna. We should like to invite you

Lunch in the Hofburg to the Symposium already now. We urgently recom- (© ÖVK | Doris Kucera) mend that you apply in good time once the program has been published online (about Decem­ber 10, 2019). Proposals for lectures, including a brief abstract, may be submitted forthwith.

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