Jürgen Dohmen

Engine friction reduction

Studies have shown that by a reduction of friction losses, particularly in partial load operation, a reduction of fuel consumption and emissions by more than 10 % can be reached within the next ten years. The effect is all the more important, the more efficient the combustion procedure. This article by FEV Motorentechnik discusses the share of engine friction in fuel consumption for different combustion procedures. In addition, current findings concerning the effects of “new” technologies are introduced, as e. g. thermal management and use of roller bearings.

Reibungsreduzierung als Verbrauchsmaßnahme

Verbrauchsabsenkung ist neben der Erfullung der Emissionsgrenzwerte zu einem zentralen Entwicklungsziel geworden. Die Verpflichtung der Automobilindustrie, die CO2-Emission und den Flottenverbrauch neuer Fahrzeuge von heute bis zum Jahr 2012 um 30 % zu senken, hat diese Anstrengungen nachhaltig verscharft. In diesem Beitrag werden konstruktive Losungen zur Reibungsreduzierung aufgezeigt und bewertet. Reibungsmasnahmen stellen nicht nur durch die Hohe der Einsparungen einen besonders reizvollen Weg zur Verbrauchsabsenkung dar — die Verbesserungen wirken zusatzlich zu der Entwicklung von verbrauchsgunstigen Brennverfahren.

Untersuchungen an plasmabeschichteten Zylinderlaufflächen

Der Kraftstoffverbrauch von Verbrennungsmotoren wird wesentlich durch die mechanischen Reibungsverluste beeinflusst. Insbesondere fur den Teillastbetrieb ermoglicht eine Absenkung der Reibungsverluste eine Minimierung des Kraftstoffverbrauchs und damit auch der Schadstoffemissionen. Das bei der FEV Motorentechnik entwickelte Reibungsmesssystem PIFFO ist wegen seiner stabilen, kompakten Bauweise ein komfortables Instrument, um Einblick in die Entstehungsmechanismen von dynamischen Reibkraften an der Kolbengruppe eines Einzylinder-Verbrennungsmotors zu geben.

2-stufiges VCR-System – Herausforderungen in der Mechanik

Der Wunsch der Motorenentwickler den wichtigen Parameter – das geometrische Verdichtungsverhaltnis – variabel zu gestalten ist nicht viel junger als der Verbrennungsmotor selber. Ein Grund warum es bis heute noch keinen Motor mit variabler Verdichtung in die Serienproduktion geschafft hat, liegt zum grosen Teil darin, dass der thermodynamische Nutzen den zu treibenden Aufwand bislang nicht rechtfertigen konnte. Der Anderungsaufwand zur Realisierung einer variablen Verdichtung ist bei den meisten bekannten Systemen immens. Wenn es hingegen gelingen wurde, eine modulare und universell einsetzbare und robuste Technik darzustellen, konnte der lang gehegte Wunsch vielleicht doch bald Realitat werden. Die FEV GmbH arbeitet bereits seit einigen Jahren an einer solchen modularen Losung und konnte die VCRFunktion in unterschiedlichen Motor- und Fahrzeugprojekten erfolgreich darstellen.

Reducing friction as a means of reducing consumption

Lowering fuel consumption has become a central development goal in addition to meeting emission limit values. The obligation of the automotive industry to lower CO2 emissions or the fleet consumption of new vehicles by 30 % by the year of 2012 has caused these efforts to be stepped up significantly.

Short term measures for the reduction of fuel consumption of spark ignition engines

With regard to the ACEA commitment the question arises as to how the CO2 target values can be met. Measures such as a further increase of the Diesel market share are reaching the limits of what is economically feasible and expedient. Thus, it is not overly surprising that manufacturers’ development departments once more focus on the SI engine, as its fuel consumption reduction potential is far from exhausted. In the present report, various of promising technologies as developed by FEV Motorentechnik for the optimization of engine mechanics and thermodynamics as well as application strategies for the reduction of fuel consumption will be discussed. Importantly, these measures can be easily integrated into production engine development projects in the short term.

Virtual development of cooling systems

The cooling systems of today’s engines have to meet demands defined by fuel consumption and efficiency optimization as well as by ever more stringent emission regulations. At the same time, there are contrary demands on the cooling system regarding warm-up behavior and heating performance. Apart from this, the cooling system’s main function, the limitation of fluid and material temperatures, must be ensured. An article by FEV Motorentechnik.

Kurzfristige Verbrauchsmaßnahmen für Ottomotoren

Im Hinblick auf die ACEA-Selbstverpflichtung stellt sich immer mehr die Frage, wie die CO2-Zielwerte noch erreicht werden konnen. Masnahmen wie eine Vergroserung der Dieselmarktanteile stosen an die Grenzen des wirtschaftlich sinnvoll Machbaren. Deshalb ist es nicht verwunderlich, dass die Entwicklungsschwerpunkte wieder starker auf den Ottomotor mit seinen langst nicht ausgeschopften Potenzialen fokussiert sind. Im Folgenden werden einige bei der FEV Motorentechnik entwickelte Masnahmen zur Optimierung der Motormechanik und -thermodynamik sowie Applikationsstrategien zur Verbrauchsreduzierung diskutiert, die kurzfristig in die Serienentwicklung einfliesen konnen.

Analysis of plasma-coated cylinder barrels

The fuel consumption of advanced combustion engines is mainly influenced by mechanical frictional losses. For partial load operation in particular the reduction of frictional losses makes it possible to significantly reduce the fuel consumption and thus the emission of pollutants. Due its stable and compact design the PIFFO that was developed by FEV Engine Technology is a comfortable instrument that can be used to gain insight into the formation mechanisms of dynamic frictional forces in the piston group of a single-cylinder combustion engine.