Golloch R. Downsizing bei Verbrennungsmotoren: Ein wirkungsvolles Konzept zur Kraftstoffverbrauchssenkung

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3.5 Verbrauchspotenziale 115

Abb. 3.36. Gegenüberstellung der Betriebspunkte und spezifischen Kraftstoffverbräuche

Das Hochlast-Konzept schöpft seine Leistung aus hohen Drehmomenten und

vergleichsweise niedrigen Drehzahlen. Beim Hochdrehzahl-Konzept liegt der

umgekehrte Fall vor. Infolge des geringen Hubraumes sind beim BDE-Hochlast-

Turbo relativ hohe Mitteldrücke zur Darstellung des Drehmomentes erforderlich.

Im Zusammenhang mit der durch die Drehmomentcharakteristik möglichen lan-

gen Getriebeübersetzung liegen die Betriebspunkte in Bereichen niedrigen spezifi-

schen Kraftstoffverbrauchs. Der Downsizing-Effekt ergibt sich demnach sowohl

aus der Laststeigerung als auch aus der Drehzahlsenkung.

Abbildung 3.37 zeigt den Verlauf des spezifischen Kraftstoffverbrauchs für alle

untersuchten Motorkonzepte in Abhängigkeit der Fahrgeschwindigkeit (5. Gang).

Auch hier wird die Überlegenheit des Hochlast-Downsizing-Konzeptes bezüglich

des Kraftstoffverbrauchs deutlich. Bei allen Motoren sinkt der Verbrauch zunächst

mit steigender Fahrgeschwindigkeit ab und erreicht ein Minimum deutlich vor der

Höchstgeschwindigkeit.

116 3 Downsizing

Abb. 3.37. Spezifischer, effektiver Kraftstoffverbrauch in Abhängigkeit der Fahrgeschwin-

digkeit

Die entsprechenden, spezifischen Verbräuche bewegen sich im Minimum zwi-

schen 245 und 285 g/kWh. Alle aufgeladenen Motorkonzepte sind dem BDE-

Saugmotor hinsichtlich des gesamten Wirkungsgrades zumindest im oberen Ge-

schwindigkeitsbereich überlegen. Das untere Diagramm stellt die beiden Downsi-

zing-Varianten einander gegenüber und macht deutlich, dass hinsichtlich des Po-

tenzials zur Kraftstoffverbrauchssenkung nur das Hochlast-Konzept in Frage

kommt. Bei konstanten Fahrgeschwindigkeiten oberhalb von 50 km/h beträgt der

Verbrauchsvorteil im Vergleich zum BDE-Saugmotor etwa 10-17%, wobei hier

auch die längere Getriebeübersetzung des BDE-Hochlast-Turbomotors eine Rolle

spielt. Insbesondere das Fahren auf Landstraßen und Autobahnen bietet daher

unter den gegebenen Randbedingungen die Möglichkeit, den realen Kunden-

verbrauch deutlich zu senken. Das Hochdrehzahlkonzept erreicht nur in einem

3.5 Verbrauchspotenziale 117

kleinen Geschwindigkeitsbereich Wirkungsgradvorteile und liegt ansonsten deut-

lich oberhalb des BDE-Saugmotors.

Die insbesondere bei turboaufgeladenen Motoren notwendige Gemischanrei-

cherung an der Volllast zum thermischen Bauteilschutz kann jedoch auch dazu

führen, dass bei häufigem Betrieb bei hohen Lasten und Drehzahlen der Kraft-

stoffverbrauch deutlich ansteigt. Der Kundenverbrauch dieser ausgesprochenen

Leistungskonzepte kann daher u.U. höher ausfallen als bei den klassischen Saug-

motoren. Moderne Downsizing-Konzepte können auslegungsbedingt hier jedoch

spürbare Vorteile bieten.

Theoretischer Kraftstoffverbrauch im NEFZ

Neben dem realen Kraftstoffverbrauch im Neuen Europäischen Fahrzyklus ist

auch von Interesse, welche theoretischen Verbrauchspotenziale bei den verschie-

denen Motorkonzepten überhaupt bestehen. Ausgehend vom Energieäquivalent

soll daher der streckenbezogene Kraftstoffverbrauch aus dem Gleichraumprozess,

beim Betrieb im Wirkungsgradmaximum des realen Motors sowie bei optimaler

Getriebestufung im realen Verbrauchskennfeld ermittelt werden, siehe auch

Abschn. 3.5.1. Ohne Berücksichtigung von Leerlaufphasen beträgt der absolute

Kraftstoffverbrauch für das zu Grunde liegende Fahrzeug der Klasse C im NEFZ

bei einem Gesamtwirkungsgrad von eins etwa 1,25 Liter pro 100 km und ent-

spricht damit 100% relativem Kraftstoffverbrauch. Abb. 3.38 zeigt für die unter-

suchten Motorkonzepte die resultierenden Kraftstoffverbräuche in Abhängigkeit

der Verbrauchsszenarien auf.

Abb. 3.38. Vergleich der theoretischen und realen Kraftstoffverbräuche im NEFZ

118 3 Downsizing

Die Gegenüberstellung macht deutlich, dass der resultierende Kraftstoff-

verbrauch im NEFZ zu etwa 50% durch die verlustbehaftete und nicht optimale

Drehmoment-Drehzahl-Wandlung im Getriebe sowie durch die Leerlaufphasen

bestimmt wird. Nicht optimal bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Be-

triebspunkte im Motorkennfeld vergleichsweise weit vom Wirkungsgradmaximum

des Motors entfernt sind. Infolge der beim BDE-Hochlast-Turbo-Konzept über

einen längeren Drehzahlbereich bei günstigen spezifischen Verbräuchen verlau-

fenden Fahrwiderstandslinien sind die Verluste durch das Getriebe nicht so groß

wie bei den anderen Motorkonzepten.

Zugkraft am Rad und Anfahrverhalten

Ein Problembereich turboaufgeladener Motoren stellt das geringe Drehmoment im

unteren Drehzahlbereich dar, welches zudem im transienten Betrieb noch geringer

als im Stationärbetrieb ausfällt. Hinsichtlich des stationären Drehmomentes kon-

ventioneller Turbomotoren ist die Übersetzung in den unteren Gängen daher ent-

sprechend kurz zu wählen, um genügend Drehmoment bei niedrigen Fahrge-

schwindigkeiten bereit stellen zu können.

Abb. 3.39. Zugkraft am Rad in Abhängigkeit der Fahrgeschwindigkeit für die kleinste und

größte Getriebeübersetzung

3.5 Verbrauchspotenziale 119

Dieses Vorgehen wirkt sich grundsätzlich nachteilig auf den Kraftstoff-

verbrauch aus. Es ist deshalb auch aus Verbrauchsgründen sinnvoll, geeignete

Maßnahmen zur Steigerung des sogenannten Low-End-Torque durchzuführen.

In Abb. 3.39 ist die stationäre Zugkraft am Rad in Abhängigkeit der Fahrge-

schwindigkeit für den ersten und fünften Gang der untersuchten Motoren darge-

stellt. Zunächst wird deutlich, dass der mechanisch aufgeladene Motor eine sehr

ähnliche Volllastcharakteristik aufweist wie der BDE-Saugmotor und damit eine

sehr gute Fahrbarkeit ermöglicht. Die Übersetzung des ersten Ganges wurde bei

allen Motoren so gewählt, dass bei einer Drehzahl von 1.000 1/min mindestens ein

stationäres Drehmoment von 4.500 N bereit gestellt werden kann. Bei der hoch-

aufgeladenen Turbovariante wurde die Übersetzung im Vergleich zu dem anderen

Motoren kürzer gewählt und somit dem Umstand Rechnung getragen, dass das

instationäre Drehmoment u.U. deutlich niedriger ausfällt als im Stationärbetrieb.

Die stationäre Zugkraft am Rad liegt beim BDE-Hochlast-Turbo-Konzept daher

im ersten Gang über dem gesamten Drehzahlbereich oberhalb der Werte der ande-

ren Motoren.

Die Übersetzung im fünften Gang ergibt sich aus der Forderung, dass die ent-

sprechende Fahrwiderstandslinie den Nennpunkt kreuzt und somit die Höchstge-

schwindigkeit in dieser Fahrstufe erreicht wird. Mit dieser Auslegung ist der

hochaufgeladene Turbomotor den beiden Saugmotoren unterhalb einer Geschwin-

digkeit von 70 km/h geringfügig unterlegen, liegt jedoch in etwa gleichauf mit den

anderen aufgeladenen Varianten. Insgesamt ergibt sich mit der gewählten Getrie-

beauslegung hinsichtlich der Zugkraft am Rad für alle Fahrgeschwindigkeiten –

auch für die turboaufgeladenen Motoren – eine ausreichende Performance, sodass

ein guter Kompromiss zwischen Kraftstoffverbrauch und Anfahrverhalten gefun-

den wurde.

NEFZ-Verbrauchspotenziale anderer Studien

Die möglichen Verbrauchseinsparungen bei Ottomotoren durch Downsizing wa-

ren schon vielfach Gegenstand von Untersuchungen an realen Fahrzeugen. In

Abhängigkeit der Basismotorisierung, der Eigenschaften des Motor, des verwen-

deten Fahrzeugs, der Getriebecharakteristik sowie des betrachteten Fahrzyklus´

liegen die Sparpotenziale innerhalb eines Streubandes und erschweren damit all-

gemein gültige Aussagen über das reale Einsparpotenzial durch Downsizing. Ge-

nerell wurde im Rahmen der Studien auch das Fahrverhalten im Praxiseinsatz

berücksichtigt, sodass z.B. eine Anpassung der Getriebeübersetzungen mit Blick

auf das Fahrverhalten im Transientbetrieb erfolgte. Aufgrund der hohen Anzahl

der Verbrauchsstudien sollen im Folgenden nur einige wenige herausgegriffen und

beschrieben werden. Diese stellen jedoch einen repräsentativen Ausschnitt dar, da

die unterschiedlichsten Konzepte miteinander verglichen worden sind.

[SCH02] untersuchte turboaufgeladene SRE-Motoren mit vier und sechs Zylin-

dern und unterschiedlichen Leistungsdichten sowie eine Variante mit variabler

geometrischer Verdichtung. Gegenüber dem leistungsgleichen, freisaugenden 6-

Zylinder-Basismotor mit einem Hubraum von 3,0 dm

konnte allein durch Hub-

raumreduzierung auf 2,4 dm

in Verbindung mit Turboaufladung der Kraftstoff-

120 3 Downsizing

verbrauch um 13% reduziert werden. Während die Hochlast-Turbo-Variante mit

1,8 dm

Hubvolumen weitere 5%-Punkte im Verbrauch einsparen konnte, beträgt

die Verbrauchssenkung bei zusätzlicher variabler Verdichtung gegenüber dem

großvolumigen Saugmotor insgesamt 27%.

Ein hochaufgeladener SRE-R5-Motor (

= 1,6 dm

) mit variabler Verdichtung

und mechanischer Aufladung (Schraubenverdichter) war Gegenstand der Untersu-

chungen von [DRA02]. Verglichen wurde dieses Konzept mit einem konventio-

nellen V6-Motor mit 3,0 dm

Hubraum. Gegenüber dem Basismotor konnte eine

Verbrauchssenkung von 15,3% ermittelt werden. Ein R5-Turbomotor mit 2,3 dm

Hubraum und fixem Verdichtungsverhältnis erreichte eine Verbrauchsreduzierung

von 11,7%. In der Studie von [MEN00a] wurde ein 4-Zylinder-1,6 dm

-SRE-

Saugmotor mit mechanisch und turboaufgeladenen Varianten sowie einem Hoch-

drehzahlkonzept, jeweils mit einem Hubraum von 1,0 dm

, verglichen. Während

die aufgeladenen Varianten Verbrauchsvorteile von 7% (Turbo) bzw. 2% verbu-

chen konnten, schnitt das Hochdrehzahlkonzept erwartungsgemäß mit einem

Mehrverbrauch von 17% vergleichsweise schlecht ab. [FRÖ00] ermittelt einen

Verbrauchsvorteil durch BDE, variabler Verdichtung, Hubraumreduzierung auf

1,4 dm

und Turboaufladung von 25% gegenüber einem leistungsgleichen

2,0 dm

-SRE-Saugmotor. Allein durch den Übergang auf Direkteinspritzung mit

Ladungsschichtung kann eine Verbrauchssenkung von 11% dargestellt werden.

Basismotor der Untersuchung von [WIL00] war ein konventioneller SRE-

Saugmotor mit einem Hubraum von 2,0 dm

. Mittels Hubraumsenkung auf

1,4 dm

und Abgasturboaufladung konnte eine Verbrauchssenkung um 9,3% er-

mittelt werden. Weitere Studien zur Kraftstoffverbrauchsreduzierung bei Ottomo-

toren durch Downsizing wurden von [BOR02a, LEC03, STO00, GUZ00, ELL00,

MEN00b] durchgeführt.

Auf Grundlage der genannten Untersuchungen soll im Folgenden abgeschätzt

werden, welche Verbrauchspotenziale durch Downsizing beim Ottomotor realis-

tisch sind. Abb. 3.40 zeigt das NEFZ-Verbrauchspotenzial, aufgetragen über dem

Downsizing-Grad, für Ottomotoren mit Saugrohr- und Direkteinspritzung auf. Da

unterschiedliche Motorhubvolumen und Zylinderzahlen berücksichtigt werden,

ergibt sich jeweils ein Streuband, das zudem von zusätzlichen Technikbausteinen

wie z.B. Hoch-AGR, variabler Verdichtung, zweistufiger Aufladung, Vollvariab-

ler Ventilsteuerung, Magerverbrennung usw. beeinflusst wird. Diese Zusatzmaß-

nahmen bewirken eine weitere Verbrauchssenkung, allerdings muss hierbei stets

das Verhältnis von Kosten, Systemkomplexität, Zuverlässigkeit und dem zu er-

wartenden Nutzen Berücksichtigung finden.

Generell sinkt der Kraftstoffverbrauch mit steigendem Downsizing-Grad de-

gressiv ab, da mit steigenden Aufladegraden und im Hinblick auf die Klopfprob-

lematik Maßnahmen erforderlich sind, die der Verbrauchssenkung eher abträglich

sind. Beispiele hierfür sind die Gemischanreicherung, die Spätverstellung des

Zündwinkels und das geringe Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen. Ausgehend

vom konventionellen Otto-Saugmotor mit Saugrohreinspritzung und Phasenstel-

lern auf der Einlass- und Auslassseite ergibt sich bei den turboaufgeladenen SRE-

Konzepten mit hohen Downsizing-Graden ein Verbrauchspotenzial von 10-20%.

3.5 Verbrauchspotenziale 121

Abb. 3.40. Kraftstoffverbrauchspotenziale ottomotorischer Downsizing-Konzepte

Kleinvolumige Motoren weisen, da sie ohnehin im Fahrbetrieb schon mehr ent-

drosselt betrieben werden, geringere Potenziale auf als großvolumige Motoren.

Auch der Einfluss der Zylinderzahl spiegelt sich hier wider. Konsequentes Down-

sizing erfordert die Reduzierung der Zylinderzahl, um eine hohe Verbrauchssen-

kung zu ermöglichen.

Allein durch den Übergang auf Direkteinspritzung ergibt sich ein Verbrauchs-

potenzial – je nach Motorgröße und Brennverfahren – zwischen 4 und 12%. In

Verbindung mit Hubraumreduzierung und Aufladung sind bei hohen Downsizing-

Graden Verbrauchsvorteile, bezogen auf den SRE-Saugmotor, in der Größenord-

nung von 15-30% realisierbar. Da BDE-Motoren sowohl als stöchiometrische

Homogen-Konzepte als auch mit Schichtladung darstellbar sind, ist das Streuband

im Vergleich zu den SRE-Motoren größer. Die Direkteinspritzung eröffnet zudem

neue Möglichkeiten bei der Auslegung des Brennverfahrens mit den Teilbereichen

Einspritzung/Gemischbildung und Aufladung, sodass im Gegensatz zu den SRE-

Motoren höhere Downsizing-Grade möglich sind.

Insgesamt stellt Downsizing beim Ottomotor ein wirkungsvolles Konzept zur

Kraftstoffverbrauchssenkung dar. Langfristig wird sich die Direkteinspritzung in

Verbindung mit Abgasturboaufladung – wie schon beim Dieselmotor – als das

zielführende Verfahren herausstellen. Die Höhe der möglichen Verbrauchssen-

kung hängt neben der Fahrzeugklasse in hohem Maß vom Getriebekonzept, den

Systemkosten, der Abgasnachbehandlungstechnologie sowie dem zu Grunde lie-

genden Fahrzyklus ab.

Moderne Dieselmotoren verfügen nahezu ausschließlich über Direkteinsprit-

zung und Abgasturboaufladung. Da der Dieselmotor emissionskritisch zu bewer-

122 3 Downsizing

ten ist, werden weitere Verbrauchssenkungen in beträchtlichem Ausmaß von der

Emissionsgesetzgebung abhängig sein. Aufgrund des großen Fortschrittes, den der

Dieselmotor innerhalb der letzten 15 Jahre hinsichtlich Wirkungsgradsteigerung

und Agilität gemacht hat, sind im Vergleich zum Ottomotor zukünftig geringere

Verbesserungen im Kraftstoffverbrauch zu erwarten. Downsizing kann jedoch

auch hier noch bestehende Verbrauchspotenziale nutzen.

3.6 Fahrzeugseitige Betrachtungen

Die Beurteilung der Leistungsfähigkeit von Fahrzeugen, Schiffen und stationären

Anwendungen in Bezug auf den Antrieb beschränkt sich nicht auf den Motor bzw.

das Antriebsaggregat selbst, sondern erfordert eine umfassende Betrachtung des

gesamten Antriebsstranges. Neben der Antriebsquelle als wichtigste Einzelkom-

ponente ist daher auch das Getriebe maßgebend. Viele vom Fahrer oder Betreiber

erfassbare Eigenschaften wie beispielsweise Kraftstoffverbrauch, Beschleuni-

gungsvermögen und Höchstgeschwindigkeit werden über die Drehmoment- und

Drehzahl-Übersetzungen direkt durch das Getriebekonzept beeinflusst.

Ein weiterer Aspekt ist die Auswahl und Kombination einzelner Technologie-

bausteine für die jeweilige Anwendung und die in Frage kommenden Märkte bzw.

Einsatzgebiete. Die Feinabstimmung und technischen Komponenten eines

Grundmotors sind in der Regel schon für unterschiedliche Märkte different. Aus

diesem Grund kann es hinsichtlich der Auslegung und konstruktiven Ausführung

von Motor und Getriebe keinen Königsweg geben. Die Kombination der Einzel-

komponenten und -systeme ist stets auf die Anwendung, die am Markt durchsetz-

baren Kosten und die gesetzlichen Vorgaben, z.B. der einzuhaltenden Schadstoff-

grenzwerte, auszurichten.

In diesem Kapitel werden der Einfluss von Downsizing auf das Fahrzeugpa-

ckage angesprochen sowie geeignete Getriebearten und Hybridkonzepte in Form

von Starter-Generator-Systemen beschrieben, die grundsätzlich zu einer Steige-

rung der Akzeptanz von Downsizing-Konzepten beitragen können.

3.6.1 Package

Die Entwicklung eines gesamten Fahrzeugs beinhaltet auch Überlegungen zum

benötigen Bauraum für Motor, Nebenaggregate, Getriebe, Abgasnachbehand-

lungssysteme, Fahrwerk etc. unter Berücksichtigung von karosseriebezogenen

Sicherheitsmerkmalen wie z.B. Crashzonen. Die weiteren Einflüsse auf das Pa-

ckage sind sehr vielfältig und reichen vom gewählten Fahrzeugkonzept bis zu

firmenpolitischen Randbedingungen. Wesentlich ist jedoch die Lage des Motors

(Front-, Mittel-, Heckmotor), seine Einbauart im Motorraum (längs oder quer)

sowie das Antriebskonzept (Front-, Allrad-, Heckantrieb). Im Rahmen dieses

Abschnittes sollen die mittelbaren Auswirkungen des Downsizing auf die fahr-

zeugseitigen Package- und Gewichts-Eigenschaften angesprochen werden, da sich

3.6 Fahrzeugseitige Betrachtungen 123

die Hubraumreduzierung auch auf den benötigten Bauraum und die Masse des

Antriebs auswirkt. Die Tatsache, dass eine fast unüberschaubare Anzahl an Ein-

flussgrößen Auswirkungen auf die Fahrzeugkonzeption hat, gestattet nur eine sehr

oberflächliche Betrachtung dieser Thematik. Dennoch soll versucht werden, die

wesentlichen, mit dem Downsizing verbundenen Veränderungen in Bezug auf

Package und Gewicht aufzuzeigen.

Die folgenden Ausführungen gelten unter der Voraussetzung gleicher, effekti-

ver Motorleistung bei Substitution eines großvolumigen Saugmotors durch einen

aufgeladenen Motor mit kleinem Hubvolumen. Da mit dem Downsizing von

Verbrennungsmotoren bei konsequenter Umsetzung auch eine Zylinderzahlredu-

zierung einher geht, sollte sich diese Maßnahme generell eher positiv auf das

umbaute Motorvolumen sowie die Motormasse auswirken. Dieses relativiert sich

jedoch, wenn man alle anderen zum Motor bzw. gesamten Antrieb gehörenden

Systeme mit einbezieht. Hinsichtlich des benötigten Bauraumes für das gesamte

Antriebssystem sind die folgenden Teilsysteme und Komponenten zu betrachten:

x Grundmotor

x Motorkühlsystem

x Abgasanlage

x Aufladesystem

x Ladeluftkühlung

x Zusatzkomponenten

Der Übergang vom Saugmotor zum einfachen, aufgeladenen Motor führt trotz

des Abgasturboladers und der Ladeluftkühlung durchaus zu einem sinkenden

Bauraumbedarf und geringerer Motormasse, da der Grundmotor z.T. deutlich

kleiner ausgelegt werden kann. Bei Downsizing-Konzepten bestehen daher –

insbesondere in Verbindung mit einer Reduzierung der Zylinderzahl – bezüglich

des Bauraumes und des Gewichtes des Grundmotors spürbare Vorteile gegenüber

großvolumigen Saugmotoren. Hiermit ist eine ausgeglichene Achslastverteilung

möglich, die das Fahrverhalten bzw. die Fahrdynamik grundsätzlich verbessert.

Die höhere Leistungsdichte von aufgeladenen Motoren bewirkt infolge der re-

sultierenden Wirkungsgradvorteile sinkende, absolute Abwärmeströme, die u.a.

über das Kühlwasser an die Umgebung abgeführt werden müssen. Die Wärmetau-

scher des Kühlsystem können daher entsprechend kleiner dimensioniert werden,

sodass hierfür geringfügig weniger Bauraum benötigt wird. Der höhere Wirkungs-

grad wirkt sich zudem in gleichem Ausmaß auch auf das Volumen der Abgasanla-

ge aus.

Dem Aufladesystem kommt bei Downsizing-Konzepten eine Schlüsselrolle zu.

Es bestimmt neben der Leistungsdichte auch das Anfahr- und dynamische Verhal-

ten des Antriebs. Die mechanische Aufladung bietet zwar einige Vorteile, jedoch

benötigt der mechanische Verdichter deutlich mehr Bauraum als ein Abgasturbo-

lader. Zur Verbesserung von Low-End-Torque und Transientverhalten kommen

insgesamt komplexere Aufladesysteme zum Einsatz, die z.T. aus mehreren Ver-

dichtern bzw. Abgasturboladern und Ladeluftkühlern bestehen und damit eine

entsprechende Anzahl an Aktuatoren zur Regelung benötigen. In Verbindung mit

124 3 Downsizing

weiteren Steigerungen des Fahrkomforts sowie zusätzlichen Freiheitsgraden zur

motorischen Prozesssteuerung (z.B. variable Ventiltriebe) kommen in Zukunft

vermehrt auch Starter-Generator-Systeme zum Einsatz, die auch im Sinne einer

temporären Beschleunigungshilfe genutzt werden können. Die mit der Einführung

eines 42-Volt-Bordnetztes nötige, zusätzliche Anzahl an Elementen der Leis-

tungselektronik bindet dem entsprechend ebenfalls Bauraum, der vorgehalten

werden muss.

Einen hohen Anteil an der Leistungsdichte und an dem im Vergleich zum

Saugmotor zusätzlichen Bauraum aufgeladener Motoren hat darüber hinaus die

Ladeluftkühlung. Üblicherweise wird hier eine kostengünstige Lösung in Form

eines Luft-Luft-Wärmetauschers gewählt, der sich an der Fahrzeugfront befindet.

Dazu muss die Ladeluft vom Motor zur Fahrzeugfront und zurück geführt werden.

Das durch die relativ langen Luftleitungen bedingte Volumen beeinflusst das

Ansprechverhalten des Motors eher negativ. Zudem sind aufgrund des niedrigen

Wärmeübergangskoeffizienten vergleichsweise große Kühler erforderlich. Luft-

Wasser-Wärmetauscher können deutlich kompakter ausgeführt werden, benötigen

jedoch einen zusätzlichen Niedertemperatur-Kühlkreis und bauen insgesamt

schwerer und teuerer, wobei hinsichtlich des gesamten, benötigten Bauraumes

durchaus Potenziale im Vergleich zum Luft-Luft-Kühlsystem bestehen.

Einen weiteren Aspekt beim Package stellt die örtliche Platzierung der motori-

schen Systemkomponenten dar. Sofern das Antriebskonzept einen hohen Elektri-

fizierungsgrad aufweist, können einige Komponenten z.B. im Heckbereich des

Fahrzeugs platziert werden, sodass Bauvolumen im Motorraum anderweitig ge-

nutzt werden kann. Ansonsten sind alle zusätzlichen Subsysteme nah am Motor

unterzubringen.

Abb. 3.41. Einfluss des Downsizing-Grades auf den Bauraumbedarf

Mit steigenden Anforderungen an den Verbrennungsmotor hinsichtlich Low-

End-Torque und Responseverhalten bzw. mit zunehmendem Downsizing-Grad