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7+8 | JULI 2017

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Erdgasmotoren Erdgas hat einige beeindruckende Eigenschaften als motorischer Treibstoff. Um einen Motor dafür zu optimieren, muss allerdings ein grosser Aufwand betrieben werden

TECHNIK 48-Volt-Mild-Hybrid Einblicke in die neue Mild-HybridPlattform, welche bei Audi mit den V6-, V8- und W12-Triebwerken zum Einsatz kommen wird und über ein 48-Volt-Teilbordnetz verfügt

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Audi A4 Avant / A5 g-tron Audi bot am «TechDay» tiefe Einblicke in den neuen Erdgasantrieb, der nach wie vor bivalent, jedoch auf Erdgas optimiert ist und sowohl im A4 Avant als auch im A5 zum Einsatz kommt

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BOSCH

HOCHAUFLÖSENDE KARTEN AUS RADARSIGNALEN Bild: Bosch

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osch hat zusammen mit dem niederländischen Karten- und Verkehrsinformationsanbieter TomTom in der Entwicklung hochauflösender Karten für automatisiertes Fahren einen Durchbruch erzielt. Dem Technologieunternehmen ist es erstmalig gelungen, die für solche Karten unverzichtbare Lokalisierungsschicht auf Basis von Radarsignalen zu erstellen – bisher werden dafür Videodaten genutzt. Die Bosch Radar Road Signature setzt sich aus Milliarden einzelner Reflexpunkte zusammen, die überall dort entstehen, wo Radarsignale etwa auf Leitplanken oder Verkehrsschilder treffen, und bilden so den Verlauf einer Strasse nach. Damit können sich automatisiert fahrende Autos bis auf wenige Zentimeter genau in der Fahrspur lokalisieren.

Radar Road Signature: Bosch ist es gelungen, Karten für automatisiertes Fahren auf Basis von Radarsignalen zu erstellen.

Die Herausforderung bei der Entwicklung lag vor allem darin, die bestehenden Radarsensoren gewissermassen umzupolen. Denn beim Einsatz für Fahrerassistenzsysteme wie ein automatisches Notbremssystem oder eine Abstands- und Geschwindigkeitsregelung ACC erkennen die Sensoren sich bewegende Objekte. Zum Erstellen der Radar Road Signature müssen dagegen statische Objekte erfasst werden.

Das hat schliesslich zu Modifikationen der Radarsensoren geführt. Die nächste Generation der Bosch-Radarsensoren wird in der Lage sein, die benötigten Daten für die RadarStrassensignatur zu liefern. Spätestens 2020 sollen in Europa und den USA erste Fahrzeuge entsprechend mit den neuen Sensoren ausgerüstet sein. (pd/sag)

CONTINENTAL

FERNZUGRIFF AUF FAHRZEUG- UND DIAGNOSEDATEN

Bild: Continental

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ontinental nimmt seine Plattform Remote Vehicle Data (RVD) in Betrieb und schafft damit eine Grundlage für innovative vernetzte Dienste.

Mit verschiedenen Optionen für nachrüstbare Hardware, wie beispielsweise einem Bluetooth-Dongle für die OBD-II-Schnittstelle, ermöglicht RVD konnektivitätsbasierte Dienste auch für Millionen noch nicht vernetzter Fahrzeuge. Die Lösung ermöglicht den umfassenden Zugriff auf Fahrzeug- und Diagnosedaten zahlreicher Modelle und Marken.

Dabei werden herstellerspezifische Informationen in ein einheitliches Datenformat übersetzt. Die Lösung lässt sich flexibel an unterschiedliche Kundenanwendungen anpassen. So wird nicht nur der Zugriff auf Fahrzeugdaten über die RVD-Plattform

Mit Remote Vehicle Data bietet Continental Kunden eine komplette End-to-EndLösung entlang der gesamten Wertschöpfungskette vernetzter Serviceleistungen.

möglich, sondern über die vAnalyticsPlattform von Continental auch deren Analyse oder die Bereitstellung vernetzter Dienste. Auf diese Weise lassen sich zahlreiche Services und Geschäftsmodelle realisieren – zum Beispiel CRM, Positionsbestimmung, Geofencing sowie der Fernzugriff auf Fahrzeuge zu Diagnosezwecken oder für Flottenmanagement.

Zu den potenziellen Kunden der Cloud-Lösung für vernetzte Fahrzeuge zählen etwa Automobilhersteller, Autohändler, Flottenbetreiber, Reparaturwerkstätten und Versicherungsgesellschaften. Sie können innovative vernetzte Dienste auf der Grundlage von Fahrzeugdaten realisieren – beispielsweise Sonderangebote für eine anstehende Wartung oder individualisierte Versicherungstarife unterbreiten. (pd/sag)

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TECHNISCHE UNIVERSITÄT GRAZ

CRASHTESTS FÜR TRAKTIONSBATTERIE-KOMPONENTEN Bild: Lunghammer - TU Graz

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icherheit ist ein wichtiges Kriterium der Elektromobilität: Lithiumbasierte Trak­tions­ batterien werden meist völlig abgekapselt in Batteriegehäusen in das Fahrzeug integriert, um sie damit vor Belastungen und äusseren Einflüssen zu schützen. Fahrzeughersteller schützen Batteriekomponenten lieber mehr als vielleicht nötig, um auf alle Fälle auf der sicheren Seite zu sein. Ein Grund dafür ist, dass das Verhalten der Batteriekomponenten unter Crash-Belastungen noch zu wenig erforscht wurde.

Die TU Graz untersucht nun mit Partnern im Rahmen des Projekts SafeBattery, wie sich Batterien von Elektroautos bei einem Crash im Detail verhalten und welchen Einfluss das Vorleben der Batterie auf deren Sicherheit hat. In dem vierjährigen

In der institutseigenen Crashtesthalle steht massgeschneiderte Mess- und Sensor­ technologie für verschiedene Crash-Szenarien mit Batteriekomponenten zur Verfügung.

Forschungsprojekt steht das mechanische, elektrochemische und chemisch-thermodynamische Verhalten von Einzelzellen und -modulen auf Lithiumbasis unter Crash-Belastungen im Zentrum. In der institutseigenen Crashtesthalle wurden eigens entwickelte Prüfstände mit massgeschneiderten Mess- und Sensortechnologien für verschiedene Crash-Szenarien aufgebaut.

Dazu kommen numerische Berechnungsverfahren und Simulationen, um die multiphysikalischen Vorgänge besser zu verstehen. Ergebnis ist ein umfassendes Wissen über das Verhalten von Traktionsbatterien unter Crash-Belastungen, das als Basis genutzt werden kann, um Antriebsbatterien noch optimaler in das jeweilige Fahrzeugkonzept sicher zu integrieren. (pd/sag)

ZF

SITZINTEGRIERTES CENTER-AIRBAG-KONZEPT Bild: ZF

E

in neues, von ZF entwickeltes Center-Airbag-Kon­ zept kann die lateralen Bewegungs- und somit Kollisionsmöglichkeiten der In­ sassen bei unterschiedlichsten Crash-Szenarien reduzieren. Ohne Kompromisse beim Insassenschutz einzugehen, ermöglichen diese in den Sitz integrierten Systeme zudem moderne Innenraumkonzepte. Der neue Center Airbag entfaltet sich von der oberen Innenseite der Sitzrückenlehne. Daher ist keine Mittelkonsole zur Abstützung mehr notwendig, um den Fahrer zu stabilisieren. Bei einem Seitenaufprall auf der Beifahrerseite kann der Center Airbag unterstützen, dass sich der Fahrer nicht zu stark zur Fahrzeugmitte hinbewegt und dort auf harte Strukturen aufprallt oder mit dem Beifahrer zusammenstösst.

Mit dem neuen «Far Side Center Airbag» können Kollisionsmöglichkeiten der Insassen bei unterschiedlichsten Crash-Szenarien reduziert werden.

Die neuen Prüfanforderungen des Euro NCAP, die bis 2020 eingeführt werden sollen, erweitern beim Seitenaufprall auf der fahrzeuginsassenabgewandten Seite die Anforderungen zum Insassenschutz. Um diese Anforderungen zu erfüllen, ist beim neuen Konzept der Airbag mit einem Abspannband am inneren Rahmen des Sitzes fixiert, um im Einsatzfall sicher in Position zu bleiben. Der speziell geformte Luftsack wird mit hohem Innendruck so aufgeblasen, dass er am Schulterbereich des Fahrers stabil anliegt und die oberen Extremitäten und der Kopf beim Aufprall abgestützt werden können. So können sich diese nicht zu weit in Richtung des Fahrzeuginnenraums bewegen und mit dem Beifahrer oder Fahrzeugteilen kollidieren. (pd/sag)

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Bild 1. Die Drucktanks für die Erdgasspeicherung nehmen viel Platz in Anspruch.

Erdgasmotoren

KOHLENDIOXID OPTIMIERT Erdgas hat einige beeindruckende Eigenschaften als ­motorischer Treibstoff. Leider ist es nicht so, dass einfach ein Benzinmotor mit Einblasdüsen ausgerüstet werden muss und dann ein effizienter Gasmotor entwickelt ist.

Text: Andreas Lerch | Bildquellen: Mahle, Volkswagen, IWM, Lerch

E

rdgas besteht zu ca. 90 % aus Methan. Methan ist das kleinste Kohlenwasserstoffmolekül. Es besteht aus nur einem Kohlenstoffatom, welches mit vier Wasserstoffatomen abgesättigt ist. Methan ist bei Umgebungstemperatur gasförmig, es hat einen Siedepunkt von –161.5 °C und kommt als «Abfallprodukt» bei der Erdölförderung und in Raffinerien vor. Daneben gibt es eigenständige, fast unendlich grosse Erdgasfelder, welche die Erdgasversorgung für mehr als 100 Jahre sichern sollen.

Erdgas kann auch durch Gärung oder Kompostierung entstehen. Hier wird es ökologisch «Biogas» genannt.

Chemisch ist es genau das Gleiche; auch Kühe produzieren dieses Gas beim Wiederkäuen. Biogas gilt als CO2-neutral, weil die kompostierten Pflanzen bei ihrem Wachstum eine Bild 2. Masse- und volumenbezogener Heizwert über dem stöchiometrischen Luftbedarf von verschiedenen Treibstoffen.

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entsprechende Menge CO2 durch Fotosynthese in Kohlenstoff und Sauerstoff umgewandelt haben.

Das CO2-neutrale Biogas und das Erdgas sind chemisch identisch und können auch gemischt werden. So enthält das Schweizer Gasnetz bereits einen Mindestanteil von 10 % Biogas (Erdgas Schweiz), was das Autofahren mit Erdgas noch umweltfreundlicher macht (siehe auch A&T 6/2017, Seite 83).

Entweicht Methangas in die Atmosphäre, hat dies nicht zu unterschätzende Klimaauswirkungen. Methan weist einen GWP-Wert von über 20 auf. Der Wert «Global Warming Potential» sagt aus, wie viel Mal treibhausrelevanter eine Menge eines Stoffes im Vergleich zu CO2 ist. Demnach hat CO2 ein GWP von 1. Die Verweildauer von Methan in der Atmosphäre wird mit zwölf Jahren angegeben. Der Verlust von Methan in die Atmosphäre ist in der Landwirtschaft ein grosses Thema, bei Motorfahrzeugen können diese Emissionen vernachlässigt werden.

Physikalische und chemische Eigenschaften Durch den chemischen Aufbau und ein Wasserstoff-Kohlenstoff-Verhältnis von 4:1 gegenüber von etwa 2.25:1 bei Benzin produziert die Methanverbrennung mehr als 10 % weniger CO2 als die Benzinverbrennung. Das kommt daher, dass Methan nur ein Kohlenstoffatom auf 4 Wasserstoffatome aufweist. Ein Benzinmolekül (Oktan) dagegen hat auf 18 Wasserstoffatome immerhin 8 Kohlenstoffe.

Alle Kohlenstoffe verwandeln sich bei vollständiger Verbrennung in CO2, während aus den Wasserstoffen Wasserdampf entsteht.

Daneben weist Erdgas einen Heizwert von 46.5 MJ/kg auf, das sind immerhin ca. 3.5 MJ/kg mehr als bei Benzin (Bild 2). Auch dieser Effekt kommt daher, dass Erdgas prozentual mehr leichte und energiereiche Wasserstoffatome aufweist als Benzin. Die Zündtemperatur von Erdgas liegt mit knapp 600 °C fast 200 °C höher als jene von Benzin. Diese Eigenschaft

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Unfall und sammelt sich nicht als explosionsgefährlicher Teich am Boden oder in einer Vertiefung.

Bild 3. Der Versuchsmotor von Mahle wurde für den reinen Erdgasbetrieb entwickelt. hilft zur erhöhten Oktanzahl (ca. 130).

Daneben hat sie den Nachteil, dass das Zündsystem leistungsfähiger ausgelegt und die Konvertierungstemperatur des Katalysators entsprechend «angepasst» werden muss.

Mit der Dichte von 0.79 kg/m3 liegt Erdgas fast 1000 Mal unter der Dichte von Benzin. Dies führt logischerweise zu einem Speicherproblem. Da die Dichte aber auch kleiner ist als jene von Luft, entweicht Erdgas bei einem

Heizwerte von Treibstoffen Während der massebezogene Heizwert von Erdgas etwas über jenen der flüssigenTreibstoffe liegt, müssen die entsprechendenTreibstoffvolumina in einem Speicher (Tank) untergebracht werden. Mit der gastypischen kleinen Dichte braucht natürlich Erdgas einen viel grösseren Tank als das flüssige Benzin, um die gleiche Energiemenge zu speichern. Bild 2 zeigt die Heizwerte über dem stöchiometrischen Luftbedarf von verschiedenen Treibstoffen.

Dabei wird der Heizwert einerseits auf die Masse, andererseits aber auf das Volumen bezogen. Die rote Linie zeigt, dass es sich um ein annähernd konstantes Verhältnis zwischen massebezogenen Heizwerten und dem stöchiometrischen Luftbedarf handelt.

Anders sieht es aber zwischen dem volumenbezogenen Heizwert und dem stöchiometrischen Luftbedarf aus. Das bedeutet, dass Erdgas einen grösseren Speicher benötigt, um die gleiche Menge Energie zu

Bilder 4+5. Im Ventilsteuerungs- und Kurbeltrieb-Bereich müssen für den optimierten Erdgasbetrieb verschiedene Entwicklungen durchgeführt werden.

Bild 6. Vergleich eines bivalenten Erdgasmotors mit einem serienmässigen Benzinmotor. speichern. Wird das Erdgas auf ca.

200 bar komprimiert, verbessert sich sein Wert um das 200-Fache. Noch besser würde der Wert, wenn Erdgas flüssig gespeichert werden könnte.

Dazu müsste der Tank aber extrem abgekühlt werden, was wieder einen Teil der gespeicherten Energie aufbrauchen würde.

Grundsätzlich sind die Erdgaseigenschaften durchaus positiv, wenn sie massenmässig betrachtet werden.

In Bezug auf das Volumen erfordert Erdgas zum Teil neue Lösungen, damit das entsprechende Fahrzeug mit Benzin- oder Dieselfahrzeugen verglichen werden kann.

Gemischheizwert Wird in Bild 2 der stöchiometrische Luftbedarf durch die Dichten von Luft und dem (gasförmigen) Treibstoff dividiert, ergeben sich für Erdgas mit ungefähr 17 kg Luft auf 1 kg Erdgas Werte um 10 m3 Luft pro 1 m3 Erdgas. Da der Energieträger Erdgas in seiner Zusammensetzung je nach Anbieter schwankt, sind natürlich die Energie-, die Stöchiometrie- und die Dichtewerte ziemlich variabel, deshalb können die Angaben auch nur als Grössenwerte verstanden werden. Die 10 m3 Luft plus der eine Kubikmeter Erdgas bilden zusammen die Gemischmenge. Diese Gemischmenge beinhaltet nun die Energie von einem Kubikmeter Erdgas. Damit kann der Gemischheizwert berechnet werden. Die Literatur spricht von einem Erdgas-Gemischheizwert von

3.1 MJ/m3, während der Gemischheizwert von Benzin mit 3.6 MJ/m3 gut 15 % höher ist.

Wenn ein Verbrennungsmotor eine bestimmte Gemischmenge ansaugt, so kann er – benzinbetrieben – während des Verbrennungstakts 15 % mehr Energie generieren, als wenn er mit Erdgas läuft. Dem muss erdgasseitig natürlich etwas entgegengesetzt werden.

Positive Erdgaseigenschaften Damit im Erdgasmotor gleich viel mechanische Energie erzeugt werden kann wie im benzinbetriebenen Motor, muss er also unbedingt mehr Gemisch ansaugen. Das gelingt durch eine höhere Aufladung. Diese kann realisiert werden, da Erdgas klopfunempfindlicher ist als Benzin.

Wenn aber diese Aufladung erreicht wird, so werden nicht nur die Verdichtungsenddrücke, sondern auch die Verbrennungshöchstdrücke wesentlich ansteigen und erreichen Werte, welche sonst den Dieselmotoren vorbehalten sind. Das bedeutet, dass der Erdgasmotor «kräftiger» gebaut werden muss als der Benzinmotor.

Erdgasmotoren Erdgasmotoren müssten aufgrund ihrer CO2-Emissionsqualitäten und auch durch die Treibstoffpreise eigentlich sehr hoch im Kurs stehen. Verschiedene Gründe verhindern das aber.

Zum einen ist das Tankstellennetz mit schweizweit 142Tankstellen nicht flächendeckend ausgebaut. Soll eine

Prüfung und Instandsetzung von Common Rail Injektoren und Hochdruckpumpen

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Verbrennungsmotor vor allem thermisch widerstandsfähiger werden.

Bild 7. Der gleiche serienmässige Benzinmotor wird hier mit einem bi- und einem monovalenten Erdgasmotor verglichen. Das Low-End-Torque der Gasmotoren kann mit spezieller Aufladung verbessert werden.

Reise in den Kanton Graubünden oder ins Tessin führen, müssen die Tankstopps ähnlich geplant werden wie bei E-Fahrzeugen. Daneben bestehen in der Bevölkerung Unsicherheiten, welche mit geduldiger Argumentation entschärft werden müssen.

Bezüglich des Betankungsproblems haben viele Hersteller vorgesorgt. Die meisten Erdgas-Fahrzeuge sind heute Bifuel-, also Zweistoff-Fahrzeuge. Sie können mit Erdgas oder mit Benzin gefahren werden. Nach den vorstehenden Erläuterungen ist aber klar, dass da teilweise arge Kompromisse eingegangen werden müssen.

So können heute eigentlich drei Arten von Erdgasfahrzeugen unterschieden werden: 1. Echte oder monovalente Erdgasfahrzeuge. Der Motor ist für den alleinigen Erdgasbetrieb entwickelt worden.

2. Bifuel- oder bivalente Erdgasfahrzeuge. Der Benzinmotor wird angepasst, damit mit Erdgas gefahren werden kann. Ist aber der Erdgastank leer, kann umgeschaltet und mit Benzin weitergefahren werden. Sowohl im Erdgas- wie auch im Benzinbetrieb weist der Motor ähnliche Eigenschaften auf.

3. Bifuel- oder bivalente Erdgasfahrzeuge, bei denen der Motor auf den Erdgasbetrieb ausgelegt wurde, der Benzinbetrieb wirklich nur zur Not dient und mit beträchtlichen Komfortund Leistungseinbussen einhergeht.

Mahle-Versuchsmotoren Der deutsche Zulieferer Mahle GmbH hat in einem intensiven Untersuchungs- und Entwicklungsprojekt die verschiedenen Motorkombinationen miteinander verglichen und interessante Resultate veröffentlicht (Bild 6).

Beim Basismotor handelt es sich um einen aufgeladenen direkt einspritzenden Benzinmotor. Dieser stellt die im Bild 6 dargestellte Mitteldrucklinie über der Drehzahl dar. Die Mitteldrucklinie ist proportional zur Drehmomentlinie. Für den bivalenten Betrieb stellten sich die Entwickler das Ziel, dass der Motor sowohl im Benzin- als auch im Erdgasbetrieb das gleiche maximale Drehmoment aufweisen müsse. Trotz der bedeutend höheren Verdichtung ist dieses Drehmoment ziemlich kleiner als beim Originalmotor. In der Phase 1 will der Motor im Erdgasbetrieb nicht aufTouren kommen, weil der Füllungsgrad zu schlecht ist und dadurch auch der Turbo nicht richtig ansprechen kann (Turboloch). Da es sich beim Erdgasbetrieb um eine Saugrohreinblasung handelt, kann der Abgasturbolader auch nicht durch Scavenging (=Zylinderspülung) beschleunigt werden.

In der Phase 2 wäre es zwar dem erdgasbetriebenen Motor sehr wohl, doch darf er in diesem Bereich nicht ausgelastet werden, weil die Drücke im Motor zu hoch würden.

Auch im Bereich der maximalen Leistung (Phase 3) müsste der

Monovalenter Erdgasmotor Während der bivalente Motor auf einen maximalen Verbrennungsdruck von 125 bar entwickelt war, wurde der Motor für den monovalenten Erdgasbetrieb auf die Belastungsgrenze von 180 bar gesteigert. Dieser Druck wird von benzinbetriebenen Motoren kaum erreicht. Er liegt im mittleren Feld der Dieselmotoren.

Das Entwicklungsproblem war in diesem Zusammenhang nicht einfach die höhere Festigkeit, sondern der Zusammenhang zwischen Festigkeit und dem grossen abdeckbaren Drehzahlband (Massenkräfte).

Das Kompressionsverhältnis wurde noch einmal erhöht, um die Teillasteffizienz weiter zu steigern und die hohen Volllast-Abgastemperaturen zu brechen.

Bild 7 zeigt den Mitteldruckverlauf des Benzinmotors und des Erdgasmotors, welcher auch mit Benzin gefahren werden kann. Daneben ist die Kurve des monovalenten Erdgasmotors abgebildet. Dieser erreicht nun das Drehmoment des Benzinmotors und übertrifft diesen leicht in der Leistung. Um das immer noch

Bild 8. Bivalent betriebener 1.0-l-Dreizylindermotor aus dem Volkswagenwerk.

schlechte Low-End-Torque zu verbessern, griff Mahle zu einem VTG-Lader – sicher wäre auch ein E-Turbo bei diesem Problem eine verlockende Alternative.

Mechanik des Erdgasmotors Der Motor musste im Speziellen auf die höheren Drücke und die höheren Temperaturen angepasst werden. Dazu hat Erdgas gegenüber Benzin oder gar Diesel auch schlechtere Schmiereigenschaften.

Aus diesen Gründen wurden vor allem beim Zylinderkopf und im Kurbeltriebbereich Weiterentwicklungen vorgenommen. Der neue AluminiumLeichtbaukolben erhielt einen Kühlkanal, um die Temperaturen im Bereich des obersten Kolbenringes und am Kolbenboden zu mindern.

Der eingegossenen Ringträger sorgt für die Verschleissbeständigkeit des auf 1.5 mm verbreiterten Kompressionsrings. Die Kastenwände des Kolbens sind asymmetrisch. Dank der höheren Festigkeit ist dies möglich und spart an diesen Stellen wiederum einige Gramm oszillierende Masse.

Der Kolbenbolzen ist von 22 mm auf 25 mm Durchmesser gewachsen und DLC-beschichtet. Der Trapezpleuel erhält eine Buchse für

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Bild 9. Zusätzliche Bauteile bei einem bivalenten Erdgasmotor. die schwimmende Lagerung des Kolbenbolzens. Sowohl die Hauptwie auch die Pleuellager sind als polymer­beschichtete AluminiumZweistoff­lager ausgeführt. Die in der Polyamidimid-Grundmatrix eingebetteten Festschmierstoffe verbessern die Verschleissbeständigkeit in kritischen Betriebspunkten (Stopp-Start).

Ein- und Auslassventile werden durch die Mahle-Eigenkonstruktion – die leichten natriumgekühlten TopTherm-Ventile – und die Ventilsitzringe durch einen optimierten Sinterwerkstoff ersetzt.

Wegen des schnelleren Druckanstiegs im Zylinder mussten der Ventiltrieb (Kette), die Zylinderkopfschrauben und die Zylinderkopfdichtung überarbeitet werden.

Soll ein monovalenter Erdgasmotor entstehen, braucht es eigentlich eine neue Entwicklungslinie, welche wohl auf einem bestehenden Baukasten aufgebaut werden kann.

Volkswagen 3-Zylinder CNG Volkswagen spricht beim neuen Erdgasmotor für das Modell up! gerne vom 3-Euro-Auto. Damit ist der Verbrauch gemeint, und dieser wird mit 3.2 kg Erdgas angegeben (NEFZ). Wenn der Erdgaspreis in der Schweiz mit Fr. 1.10 angenommen wird, so stehen die Treibstoffkosten pro 100 km bei gerade mal Fr. 3.50.

Wenn das Verbrauchswunder aus

dem Hause Volkswagen, der Lupo 3L aus dem letzten Jahrtausend, wirklich mit 3 l Diesel pro 100 km gefahren wird, so werden die Treibstoffkosten trotzdem höher sein. Neben den günstigen Treibstoffkosten ist auch die CO2-Emission mit 87 g/km durchaus bemerkenswert. Mit diesem Modell kann die Marke getrost den neuen CO2-Emissionsgrenzwerten entgegensehen.

Der Grundmotor hat 999 cm3 und leistet 66 kW zwischen 4500 und 5800/min. Das maximale Drehmoment beträgt zwischen 1900 und 3500/min 160 Nm. Änderungen Der Aluminium-Druckguss-Motor­ block mit den Laufbuchsen aus GJL 250 wurde vom Benzinmotor übernommen. Im Zylinderkopf mussten die Ventilsitzflächen der Ein- und Auslassventile nitriert werden; dies wegen des Schmierungsausfalls durch den Treibstoff. Als Auslassventile werden neu Hohlventile mit einer Natriumfüllung eingesetzt und für die Ventilsitzringe kommt ein gesinterter Stahl zum Einsatz.

Die Kurvenbahnen der Nocken wurden so verändert, dass die Ventile weicher schliessen. Die Schliessrampen wurden dazu bis zu einem Hub von 0.17 mm abgeflacht. Auch bei Volkswagen wird die Zylinderkopfdichtung aufgrund der höhe-

ren Drücke dreilagig ausgeführt. Die Zündspulen werden im CNG-Modus vom Steuergerät anders angesteuert und stellen so eine höhere Zündspannung zur Verfügung.

Im Erdgasbetrieb wird der Motor bis zu einem maximalen Verbrennungsdruck von 115 bar betrieben.

Aus diesem Grund muss auch der Kurbeltrieb, insbesondere der oberste Kolbenring in Zusammenhang mit der Zylinderlaufbüchse speziell verschleissfest ausgeführt sein. Auch die Pleuellagerschalen wurden den erhöhten Kräften angepasst.

Der Single-Scroll-Turbolader mus­s­te auf den Gasbetrieb exakt abgestimmt werden. Das kühlflüssigkeitsgekühlte Gehäuse besteht aus austenitischem Stahlguss. Das Turbinenrad besteht aus einer Nickel-Basislegierung. Damit ist der Turbolader gegen die mechanischen und thermischen Belastungen (bis 1050 °C) gewappnet.

Abgasnachbehandlung Dass das Methanmolekül ziemlich stabil ist, geht aus der hohen erforderlichen Zündenergie, der Entflammungstemperatur und der grossen Klopffestigkeit hervor.

Um die Katalysatortemperatur von 500 °C zu erreichen, bei welcher die HC-Moleküle umgesetzt werden können, sind spezielle Massnahmen erforderlich. Vor allem in der Warmlaufphase setzt Volkswagen ein Lambda-Split-Verfahren ein: Zwei Zylinder werden mit fettem Gemisch und der dritte mit magerem Gemisch betrieben. Auf diese Weise lässt sich das konventionelle Kat-Heizen durch Spätverstellung des Zündzeitpunktes stark verkürzen. Das Warmhalten des Katalysators bei niedriger Teillast erfolgt nach dem gleichen Verfahren nahezu verbrauchsneutral.

Zusätzliche Bauteile Der elektronische Gasdruckregler verringert den Druck in zwei Stufen von den maximal herrschenden 260 bar Tankdruck auf den Niederdruck von absolut 5 bis 9 bar. Im

Volllast- bzw. Hochdrehzahlbereich erfolgt die Einblasung mit dem maximalen Druck von 9 bar, im unteren Bereich mit 5 bar. Weil der Druckabfall physikalisch bedingt von einem Temperatursturz begleitet wird, ist der Druckregler im Kühlkreislauf eingebunden.

Der interessante Motor mit den ansprechenden Leistungs- und beeindruckenden Verbrauchszahlen lässt hoffen, dass der Anteil der Gasfahrzeuge in Zukunft etwas ansteigen wird.

FRAGEN 1. Der Erdgasmotor gehört zur Gruppe der …  Fremdzünder  Selbstzünder  Fremdzünder mit Pilotflamme  Mischform zwischen Selbstund Fremdzünder (HCCI) 2. Warum müssen die Ventilsitze und die Ventilsitzringe beim Erdgasmotor verstärkt werden?

3. Nennen Sie eine positive und eine negative Eigenschaft im Gemischaufbereitungs- und Verbrennungsprozess, wenn Erdgas direkt in den Zylinder eingeblasen würde.

LÖSUNGEN ZUR AUSGABE 6/2017 1. Die Stellungen in Bild 3 entsprechen der zeitlichen Situation b im Bild 2.

2. Punkt: Der Strom fliesst auf den Beschauer zu. Kreuz: Der Strom fliesst vom Beschauer weg.

3. Da der Strom (die elektrische Energie) erzeugt werden muss, wird die volle mechanische Energie aufgewendet, um ihn zu erzeugen.

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Q8 Concept einen Starter-Generator zwischen Verbrennungsmotor und Getriebe auf, welcher 20 kW Leistung aufweist und 170 Nm Zusatzdrehmoment fürs Boosten generieren kann.

Die Mild-Hybrid-Architektur basiert auf dem 48-Volt-Bordnetz, das als Hauptnetz arbeitet. Es ermöglicht eine hohe Rekuperations­leistung von 12 kW, ein Boost-Zusatzdreh­moment von 60 Nm und eine Verbrauchs­reduktion um rund 0,7 l/100 km.

48-Volt-Mild-Hybrid

MILD-HYBRID AUCH IN DER OBERKLASSE Der neue Audi A8 wird im Herbst an der IAA Frankfurt Premiere feiern. Audi gewährte an der Tagung «TechDay Combustion E­ ngine Technologies» Einblicke in die neue 48-Volt-MildHybrid-Plattform, welche bei Audi (und auch im Konzern) bei den V6-, V8- und W12-Trieb­ werken zum Einsatz kommen wird. Text: Andreas Senger | Bilder: Büro Senger, Audi

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Der Riemen-Starter-Generator ist auf 48 Volt ausgelegt und versorgt den Akku im Kofferraum mit Energie oder bezieht diese im Start-Stopp-Modus.

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as 48-Volt-Bordnetz setzt sich bei immer mehr Automobilherstellern durch.

Audi zeigte anlässlich des «TechDay» in München das neue Bordnetz, welches die bisherige 12-Volt-Architektur zwar nicht ersetzt, aber in vielen Teilen ablöst und ablösen wird. Im neuen Audi A8, der serienmässig mit Allradantrieb und Achtstufenautomat ausgestattet ist, wird das System für alle Motorisierungen eingeführt und nach und nach in anderen Modellen ebenfalls Einzug halten.

Schon am Autosalon machte der bayrische Hersteller auf die neue Architektur aufmerksam: Im Konzeptfahrzeug Audi Q8 wurde das neue elektrische Bordnetzsystem präsentiert. Allerdings wies der

Ungefährliche Spannung Die Einführung des 48-Volt-Bordnetzes hat der VW-Konzern bereits im Audi SQ7 mit E-Verdichter und aktivem Wankstabilisator (siehe AUTO&Technik 7-8/2016) sowie im Porsche Panamera (nur aktiver Wankstabilisator) in die Serie eingeführt. Bei diesen Modellen arbeitet in der Bordelektrik nach wie vor ein 12-Volt-Alternator als Energieumwandler, und das 12-Volt-Bordnetz übernimmt die Hauptversorgung aller elektrischen Verbraucher. Über einen DC-DC-Wandler wird lediglich ein 48-Volt-Lithium-Akku gespeist, um den elektrischen Verdichter im SQ7 und die Wankstabilisierung zu betreiben. Durch den Einzug der höheren Spannung kann bei höheren elektrischen Leistungen mit geringeren Stromkabelquerschnitten gearbeitet werden.

Im Audi A8 wird das 48-Volt-Bordnetz neu definiert: Als Hauptnetz wird die höhere Spannung festgelegt. Als Generator wird eine flüssigkeitsgekühlte Variante eingesetzt, die über einen verstärkten Keilrippenriemen von der Kurbelwelle angetrieben wird. Der Ladestrom wird direkt in den 48-Volt-Akku geleitet und gespeichert. Obwohl auch aktuell – wie bis anhin – beim A8 keine weiteren elektrischen Verbraucher gespeist werden, sind künftig weitere Komponenten denkbar. «Aktuell untersuchen wir, ob der Umstieg bei weiteren Komponenten wie Kühlflüssigkeitspumpe, Klimakompressor usw. auf 48 Volt sinnvoll ist», erklärt Oguz Eksi, Entwicklungsingenieur des Mild-Hybrid-Antriebes.

«Mittelfristig wollen wir den einen oder anderen elektrischen Verbraucher, der hohe Leistungen aufweist, auf 48 Volt umstellen, wie auch beispielsweise Scheibenheizungen

TECHNIK 7+8/17 81

Der neue Audi A8 wird als erstes Fahrzeug das 48-Volt-Mild-Hybrid-System erhalten. Beim Kaltstart übernimmt ein konventioneller Starter den Anlassvorgang.

Danach wird der Verbrennungsmotor direkt durch den Starter-Generator gestartet. oder Infotainmentsysteme.» Dazu gehören aber nicht die kleinen Verbraucher wie die unzähligen Steuergeräte oder Beleuchtungen. Diese werden künftig gemäss Audi weiterhin mit 12 Volt betrieben.

Rekuperationsleistung Dank dem Riemen-Starter-Generator lässt sich der Verbrennungsmotor bei Betriebstemperatur rasch und komfortabel starten. Das Einspuren des nach wie vor für den Kaltstart eingebauten, konventionellen Anlassers fällt weg. Der Zeitverzug, bis der Verbrenner läuft, ist kaum merklich.

Einen weiteren Vorteil bietet das 48-Volt-Bordnetz beim Rekuperieren: Wird vor einer Kreuzung oder Ampel der A8 verzögert, rekuperiert der riemenbetriebene Starter-Generator maximal mit einer Leistung von 12 kW. Dies entspricht einem kurzzeitigen Strom von 250 A, welcher über den elektrischen Leiter in den Lithium-Ionen-Akku im Kofferraum geführt wird. Der 48-V-Akku ist mit einer Kapazität von 10 Ah ausgelegt.

Bei Bergabfahrt wäre eine maximale Rekuperationsdauer von knapp zweieinhalb Minuten möglich, wenn der Akku vollständig leer wäre. Dies darf aber aufgrund der Lebensdauer gar nie ausgenützt werden. «Wir

haben die Kapazität des 48- und des 12-Volt-Akkus je so ausgelegt, dass diese bei den meisten Situationen das Optimum bieten, aber nicht zur viel Masse aufweisen», ergänzt Eksi.

Beim anschliessenden Beschleunigen der Luxuslimousine wird ein Zusatzdrehmoment von 60 Nm auf die Kurbelwelle übertragen. Der Keilrippenriemen des Systems soll die ganze Fahrzeuglebensdauer halten.

Segeln und sparen Ein weiterer Pluspunkt des Mild-Hybrid-Systems auf 48-V-Basis ist das Segeln: Von 30 bis 160 km/h kann der A8 bei sanftem Bergabfahren oder Ausrollen ohne Verbrennungsmotor

Der 12-Volt-Akku (rechts) ist kompakt ausgeführt. Via DC-DC-Wandler erhält dieser die Energie aus dem 48-V-Akku, welcher über eine Kapazität von 10 Ah verfügt. gleiten. Die Bordnetzenergie ist dabei von den beiden Akkus für 45 s sichergestellt. Dem Umstand entsprechend, dass der DC-DCWandler bidirektional ist, können sich je nach Ladestand beide Akkus gegenseitig aushelfen. Im Pannenfall lässt sich der A8 ganz konventionell via 12-V-Batterie überbrücken.

Die Start-Stopp-Automatik wird beim Ausrollen bereits bei der Geschwindigkeit von 22 km/h aktiviert.

Dank der Vernetzung mit der Front-

kamera im Innenspiegel und der Anbindung ans Navigationsgerät konnte das Gesamtsystem auf den Verbrauch optimiert werden.

Dank dem Mild-Hybrid-System soll mit allen Motorisierungen rund 0,7 l/100 km eingespart werden. Für die Vierzylinder-Triebwerke mit künftigem 12-Volt-Mild-Hybrid wird die Einsparung geringer ausfallen.

Das Mild-Hybrid-System mit 48-Volt-Hauptbordnetz wird künftig auch in anderen Konzernmodellen mit grösseren Verbrennungsmotoren Einzug halten. Vierzylindermodelle erhalten ein preisgünstigeres 12-Volt-Mild-Hybrid-System.

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gen der teuren Gleichstromtechnik immer noch sehr selten.

Ladesysteme für Elektrofahrzeuge Die Ladetechnik AllCharge macht den elektrischen Antriebsstrang zum «Universal­ladegerät» für das kabel­ gebundene Laden an Ladestationen unterschiedlichster Technik.

SCHNELL, BIDIREKTIONAL UND BEQUEM SOLL ES SEIN Ein bezüglich Komponenten einfaches Ladesystem, das es ermöglicht, Elektrofahrzeuge an jeder beliebigen Station aufzuladen – und das Auto bei Bedarf zum Stromlieferanten macht –, hat Continental entwickelt. Und für Fälle, in denen es weniger schnell, dafür bequemer gehen soll, hat der Zulieferer eine induktive Lösung parat.

Text: Stefan Gfeller | Bilder: Continental

N AllCharge ist bidirektional ausgelegt und bietet einen 230-V-WechselstromAusgang für alle Arten von Elektrogeräten.

eben der im Vergleich zu Autos mit Verbrennungsmotor geringen Reichweite von Elektrofahrzeugen ist der langwierige Ladevorgang ein weiterer Nachteil. Entweder kann die Ladestation nur langsam, mit einphasigem Wechselstrom laden (AC-Laden) oder sie würde zwar schnelles DC-Laden (Gleichstromladen) bieten, das Fahrzeug hat jedoch nicht die entsprechende Technologie dazu an Bord. Die leistungsfähigen DC-Ladestationen sind zudem we-

Passepartout für Ladestationen Mit dem sogenannten AllChargeLadesystem hat Continental nun gewissermassen einen Passepartout entwickelt, der es ermöglicht, Elektrofahrzeuge an jeder beliebigen Station nachzuladen. Dies ist natürlich grundsätzlich problemlos zu erreichen, indem entsprechende zusätzliche Wandler und weitere Komponenten im Auto eingebaut werden, welche die gewünschten Ladetechniken abdecken. Aber das kostet – und bringt mehr Gewicht ins Fahrzeug, was sich letztlich wieder auf die Reichweite auswirkt.

Continental setzt dagegen auf seine serienerprobte Kompetenz und Technik: AllCharge ist «lediglich» ein weiterentwickelter elektrischer Antrieb, bei dem Elektromotor und Inverter (Wandler von Gleich- und Wechselstrom) für die Zusatzaufgabe des Ladens vorbereitet wurden. Als einzige Zusatzkomponente kommt ein DC/DC-Wandler zum Einsatz, der stets eine optimale Spannung zur Batterie hin regelt.

Von einem einzigen Kabelanschluss am Fahrzeug aus führen zwei Strompfade zur Batterie: Entweder fliesst Wechselstrom von der Ladesäule durch den Elektromotor zum Inverter, wo er in Gleichstrom gewandelt wird, der weiter zur Batterie fliesst. Oder aber Gleichstrom von der Ladesäule fliesst direkt durch den DC/DC-Wandler zur Batterie. Unabhängig davon, welche Ladetechnik angezapft wird, kann das AllCharge-System bis zu 800 V Spannung und Leistungen von derzeit 150 kW und perspektivisch bis zu 350 kW für Premiumanwendungen annehmen. Continental betont, dass 350 kW DC-Ladeleistung rund 150 km Reichweite in 5 Minuten Ladezeit bringen würden. AllCharge sei also für die Zukunft gerüstet, denn egal, wie schnell sich die Infrastruktur künftig entwickle, ein Fahrzeug mit dieser Ladetechnik werde

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Die induktive Ladelösung beinhaltet neben der Fahrzeugpositionierung und dem Lademanagement auch eine Datenabfrage über Mobilgeräte. stets das Beste aus der Ladesäule herausholen.

Auto als Stromlieferant Elektroautofahrer müssen sich mit AllCharge um die Ladetechnik keine Gedanken mehr machen.

Das Fahrzeug ist von einphasigem über das dreiphasige AC-Laden bis zum schnellen DC-Laden auf alles vorbereitet, wobei sich der grösste Vorteil des Systems bei urbanen AC-Ladestationen bemerkbar macht, hier nennt Continental ein bis zu zwölf Mal schnelleres Laden im Vergleich zu heutigen Lösungen.

AllCharge ist aber auch ein bidirektionales System und eröffnet dadurch neue Nutzungsmöglichkeiten für die grosse in der Traktionsbatterie gespeicherte Energiemenge. So steht im Fahrzeug 230-V-Wechselstrom zur Verfügung, und mit seiner Vehicle-2-Device-Technologie kann das AllCharge-System mobile elektrische Geräte wie beispielsweise den Laptop, einen Kühlschrank oder auch Werkzeuge wie etwa eine Bohrmaschine aus der Fahrzeugbatterie mit Strom versorgen – ideal auf dem Campingplatz oder für Handwerker.

Häufige Teilladungen Neben der Ladegeschwindigkeit könnte auch möglichst häufiges Laden (auch mit kleiner Leistung) das Reichweitenproblem entschärfen. Doch selbst wenn jeder herkömmliche Parkplatz dereinst mit einer Ladestation bestückt wäre, hiesse das noch lange nicht, dass die Station auch immer benutzt würde. Wer will schon umständlich mit Ladekabeln hantieren, wenn er sein Fahrzeug nur kurz – etwa für einen Einkauf – parkiert? Den meisten Fahrern wird dies nicht «rentieren». Allerdings summieren sich solche geringen Teilladungen natürlich und helfen, den Ladestand der Batterie zu erhalten.

Hier liegt der Ansatz darin, es dem Fahrer möglichst einfach und bequem zu machen, «kurze» Lademöglichkeiten zu nutzen. Kabelloses, induktives Laden ist die Lösung, und AUTO&Technik hat bereits einige der Systeme gezeigt, an denen verschiedene Anbieter arbeiten.

Kabellos laden Auch Continental hat nun ein entsprechendes System vorgestellt,

Bequem: Ohne Ladekabel komfortabel laden und Effizienz steigern. Continentals Lösung bietet bis zu 11 kW Ladeleistung und übernimmt den Ladevorgang automatisch. welches das Unternehmen auch an der diesjährigen IAA im September zeigen will. Die voll umfassende induktive Ladelösung für bis zu 11 kW Ladeleistung übernimmt den Ladevorgang automatisch und vollständig sicher, sobald das Fahrzeug korrekt über der Bodenplatte des Systems geparkt ist. Zum fahrzeugseitigen Teil der Ladetechnik gehören die Empfangsplatte, die Leistungselektronik, Steuergeräte und eine Mensch-Maschine-Schnittstelle für das einfache Parkieren. Ein ebenfalls von Continental entwickeltes Positioniersystem unterstützt das genaue Einparken; eine Positioniergenauigkeit mit weniger als 10 cm Toleranz ist optimal, um eine möglichst grosse Leistung von der Bodenplatte zum Fahrzeug übertragen zu können. Mit der laufenden Weiterentwicklung des teilautomatisierten Fahrens im Bereich Parken könne dieser Teil des Ladevorgangs in Zukunft auch ohne Eingriff des Fahrers ablaufen, lässt Continental verlauten. Bei «nur» (im Vergleich mit den oben genannten Ladestationen) 11 kW Ladeleistung kann der Fahrer pro Minute Ladezeit etwa einen Kilometer Reichweite

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gewinnen. 15 Minuten Einkaufen können also so schon bis zu 15 Kilo­ meter mehr Reichweite bedeuten.

Abgesichert Sobald ein Fahrzeug, mit dem die drahtlose Anmeldekommunikation erfolgreich war, korrekt parkiert ist, beginnt die Bodenplatte Leistung auszusenden. Die Sendeleistung wird innerhalb von Sekunden in einer flachen Rampe stufenförmig hochgefahren. Erkennt eine ins System integrierte Luftspaltüberwachung, dass ein Gegenstand unter das Fahrzeug und zwischen Bodenplatte und Fahrzeugplatte gerät, so wird die Energieübertragung sofort abgeschaltet. Verglichen mit kabelgebundenen Ladestationen erfordert die induktive Technik wenig Platz in der Garage oder im Parkhaus, und die Bodenplatte ist für Belastungen bis zu 500 kg ausgelegt. Sie wird entweder auf dem Boden montiert oder bündig in ihn eingelassen. So bietet die induktive Ladetechnik im öffentlichen Raum (Parkhäuser, Einkaufsparkplätze) auch den Vorteil, dass sie gut gegen Vandalismus gesichert ist.

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Dank neuer Anordnung der Erdgastanks im Audi A5 g-tron «verliert» der Kunde lediglich 3,5 cm Kofferraumbodenhöhe und ist mit dem 2.0-TFSI adäquat motorisiert.

Audi A4 Avant / A5 g-tron

ERDGASANTRIEB VOR DEM DURCHBRUCH

mit vergleichbaren Leistungsdaten, 25 % weniger CO2-Emission bei fossilem Erdgas, rund 40 % bei Einsatz von Erdgas/Biogas wie in der Schweiz, weil beim Verbrennen von Methan CH4 vier Mal mehr H2O (Wasser) als CO2 entsteht. Zudem emittiert der Erdgasmotor praktisch keine Partikel und auch weniger Stickoxide, und in der Schweiz werden automatisch mindestens 10 % Biogas ins Erdgasnetz eingespeist (Compogas). Von der Ökobilanz und Wirtschaftlichkeit her betrachtet, gibt es aktuell keine bessere und sinnvollere Antriebsalternative. E-Fahrzeuge sind zwar lokal emissionsfrei, aber wegen des aktuellen Strommix und den Herstellungs- und Recyclingaufwendungen für die Batterie schlechter als CNG-Autos.

Der Erdgasantrieb fristet hierzulande ein Mauerblümchendasein: zu wenig Tankstellen, zu wenig Leistung, zu wenig Reichweite. Damit ist jetzt Schluss. Audi präsentiert die g-tron-Modelle A4 Avant und A5 mit 2.0-l-TFSI, welche ab Sommer das Antriebsportfolio erweitern. Wir durften anlässlich des «TechDay» dem neuen Erdgasantrieb auf den Zahn fühlen.

Text: Andreas Senger | Bilder: Audi, Büro Senger

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ie CO2-Thematik und die Endlichkeit der fossilen Treibstoffe treiben den VW-Konzern und Audi an.

Seit Jahren wird aktiv an alternativen Treibstoffen geforscht. Nicht nur die Umsetzung im Fahrzeug steht für die Entwickler im Vordergrund, sondern auch die Bereitstellung von synthetischen alternativen Treibstoffen.

Diesen Sommer sind in der Schweiz nebst dem bisherigen und überarbeiteten Audi A3 mit Erdgasantrieb g-tron neu auch der Audi A4 Avant und der A5 mit CNG (Compressed Natural Gas) erhältlich. Die Ausweitung auf drei Modelle zeigt, wie Ernst es dem Hersteller und dem Konzern ist, die Kunden vom Erdgasantrieb zu überzeugen. Die Vorteile liegen auf der Hand: 5 % besserer thermodynamischer Wirkungsgrad als ein Dieseltriebwerk

Anpassung an bivalenten Betrieb Bisherige Erdgasfahrzeuge haben oft darunter gelitten, dass die höhere Klopffestigkeit von CNG von bis zu 130 ROZ nicht ausgenutzt werden konnte, da der bivalente Betrieb mit Benzin für Kaltstart und Warmlaufphase sowie bei leerem Erdgastank bis zur nächsten CNGTankstelle nötig ist. Der Vorteil der höheren Oktanzahl würde ermöglichen, das Verdichtungsverhältnis eines Ottomotors deutlich höher

Beide Modelle werden von einem auf CNG optimierten 2.0-TFSI angetrieben.

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anzusiedeln. Dadurch könnte der etwas geringere Energiegehalt von CNG (1 kg weist einen Energiegehalt von rund 12,9 kWh auf) gegenüber Benzin kompensiert werden (1 kg CNG entspricht rund 1,5 l Benzin, 1 l Benzin hat einen Energiegehalt von ungefähr 8.8 kWh, also speichern 1,5 l Benzin eine Energie von ca.

13.15 kWh).

Mit dem überarbeiteten 2.0-TFSIReihenvierzylinder-Triebwerk konnte der Unterschied dank Abgasturboaufladung mit elektrischer BypassSteuerung kompensiert werden, so dass beim Fahren beinahe nicht mehr spürbar ist, ob jetzt mit Benzin oder Erdgas gefahren wird. Im Gasbetrieb wird mit etwas höherem Ladedruck gefahren. Das Motorsteuergerät schaltet unmerklich zwischen den Treibstoffen und damit zwischen Benzindirekteinspritzung und Erdgaseinblasung ins Saugrohr hin und her. Das Verdichtungsverhältnis wurde mit 12,6:1 gewählt.

Insgesamt 29 modifizierte oder neue Bauteile werden benötigt, um den Ottomotor auf Gasbetrieb fit zu machen. Unter anderem sind die Kolben und Ventile angepasst, die Gasperipherie mit Druckregler (von

Im Bild die bisher im Audi A3 g-tron eingesetzten Flaschen. Die gasdichte Polyamidschicht innen ist gleich geblieben.

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Die Sicherheit ist dank Hybridbauweise der CNG-Flaschen aus drei Schichten gewährleistet. Sie bestehen zuinnerst aus einer gasdichten Schicht Polyamid. In der Mitte sind ein kohlefaserverstärkter Kunststoff (CFK) und ein glasfaserverstärkter Verbundwerkstoff (GFK) in Hybridbauweise eingesetzt. Damit sind die Festigkeit gegen den hohen Druck von 200 bar durch das CFK/GFK und die Aussenfestigkeit nach Crashs gewährleistet.

Als dritte und äusserste Hülle wird eine reine GFK-Schicht laminiert.

Diese erweist sich optimal als Aus­ senhülle, um Beschädigungen der Flaschen durch optische Prüfung feststellen zu können. Beschädigte Stellen werden weiss-milchig.

Für den Besitzer ohne Rätsel: Der Gasanschluss und der Tankstutzen für Benzin sind unter derselben Klappe versteckt.

200 bar auf 5 bis 10 bar für die Eingasung ins Saugrohr). Die variablen Ventilsteuerzeiten ermöglichen den Betrieb im Miller-Zyklus; Audi nennt diesen B-Zyklus. Damit werden im Teillastbereich die Einlassventile vor UT geschlossen. Die Motordaten lassen erahnen, dass der neue CNG-Motor Fahrspass vermittelt: 125 kW/170 PS bei 4450 bis 6000/ min, Drehmomentbestwert 270 Nm von 1650 bis 4400/min. Beide neuen Modelle sind sowohl mit 6-GangHandschalter als auch gegen Aufpreis mit dem 7-Gang-DKG S tronic lieferbar. Der Gasverbrauch mäandert um die 4 kg/100 km. Diese Menge Gas kostet aktuell rund 5 Franken.

Vier sichere CNG-Tanks Vor, über und hinter der Hinterachse sind vier CNG-Hochdrucktanks (200 bar) untergebracht, welche zusammen 19 kg Erdgas aufnehmen können. Ein 25 l grosser Benzintank ist zwischen der ersten und zweiten CNG-Hochdruckflasche eingebettet. Der Kofferraum verliert dank geschickter Unterbringung der Flaschen lediglich 3,5 cm Bauhöhe. Mit Erdgas ergibt sich eine Reichweite

von ca. 500 km und mit Benzin zusätzlich 450 km, also insgesamt rund 950 km. Damit weist der CNGAntrieb deutlich höhere Reichweiten auf als ein batteriebetriebenes Elektrofahrzeug.

Fahreindruck – nichts gemerkt Für erste Testfahrten stellte Audi A4 Avant und A5 Coupé zur Verfügung. Das von uns pilotierte A5-g-tron-Modell liess sich wie ein konventioneller Benziner bewegen.

Die hohe Gas-/Benzinreichweite ist bemerkenswert und der kleinere Kofferraum vernachlässigbar.

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Die AUTO&Carrosserie-Ausgabe 4/2017 er­scheint Anfang Oktober.

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Ort Hüttingen/ZH Oftringen/AG Reitnau/AG St. Moritz/GR Rothenburg/LU Bresse/F Oerlikon/ZH Roggwil/BE Zug Zürich Andermatt/UR St. Moritz/GR Zürich Basel Thun/BE St. Moritz/GR Cazis/GR Mollis/GL Arosa/GR Safenwil/AG Oftringen/AG Zürich Langenthal/BE Frankfurt/D Altenrhein/SG Ascona/TI Zürich Bern St. Gallen Zürich Spreitenbach Bern St. Gallen Brunegg/AG

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15.-16.09.2017 NIEDERBIPP Die besten Marken bei Ersatzteilen, Werkstattausrßstung und Verbrauchsmaterial Zahlreiche Neuheiten von den Hauptlieferanten der Automobilindustrie Exklusive Sonderangebote – nicht entgehen lassen

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