< Conti präsentiert Premium-Contact-5 auf der Fachmesse Reifen Essen 2012

Antrieb

MCE-5 Development: Motorenkonzept mit variablem Verdichtungsverhältnis

Samstag, 21.04.2012 09:56
Viel Leistung aus wenig Hubraum – und auch noch kombiniert mit sehr geringem Spritverbrauch. Das verspricht das Motorenkonzept mit variablem Verdichtungsverhältnis, an dem MCE-5 Development seit einigen Jahren arbeitet.

Voll funktionsfähig: Das VCRi-Triebwerk von MCE-5 Development hat das erste Versuchsstadium hinter sich. Bild: MCE-5

Im Schnitt: Eine komplexe Regelmechanik im Inneren des Motorblocks ermöglicht es, das Verdichtungsverhältnis des Motors stufenlos zwischen 6 : 1 und 15 : 1 zu variieren. Gut zu erkennen die kleineren Steuerkolben (oberer Kreis), die über das ‚Zahnrad’ (unterer Kreis) den Kolbenhub des Arbeitskolbens (mittlerer Kreis) verändern. Bild: Mareis

Kolbeneinbau: Das Einsetzen des Arbeitskolbens an der Zahnstange. Die geringfügig kleineren Bohrungen links beherbergen die Steuerkolben. Bild: MCE-5

Gut verzahnt: Von der Kurbelwellenseite her gelangen das kurze Pleuel (1), das Zahnrad (2) und der Steuerkolbenantrieb (3) in den Motorblock. Bild: MCE-5

Feintuning: In etlichen Prüfstandsläufen wurden die einzelnen Komponenten des neuen Motors aufeinander abgestimmt. Bild: MCE-5

Mittlerweile haben die Ingenieure das Konzept vom Einzylinder-Versuchsmotor bis zu einem einsatzbereiten Vierzylinder im Kfz weiterentwickelt. KRAFTHAND hatte die Möglichkeit, während des Genfer Auto-Salons das neueste Demonstrationsfahrzeug von MCE-5 Development mit VCR-Technologie Probe zu fahren.

 

Die Firma MCE-5 Development wurde 2000 in Lyon, Frankreich, gegründet und entwickelt den Motor MCE-5 VCRi (Motor mit intelligentem variablen Verdichtungsverhältnis), der eine signifikante Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und der CO2-Emissionen um 20 bis 35 Prozent – je nach Fahrzeugtyp – ermöglichen soll. Die MCE-5-VCRi-Technologie bietet somit eine Antwort auf die Herausforderungen in Sachen Umwelt, Energieeinsparung und Wirtschaftlichkeit, denen sich die Automobilindustrie heutzutage stellen muss. Das Aggregat kombiniert die Vorteile eines Diesel- mit denen eines Benzinmotors, so die Entwickler.

 

So weit die Theorie, die ja bekanntlich grau ist. Die in dem neuen Motor angewendete Technik ist eigentlich nichts Neues, denn bereits zu Beginn des letzten Jahrhunderts entstanden die ersten Motorenkonzepte, die ein variables Verdichtungsverhältnis umzusetzen versuchten. Das Prinzip wurde bereits im Jahr 1928 patentiert. Die Entwickler hatten schon damals erkannt, dass ein variables Verdichtungsverhältnis unmittelbare Auswirkungen auf den Wirkungsgrad, die Schadstoffemissionen sowie Drehmoment und Motorleistung hat und diese Werte positiv beeinflussen kann.

 

Die diesbezüglichen Versuche der Automobilhersteller in den vergangenen Jahrzehnten, hier wären vor allem Saab oder auch Volkswagen zu erwähnen, waren nicht von durchschlagendem Erfolg gekrönt und verliefen anschließend schnell im Sande. Die Probleme, die bis dato nicht hinreichend in den Griff zu bekommen waren, reichten von unzureichender Lebensdauer über enormen Platzbedarf und hohen Geräuschemissionen bis hin zu nicht vermeidbarem Energieverlust.

 

Was ist also besser an dem neuerlichen Versuch mit dem MCE-5 VCRi? Wichtigstes Argument ist hier wohl der nahezu serienreife Eindruck, den das Projekt mittlerweile vermittelt. Die Versuchsmotoren laufen bereits in Testfahrzeugen und haben dort ihre Standfestigkeit und Haltbarkeit im Feld beweisen können. Auch die gemessene Leistung und die damit verbundenen Verbrauchswerte bestätigen, dass der von den Entwicklern eingeschlagene Weg eine echte Alternative zu herkömmlichen Downsizing- und Downspeeding-Motoren darstellen könnte.

 

Der große Vorteil der aktuellen Entwicklung ist der, dass heute leistungsfähige Computer zur Verfügung stehen, die bei der Einstellung des Verdichtungsverhältnisses sehr hilfreich sind. Nach wie vor basiert die Technik jedoch auf einer vergleichsweise aufwendigen Mechanik, mit deren Hilfe sich das Verdichtungsverhältnis stufenlos von 6 : 1 bis 15 : 1 einstellen lässt. Herzstück dabei ist ein einem Zahnrad ähnelndes High-tech-Bauteil, mit dessen Hilfe sich der effektive Kolbenhub variieren lasst.

 

Das Zahnrad überträgt dabei die Kräfte des Pleuels auf die Kurbelwelle. Bei einer Motordrehzahl von 6.000/min oszilliert das Bauteil mit 120 Hz, Bei maximalem Drehmoment muss es Kräfte von mehr als 5,5 t absorbieren, und das 30-mal pro Sekunde. Dabei beträgt sein Wirkungsgrad 0,997, lediglich drei Tausendstel der übertragenen Arbeit werden in Verlustwärme umgewandelt. Erstaunlich daran ist, dass dieses aus Einsatzstahl gefertigte Präzisionsteil in einer Großserienfertigung lediglich rund 15 Euro kosten würde.

 
Blick unter die Haube

Abgesehen von einigen zusätzlich installierten Komponenten, an denen klar zu erkennen war, dass es sich bei dem Fahrzeug um einen Versuchsträger handelte, wirkte das Aggregat bei der Präsentation in Genf optisch sehr seriennah. Der Zylinderkopf unterscheidet sich prinzipiell nicht von einem herkömmlichen Kopf eines Ottomotors, der Motorblock ist nur unwesentlich voluminöser als der eines normalen Hubkolbenmotors. Da der Motor aber mit nur 1,5 l Hubraum auskommt und dabei die Leistung eines wesentlich hubraumstärkeren Saugmotors erreicht, ist der Gesamtplatzbedarf des Triebwerks recht gering.


Der Motor verfügt über zwei hintereinander geschaltete Turbolader mit Luft/Wasserkühlung und entwickelt bei 5.300/min 160 kW Leistung. Bereits bei 1.800/min liegt das maximale Drehmoment von 480 Nm an. Die angegebenen Verbrauchswerte des immerhin 1.640 kg schweren Demonstrationsfahrzeugs liegen bei 5,3 l im Mischbetrieb, im Stadtverkehr bei 8,5 l und gemischt bei 6,5 l

Erstaunlich ausgereift

Die Fahrt im Prototyp verlief recht unspektakulär, was aber in Anbetracht des Entwicklungsstatus des Motors eher ein Kompliment darstellt. So war der Versuchsträger, ein handgeschalteter Peugeot 407, auf Anhieb problemlos zu bewegen. Auffällig war die Leistungsentfaltung bei mittleren und höheren Drehzahlen, eine niedertourige Fahrweise hingegen quittierte das 1,5-l-Aggregat nicht gerade mit Temperamentsausbrüchen. Das mag aber auch an dem lang übersetzten Originalgetriebe des Peugeot 407 liegen, das die Entwickler beibehalten haben. Sicherlich ist diese Schwäche durch verbessertes Anpassen aller Parameter noch zu beheben.

Dass sich der Motor auch unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten rechnen könnte, lässt sich anhand des Vergleichs der Mehrkosten für den Motor und des Einsparpotenzials an Kraftstoff recht schnell ermitteln: In einem Kleinwagen soll ein Vierzylinder-MCE-5 VCRi-Triebwerk lediglich rund 300 Euro mehr kosten als ein konventioneller Ottomotor. Auch im Vergleich zum Diesel steht der neue Motor gut da, denn allein ein Partikelfilter kostet rund 300 Euro Mehrpreis. Und ein Vollhybrid-System für einen 100-kW-Motor liegt bei rund 3.000 Euro.

Das Unternehmen hat noch einige Verbesserungen hinsichtlich Leistung und Verbrauch angekündigt, prinzipiell scheint es aber, als habe der Motor nur noch einige Kinderkrankheiten. Jetzt liegt es eigentlich nur noch an den Automobilherstellern, auf den Zug aufzuspringen und den VCRi-Motor in Serie zu fertigen. Vielleicht können wir auf dem Genfer Salon 2013 ja schon den ersten wirklich seriennahen Prototypen bewundern.

Von: tm

Weitere Themen bei KRAFTHAND:

Mahle: Klimakompressoren jetzt auch für den Aftermarket

Neben neuen Innenraumfiltern und Klimaservicegeräten bietet Mahle nun auch Klimakompressoren für den Aftermarket in Erstausrüsterqualität an. Bild: Mahle

Seit September stehen Mahle-Klimakompressoren auch für den Aftermarket zur Verfügung. Die neuen Kompressoren in Erstausrüsterqualität ergänzen das Angebot für den Kühl- und Klimakreislauf im Fahrzeug. [Mehr]

EMO: Bundespräsident Frank-Walter Steinmeier besuchte Stand der Grob-Werke

Aufsichtsratsvorsitzender Christian Grob mit Bundespräsident Frank-Walter Steinmeier am Messestand. Bild: Grob

Bundespräsident Frank-Walter Steinmeier eröffnete die EMO Hannover 2017, die Weltleitmesse der Metallbearbeitung und besuchte beim anschließenden EMO-Rundgang den Messestand der Grob-Werke, Maschinenbauer mit Stammsitz im bayerischen Mindelheim.  [Mehr]

Amtlich: Generelle Endrohrmessung bei Abgasuntersuchung ab 1.1.18 Pflicht

Mit der generellen Endrohrmessung sollen Abgasmanipulationen künftig sicherer erkannt werden. Bild: Lanzinger

Der Bundesrat hat heute schärferen Regelungen bei der Abgasuntersuchung zugestimmt, die das Bundesverkehrsministerium auf den Weg gebracht hatte. Künftig wird bei der Abgasuntersuchung (AU) die so genannte generelle Endrohrmessung Pflicht.  [Mehr]

Das bietet die App 'KRAFTHAND mobil'

Anzeige: AdBlue®-Betankungssysteme von Flaco

 

Die FLACO-Geräte GmbH liefert hochprofessionelle AdBlue®-Betankungssysteme speziell auch für Fahrzeuge der BMW-Group
Hier erfahren Sie mehr»

Media-Informationen 2018

Die neuen Mediadaten sind online!

 

Klicken Sie hier für weitere Informationen »

 

 

Krafthand-Dekra-Profischulungen 2017!

Krafthand-Dekra-Profischulungen 2016

Der Schulungsplan der Krafthand-Dekra-Profischulungen für's zweite Halbjahr 2017 ist online!

Sichern Sie sich gleich Ihren Teilnahmeplatz!
Alle Infos zu Themen und Terminen finden Sie hier »

GTÜ Rectangle Juli, Aug., Sept. 2017

Lesen Sie KRAFTHAND print und mobil!

Profitieren Sie von unserem günstigen Kombi-Preis und lesen Sie die KRAFTHAND auch digital auf bis zu drei mobilen Geräten. Das sind Ihre Vorteile:

- KRAFTHAND Magazin print
+ alle Inhalte für Smartphone und Tablet
+ Bilder, Videos und Töne für einen noch tieferen Themeneinstieg
+ Freischaltung auf bis zu drei Geräten

Bestellen Sie das Paket KRAFTHAND+ print&mobil »
Möchten Sie KRAFTHAND mobil kostenfrei testen? Schreiben Sie uns eine Mail: leserservice(at)krafthand.de

Neuerscheinung im Krafthand-Shop!

Krafthand-Shop - Turbolader in der Werkstattpraxis

NEU: "Turbolader in der Werkstattpraxis"

Band 17 aus der Reihe Krafthand-Praxiswissen, jetzt erhältlich im Krafthand-Shop

Hier finden Sie weitere Informationen »

Hella Rectangle Sept. 2017

Folgen Sie Krafthand Medien auf Instagram

Jahres-Inhaltsverzeichnis 2016

Das KRAFTHAND-Jahres-Inhaltsverzeichnis 2016 finden Sie ab sofort hier als PDF zum Download »

Mit freundlicher Unterstützung der

Technikmagazin für Nutzfahrzeug-Profis!

KRAFTHAND-Truck - www.krafthand-truck.de

KRAFTHAND-Truck - Fachwissen für die Nutzfahrzeug-Werkstatt und das Fuhrpark-Management!


Die nächste Ausgabe erscheint am 20. September 2017!
Bestellen Sie Ihr kostenfreies Probeexemplar: mehr »

'Grundlagen der Fahrzeugelektrik''Pkw-Gasananlagen' - 2. erweiterte Auflage'Diesel-Diagnose' - 4. erweiterte Auflage'Zu Ende denken...' Band 5'Hybrid- und Elektrofahrzeuge''Grundlagen Kfz-Hochvolttechnik'NEU - 'Benzin-Direkteinspritzsysteme''Fehlerdiagnose an vernetzten Systemen' - 3. erweiterte Auflage'Pkw-Klimaanlagen' - 2. erweiterte Auflage'Motormanagement-Sensoren' - 2. erweiterte AuflageNEU - 'Praxishandbuch Pkw-Bremsen'

KRAFTHAND.newsletter kostenfrei abonnieren

Wöchentliche Werkstattpraxisinfos: zur Anmeldung »

Folgen Sie KRAFTHAND auf Facebook

Das Technikmagazin Krafthand auf Facebook - www.facebook.com/krafthand

News, Videos, Bilder und Einblicke in die Arbeit der Redaktion: zum Profil »

Der Online-Shop für das Kfz-Gewerbe!

Fachbücher, Software, Organisationsmittel, Werbemittel, Formulare, Geschäftsdrucke, Werkstatt- und Bürobedarf - Krafthand-Shop.de

Fachbücher, Software, Organisationsmittel, Werbemittel, Formulare, Geschäftsdrucke, Werkstatt- und Bürobedarf: zum Shop »

c3 Skyscraper neu ab 15.05.2017
Glaubitz Skyscraper ab März 2017