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Hubraumreduktion bei Verbrennungsmotoren ohne Beeinträchtigung der Laufruhe − Neue CRE-Technologie der Meta Motoren-Energie-Technik GmbH

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In der öffentlichen Darstellung ist das Thema „zukünftige Mobilität“ meist eng verbunden mit Statusberichten über den Entwicklungsstand beim Elektroantrieb für Fahrzeuge und der dazugehörigen Infrastruktur. Dabei hat die Bundesregierung für dieses Segment bis 2020 einen Plan beschlossen, an dessen Ende eine Million elektrisch angetriebener Fahrzeuge auf den deutschen Straßen fahren sollen.

Angesichts von aktuell allein 46 Millionen Pkw in Deutschland ist diese Zahl jedoch mit Blick auf die nächsten Jahre noch eher unbedeutend. Insofern kann man Ralf Bey, dem Konstruktionsleiter der Meta Motoren- und Energietechnik GmbH, nur zustimmen, wenn er sagt: „Basierend auf einer Vielzahl an Vorteilen, wie der hohen Energiedichte oder der guten Speicherbarkeit und Transportabilität von flüssigen und gasförmigen Kraftstoffen, wird der Verbrennungsmotor in den nächsten zwanzig Jahren eine der wesentlichen Antriebsquellen im Bereich der Individualmobilität bleiben.“

Dementsprechend hat sich Bey mit seinem Team daran gemacht, umweltschonende Neuerungen für diese herkömmliche Antriebstechnik zu entwickeln. „Die Reduktion der Zylinderzahl eines Motors birgt ein enormes Potenzial beim Einsparen von CO2-Emissionen“, erklärt der Ingenieur. „Allerdings bedeutet ein geringeres Hubraumvolumen bei gleichbleibender Motorperformance eine große Beeinträchtigung der Laufruhe, und die erwartet ein Fahrer von seinem Fahrzeug.“

Viele Pkw-Besitzer werden dieses unkomfortable Gefühl kennen, wenn ein Zylinder seinen Dienst versagt: Das Drehmoment an der Kurbelwelle schwankt, weil sich der Zündabstand der verbliebenen Zylinder erhöht und damit der Motor nicht mehr gleichförmig läuft. Die Meta Motoren GmbH hat mit dem CRE (Crankshaft Rotation Equalizer)-System genau für diese Problematik eine Lösung entwickelt, die störende Wechselmomente und Drehungleichförmigkeiten an der Kurbelwelle ausgleichen kann.

„Bei unserem System wirkt eine direkt an der Kurbelwelle angebundene Schwungmasse als Energiespeicher“, erläutert Bey die Besonderheit von der CRE-Technologie. „Dieser gibt die während des Zündimpulses aufgenommene Energie kontinuierlich an die Kurbelwelle zurück und vermeidet so starke Schwankungen an der Kurbelwelle von Motoren mit kleiner 4 Zylindereinheiten Ermöglicht wird dadurch eine bauliche Reduktion der Zylinderzahl von Verbrennungsmotoren oder auch eine selektive Abschaltung von Zylindern während des Motorbetriebs, ohne dass die Laufruhe zu stark beeinträchtigt wird. „Folglich kann das CRE zu einer Schlüsseltechnologie werden, die eine Einführung von Drei-, Zwei- oder sogar Einzylindermotoren voranbringt, die einen Fahrkomfort bieten wie ein heutiger Vierzylindermotor.“

So einfach und nachvollziehbar diese Lösung klingt, so forschungsintensiv ist das Projekt noch bis zur Marktreife. Denn das CRE-System funktioniert zwar grundsätzlich bei allen Motoren gleich, muss aber auf die jeweilige Zylinderzahl und die Arbeitsweise des jeweiligen Antriebssystems konfiguriert werden. Das Projekt ist aus dem NRW-EU-Ziel 2 Wettbewerb Ressource.NRW als einer der Sieger hervorgegangen. Von den veranschlagten 1,49 Millionen Euro, die Meta Motoren für die Weiterentwicklung der Hubraumreduktion eingeplant hat, stammen deshalb aus dem EFRE-Fonds 745.444,50 Euro und aus dem Fördertopf des Landes weitere 149.088,50 Euro.

„Wir sind sehr froh, mit Hilfe der Fördergelder an unserer Technologie arbeiten zu können. Trotz der prinzipiell nachgewiesenen Funktion der CRE-Lösung und des hohen Interesses von potenziellen Industriepartnern ist aufgrund der wirtschaftlichen Situation und der üblichen technischen Risiken eine gewisse Zurückhaltung der Industrie vorhanden, beschreibt Bey, dass seine Firma die neue umweltfreundliche Lösung zunächst allein vorantreiben wird. „Mit intensiven Forschungsarbeiten soll der Entwicklungsstand vertieft werden, so dass sich diese Zurückhaltung ändert.“ 

Im Erfolgsfall bedeutete dies für die Motorenherstellung bzw. die Zulieferindustrie für das Land NRW eine geschätzte Reduzierung von 4,4 Millionen Tonnen CO2 jährlich, weil der Werkstoffeinsatz bei einer Massenproduktion von Zweizylindermotoren, verglichen mit einem Vierzylindermodell heutiger Klein- und Kompaktwagen, um ein Viertel reduziert werden kann. „Hinzu kommen die Einsparungen im Fahrbetrieb durch einen hubraum- kleineren Motor, die eventuell durch die Nutzung alternativer Kraftstoffe noch erhöht werden können“, unterstreicht Bey den enormen klimafreundlichen Effekt der CRE-Technologie.

weiterführende/zusätzliche Infos

Kontakt

 

Meta
Motoren- und Energie-Technik GmbH

Dipl.-Ing. Ralf Bey
Kaiserstraße 100
52134 Herzogenrath

www.metagmbh.de

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