"Lass den kleinen Motor groß erscheinen"

Fahrzeugantriebe haben sich durch technische Fortschritte und die zur gleichen Zeit gestiegenen Anforderungen an sie in der Vergangenheit zu einer äußerst komplexen Disziplin entwickelt. Die MTZ sprach anlässlich der GM Powertrain Technology Show in Detroit mit Prof. Uwe-Dieter Grebe, Executive Director, GM Powertrain Advanced Engineering, unter anderem über CO2, Hybrid-Antriebe und Technologie im Allgemeinen, die helfen soll, umweltverträglichere Automobile hervorzubringen.

Herr Dr. Grebe, neben Vorlesungen an der TU Wien, die Ihnen sehr am Herzen liegen, verantworten Sie bei GM Powertrain die Vorausentwicklung in den Bereichen Otto- und Dieselmotoren, Getriebe und Hybrid-Antriebe inklusive Elektronik sowie die Rennmotorenentwicklung. Wie lässt sich das alles unter einen Hut bringen?
Man bekommt das mit einem sehr guten globalen Team unter einen Hut. Kollegen nehmen definierte Aufgaben wahr, so dass sämtliche Aktivitäten mit einer präzise formulierten Delegation angegangen werden können. Vorlesungen beispielsweise gehen dabei natürlich über den "normalen" Arbeitstag hinaus, generieren jedoch insofern unheimlich viel Spaß, als die Zusammenarbeit mit Studenten immer neue Aspekte und frische Anschauungen bringt.

Derzeit steht nicht nur in Verbindung mit der IAA 2007 das Thema CO2 ganz oben. Was muss ein Automobilhersteller Ihrer Ansicht nach unternehmen, um aus der aktuellen Diskussion als "Gewinner" hervorzugehen?
Ein Hersteller muss eine komplette Systemoptimierung vorantreiben und sowohl die Fahrzeug- als auch Antriebsstrangseite gemeinsam verbessern. Was den Antriebsstrang betrifft, muss aus zwei Gründen an allen Systemen gearbeitet werden. Denn zum einen sind die Antriebssysteme in den verschiedenen Marktsegmenten unterschiedlich und zum anderen gibt es immer Verbesserungspotenziale in den verschiedenen Einzelelementen. Daher reicht es nicht aus, beispielsweise isoliert an einer speziellen Motorentechnologie zu arbeiten und dabei das Getriebe oder einen elektrifizierten Antriebsstrang außer Acht zu lassen. Es ist weiter von großer Bedeutung, dass sich die erzielten Verbesserungen in der Kommunikation nach außen in messbaren, für den Kunden nachvollziehbaren und erfahrbaren Größen ausdrücken. Neben der Ausbildung eines Bewusstseins für gewisse Technologien beim Kunden stehen bei uns Optimierungen von Verbrauch, Emissionen und nicht zuletzt auch der Leistung im Vordergrund.

Ist der Hybrid-Antrieb so gut wie sein Ruf?
Hybridisierung - ich würde es etwas allgemeiner als Elektrifizierung des Antriebsstrangs ausdrücken - ist enorm sinnvoll. Einige Energieverluste, die beispielweise beim Abbremsen eines Fahrzeugs entstehen, sind überhaupt nur durch eine elektrische Rekuperation der Bremsenergie zu kompensieren. Wenn ich alle Wirkungsgradpotenziale meines Antriebsstrangs optimal ausschöpfen will, was erforderlich ist, führt an der Elektrifizierung kein Weg vorbei.

Wie schätzen Sie die Zukunft des "2-Mode-Hybrid" ein und was hebt ihn im Vergleich zu anderen Hybrid-Konzepten ab?
Wir sind sehr davon überzeugt, dass der 2-Mode-Hybrid, den wir im November dieses Jahres im GMC Yukon und Chevrolet Tahoe einführen werden, einen neuen Standard setzt. Diese Technologie, die wir gemeinsam mit Daimler, Chrysler und BMW entwickeln, wird wegen ihrer Vorteile in Zukunft einer der richtigen Wege sein. Sie ist in erster Linie durch ihre beiden elektrisch variablen Übersetzungsbereiche gekennzeichnet. Das System wählt etwa bei Stadtfahrbetrieb und einem Überland- beziehungsweise Autobahnfahrbetrieb zwischen zwei verschiedenen elektrisch variablen Betriebsmodi aus und optimiert damit den jeweiligen Wirkungsgrad. Der zweite Effekt dieser Auslegung, bei der wir Planetenradgetriebe mit den E-Motoren kombinieren, ist, dass die E-Motoren an sich im Hinblick auf Baugröße, Gewicht und Kosten kompakter sein können.

Welche Techniken haben darüber hinaus unter Umweltaspekten die größten Chancen, aus der Vorausentwicklung in die Großserie zu kommen?
Es muss an einer Vielzahl von Powertrain-Komponenten gearbeitet werden. Eine einzelne Lösung, die alle Anforderungen abdeckt, gibt es nämlich nicht. Im Fokus der Entwicklung befinden sich diesel- und ottomotorische Technologien ebenso wie Antriebsstrang-Technologien, wobei ich hier Getriebe und elektrische Antriebsstränge zusammenfassen möchte. Auf der Dieselseite stehen Emissionsverbesserungen und weitere Verbesserungen des Wirkungsgrades durch Arbeiten am Verbrennungsprozess im Lastenheft. Neben den Verbesserungen am Wirkungsgrad eines Getriebes arbeiten wir an einer höheren Anzahl der Getriebestufen. Beim Ottomotor ist Downsizing ein Thema, nach dem Motto "Lass den kleinen Motor groß erscheinen", ebenso wie Zylinderabschaltung, Motto: "Lass den großen Motor klein erscheinen". Ferner erachten wir Wirkungsgradverbesserungen durch Direkteinspritzung und variable Ventiltriebe bis hin zu HCCI-Brennverfahren als äußerst zukunftsträchtig.

Apropos HCCI. Sie bringt den Ottodem Dieselmotor näher, indem das Kraftstoff-Luft-Gemisch allein durch Kompression gezündet wird. Das Verfahren scheint auf den ersten Blick nichts Neues zu sein. Welches sind die Besonderheiten der GMVersion?
Das Neue, was wir hierbei realisiert haben, ist die dynamische Kontrolle des HCCI-Beriebs. Wir verwenden ein "Closed Loop"-Regelsystem, bei dem wir unser Rekompressionssystem entsprechend einstellen. Diese Fortschritte in puncto Regelungstechnik, Elektronik, aber auch Regelbarkeit der einzelnen mechanischen Komponenten haben es erst ermöglicht, dass wir diese Forschungsaggregate nun auf der Straße sehen. Wir können diesen Motor jetzt unter normalen Umgebungsbedingungen mit konventionell erhältlichen Ottokraftstoffen und E85 in Verbindung mit manuellen und Automatikgetrieben betreiben.

Ist aus Ihrer Sicht ein HCCI-Hybrid sinnvoll?
Elektrifizierung von HCCI-Motoren ist durchaus positiv zu bewerten. Sie bietet nämlich den Effekt, die Dynamik des Motorbetriebs auf eine elektrische Drehmomentenzukombination zu verschieben. Dies ermöglicht, den Motor länger in den Bereichen des HCCI-Modus zu betreiben.

Welche langfristige Strategie verfolgen Sie in Ihrem Verantwortungsbereich bei General Motors?
Die konventionellen Antriebe, also Motoren mit interner Verbrennung und Getriebe, werden für die absehbare Zukunft eine zentrale Rolle spielen, so dass hier Verbesserungen äußerst wichtig sind und durchgeführt werden müssen. Die Elektrifizierung der Fahrzeuge ist ein enorm bedeutender nächster Schritt, weil auf diese Weise zusätzliche Wirkungsgradpotenziale erschlossen werden können, die mit herkömmlichen Motor- und Getriebetechnologien nicht darstellbar sind. Darüber hinaus sehen wir langfristig betrachtet eine Wasserstoff betriebene Brennstoffzelle als eine Lösung, bei der Kohlenstoff zumindest in die Tank-zu-Rad-Bilanz der Fahrzeuge nicht mehr eingeht. Aktuell erleben wir sicherlich eine der spannendsten Zeiten, seitdem Fahrzeugantriebe verwendet werden. Unterschiedliche Segmente und Anforderungsprofile erfordern unterschiedliche Antriebsstrangtechnologien. Wer heute darüber nachdenkt, worauf er sich beispielsweise im Maschinenbau spezialisiert, findet sicherlich im Bereich Fahrzeugantriebe ein riesiges Arbeitsgebiet, in dem es in der Zukunft unglaublich viel zu tun gibt, und das nebenbei bemerkt auch unheimlich viel Spaß macht.

Herr Dr. Grebe, ich danke Ihnen für das Gespräch.


Autor(en): Thomas Jungmann

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