In de toekomst zullen ontwikkelaars van motoren en transmissies nog meer moeten samenwerken om significante verbeteringen in de brandstofeconomie te realiseren. In zijn openingsspeech op het 36e International Vienna Motor Symposium deed prof. dr. ing. Peter Gutzmer, Deputy CEO van Schaeffler AG, een oproep om dit zo te doen. “Internationaal moeten wij verbrandingsmotoren, elektrische componenten en transmissies zien als een geheel”, bepleitte hij voor de audiëntie van meer dan 1000 deelnemers.
Experts van Schaeffler voerden een aantal simulaties uit om te demonstreren, hoe de toenemende elektrificatie en ontwikkelingsprocessen van transmissies elkaar beïnvloeden. In een eerste calculatie vergeleek men een voertuig uit het C-segment respectievelijk met en zonder een 48 Volt hybride systeem. De 1.4-liter benzinemotor is in beide gevallen identiek, waarbij het voertuig zonder elektrificatie een transmissie had met zeven versnellingen, de 48 Volt hybride had slechts vier versnellingen. De toepassing van deze geëlektrificeerde transmissie leverde een verbetering van het brandstofverbruik van 18% op in de WLTC (Worldwide harmonized Light Vehicles Test Cycle), die in de toekomst zal worden toegepast.
Transmissie vs hybride
In de tweede simulatie testte Schaeffler een SUV voorzien van een 3 liter-V6 motor. Hierbij was het conventionele voertuig voorzien van een planetaire transmissie met acht versnellingen en de geëlektrificeerde versie is voorzien van een 24 kW elektromotor in een automatische transmissie met vijf versnellingen. In dit geval is de verbetering van het brandstofverbruik volgens de WLTC 14 %, maar kunnen ook belangrijke verbeteringen worden bereikt zonder elektrificatie. “Optimalisering van de motor met inwendige verbranding blijft daarom enorm belangrijk voor Schaeffler”, verduidelijkt Gutzmer.
Variabele kleptiming en compressie
Als voorbeeld gaf Gutzmer de resultaten van een verbrandingsmotor met een volledig variabele klepbediening, die het mogelijk maakt om het brandstofverbruik te beïnvloeden door het veranderen van de openings- en sluitingstijden van de kleppen. De motor kan daardoor functioneren zonder smoring bij lage belasting, waardoor het brandstofverbruik daalt met meer dan 8% in specifieke gebruiksgebieden. Bij hoge belastingen zorgt het verlengen van de inlaatperiode voor een neiging tot pingelen en moet de verrijking van het mengsel worden verminderd.
Andere besparingen zouden kunnen worden bereikt in alle relevante gebruiksgebieden door de toepassing van variabele compressie. “Als het gaat om energie efficiëntie, dan betaalt het variabele zich uit”, verduidelijkt Gutzmer. “Toch moet altijd het totaal in acht worden genomen van het aantal versnellingen, de mate van elektrificatie en de kosten van het totale systeem”.
Juiste, betaalbare mix
Met elektrificatie kan een groot aantal oplossingen voor de aandrijving worden bereikt. “Vanwege de grote variatie van mogelijke oplossingen komt de automobielindustrie onder druk te staan om een antwoord te vinden op de vraag, welk aandrijfconcept de juiste is”, zegt Gutzmer. Als leverancier aan de auto-industrie ontwikkelt Schaeffler daarom technische oplossingen, die het mogelijk maken om het totale niveau van efficiëntie van de aandrijflijn te verbeteren. Dit omvat componenten en systemen voor moderne motoren met hoge efficiëntie, met een hoge vermogensdichtheid evenals koppelingen en lagers voor de transmissie.
Schaeffler maakt ook efficiënte elektrificatie mogelijk op elk spanningsniveau, van 48 Volt hybride tot aan plug-in hybride met high-voltage technologie.
