"Kein Wettbewerb zwischen Verbrennungs- und Elektromotor"

Viele verschiedene Möglichkeiten, den Pkw-Antrieb zu optimieren, machen die Wege in die Zukunft unübersichtlich. Bosch hat im Vorfeld der IAA deshalb die Wirkung verschiedener Technologien in Paketen geclustert. Dazu sprach die MTZ mit Dr. Rolf Leonhard, im Bereichsvorstand Diesel Systems der Robert Bosch GmbH für die Entwicklung verantwortlich.

Wir sprechen heute mal nicht über den Elektromotor.
Okay, danke [lacht]. Obwohl der Elektromotor ja auch die Chance für den Verbrennungsmotor ist, sich zu verbessern. Hybridantriebe haben als Hauptantrieb weiter den Verbrennungsmotor; der Elektromotor hilft, den Verbrauch zu reduzieren oder auch weitere Funktionen - wie elektrisches Fahren für begrenzte Distanzen oder das Boosten - zu ermöglichen. Insofern sehe ich da erst einmal keinen Wettbewerb zwischen Verbrennungs-und Elektromotor.

Wettbewerb allerdings schon insofern, als dass ich innerhalb eines Entwicklungsbudgets jeden Euro nur einmal ausgeben kann und dann schon entscheiden muss, ob ich stärker elektrifiziere oder das Geld in andere Maßnahmen stecke.
Das ist richtig, wobei alle OEMs so unterwegs sind, dass sie sagen: Ich muss das eine tun, darf das andere aber nicht lassen. Im Verbrenner steckt noch soviel Potenzial. Dies zu nutzen, ist von der Kostenseite oft attraktiver, als aufwändige Hybridtechnik zu installieren.

Sie sagen, im Verbrennungsmotor stecken noch 40 % Potenzial?
Wir sagen, im Verbrenner stecken noch zirka 30 % Potenzial, wenn ich ihn alleine betrachte. Wenn ich den Hybrid dazu nehme sind es 40 %.

2,6 l auf 100 km nennen Sie als Verbrauchsziel für ein Dieselfahrzeug der Kompaktklasse. Wie stark wird denn die Rolle des Diesel im Markt in Europa bleiben? Es gibt ja Anzeichen einer stärkeren Orientierung in Richtung Benziner.
Die aktuelle Situation ist geprägt von einer Verschiebung in den Fahrzeugsegmenten. Kleinfahrzeuge haben einen höheren Marktanteil und dort liegt der Dieselanteil bei nur 10 oder 20 %. Je schwerer die Fahrzeuge werden, desto höher wird der Dieselanteil, bis über 80 %. Die Segmentverschiebung wurde in Deutschland durch die Abwrackprämie gefördert. Wir gehen aber davon aus, dass da wieder eine gewisse Normalisierung eintritt, weil der Kundenbedarf sich nicht so schlagartig ändert. Zu den 2,6 l muss ich noch erwähnen, dass zusätzlich zu den Verbesserungen am Antrieb fahrzeugseitige Maßnahmen enthalten sind, die noch einmal 20 % bringen, zum Beispiel Leichtlaufreifen oder reduzierte cw-Werte. Übrigens sind solche Maßnahmen auch für Elektrofahrzeuge wichtig, um den Energiebedarf zu begrenzen.

Sie haben die Wirksamkeit neuer Brennverfahren in Ihren Berechnungen auf nur 2 bis 3 % angesetzt. Damit lohnt sich doch der Aufwand gar nicht mehr.
Die Aussage bezog sich auf den Ottomotor mit HCCI, wobei HCCI eine Alternative zum Magerbetrieb wäre, jedoch ohne zusätzliche NOx-Nachbehandlung. Ich sehe HCCI hier genauso wie den Magerbetrieb nicht als Mainstream, weil diese Verfahren mit zunehmendem Downsizing in ihrer Wirkung begrenzt sind. Beide zielen auf den Teillastbetrieb, dessen Anteil am Kennfeld bei höherem Downsizing schrumpft. Wir sehen es allenfalls für größere Motoren als gangbaren Weg. Der Mainstream wird bei den Benzinern über Direkteinspritzung mit stöchiometrischer Verbrennung, Aufladung und Downsizing führen. Hinzu kommen Start-Stopp-Automatik, verbessertes Thermomanagement und variable Ventilsteuerung.

Sie sprechen weiterhin von der Schlüsselrolle einer flexiblen Gemischbildung. Wie weit bleibt dies gültig, wenn wir immer kleinere Motoren bekommen, die sich sowieso überwiegend nahe ihres optimalen Betriebspunkts bewegen?
Grundsätzlich ändert sich erst einmal nichts, denn man muss mit der Einspritzung immer vom Leerlauf bis zur Nennleistung eine große Bandbreite abdecken. Dazu spritzen wir heute bis zu achtmal ein. Die Anforderung an die Dynamik und Genauigkeit der Einspritzung nimmt weiter zu. Die Antwort gibt letztlich der Motor: Es zeigt sich, dass Maßnahmen zur weiteren Drucksteigerung, zur Toleranzeinschränkung, zur sehr nah angelagerten Voreinspritzung zum Beispiel, uns weitere Vorteile verschaffen - auch für Motoren, die im Drehzahlband noch weiter eingeschränkt sind.

Flexibilität in der Einspritzung haben wir vor einer Dekade mit Piezo fast gleich gesetzt. Wie nah kommen Sie da mit ihren neuen Magnetventilaktoren heran?
Mit unseren neuen Magnetventil-Common-Rail-Systemen, mit denen wir dieses Jahr in Serie gegangen sind, erreichen wir das Niveau konventioneller Piezosysteme, gemessen an Verbrauch, Emission und Geräusch. Schlüssel sind druckausgeglichene Magnetventile, die uns Spielraum schaffen, schneller zu schalten. Gleichzeitig werden durch eine andere Konstruktion des Magnetventils größere Zeitquerschnitte bei gleichem Hub zur Verfügung gestellt. Mit diesen Euro-6-tauglichen Magnetventil-Injektoren begrenzen wir zudem die Kosten des Dieselmotors. Nichtsdestotrotz arbeiten wir auch daran, die Piezo-Injektoren weiter zu verbessern.

Was macht das für einen Sinn?
Wir sehen, dass auch im Piezo weiteres Potenzial steckt, noch schneller zu schalten und die Drücke weiter zu steigern. Auch auf Basis einer Servotechnologie - denn den direkt schaltenden Injektor sehen wir momentan aus Kosten-Nutzen-Gründen noch nicht in breiter Anwendung.

Einen Schlüssel zur Verbrauchsreduzierung stellt ja auch dar, wie wir mit dem Thema NOx umgehen. Hier stellen Sie verschiedene Konzepte nebeneinander.
Das kennen wir ja vom Nutzfahrzeug, wo wir seit 2004 mit unserer Denoxtronic in Serie sind. Bei einem Nutzfahrzeug können Sie die Mehrkosten für die NOx-Nachbehandlung binnen eines Jahres durch geringeren Kraftstoffverbrauch kompensieren. Das geht von Grundsatz her auch beim Pkw, Voraussetzung ist allerdings ein verbessertes Brennverfahren.

Das heißt?
Durch höhere Abgasrückführraten und Aufladegrade sowie verbesserte Ladungskühlung und Einspritzung kann entweder die NOx-Emission von Euro 5 auf Euro 6 verbessert oder bei gleicher Stickoxidemission der Verbrauch um 5 % reduziert werden. Kombiniert man dieses Euro 6-Brennverfahren mit einer NOx-Nachbehandlung erreicht man beide Ziele: 60 % weniger NOx und 5 % weniger CO2.

Um wie viel teurer machen Sie denn den Dieselmotor, wenn Sie die genannten 30 % Verbrauchsverbesserung holen?
Wir gehen davon aus, dass sich die Mehrkosten für den Diesel bei einer Fahrleistung ab 10.000 km pro Jahr auch künftig nach drei Jahren amortisieren. Da ein Auto 12 bis 15 Jahre gefahren wird, macht ein Diesel aus ökologischer Sicht immer Sinn, weil er die Umwelt je nach Fahrzeuggröße um 4 bis 10 Tonnen CO2 entlastet.

Dr. Leonhard, ich danke Ihnen für das Gespräch.


Autor(en): Johannes Winterhagen

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