Die größten Hürden sind natürlich die geforderten Emissionsgrenzwerte. Um signifikante Verbrauchseinsparungen zu realisieren, muss aber nicht nur ganzheitlich der Antriebsstrang optimiert, sondern auch das Gesamtgewicht der Pkw reduziert werden. Die Fahrzeuge haben in den letzten 15 Jahren an Gewicht zugenommen. Dieser Trend muss gestoppt werden.
"Der Benziner hat das größte Potenzial"
Die größte Herausforderung in der Motoren- und Getriebeentwicklung ist die Reduzierung von Verbrauch und Emission. Hans-Peter Schmalzl, Chief Technology Officer von BorgWarner, erklärt im Interview mit Automobilwoche, wie der Powertrain der Zukunft aussieht. Beim Ottomotor sieht Schmalzl das größte Verbesserungspotenzial. Der Dieselmotor sei bereits sehr effizient, so der Manager weiter.
Was sind beim Powertrain die größten Herausforderungen für die Autoindustrie?
Wie weit lassen sich die CO2-Emissionen mit herkömmlichen Verbrennungsmotoren denn senken?
Realistisch sind 100 g CO2 pro Kilometer in der Großserie, vielleicht ist sogar noch etwas weniger möglich. Durch die Ergänzung von milden Hybriden lassen sich die Emissionen noch weiter verringern.
Wie kann das technisch erreicht werden?
Sowohl beim Diesel als auch beim Benziner geht der Trend eindeutig zum Downsizing. Die Basistechnologie ist die Direkteinspritzung, die dadurch die Aufladung sinnvoll und effizient gestaltet. Eine weitere Voraussetzung ist der höhere Druck, mit dem die Verbrennungsluft in den Motor gelangt. Die Aufladung wiederum wird durch die Variabilität im Ventiltrieb verbessert. Das sind die Haupttreiber beim Benziner. Dazu kommt der ganzheitliche Ansatz...
Was verstehen Sie darunter?
Das Downsizing ist besonders effektiv, wenn der Motor mit der Getriebeübersetzung abgestimmt wird. Ziel ist es, geringere Drehzahlen und damit einen günstigeren Verbrauch im Fahrzyklus zu erreichen. Dabei darf der Fahrspaß natürlich nicht verloren gehen.
Die größten Entwicklungspotenziale hat der Benziner, ist das richtig?
Im Grunde ja, da das Einsparpotenzial beim Benziner im Vergleich zum Diesel aktuell der kostengünstigere Weg ist. Folglich sind beim Ottomotor die größeren technischen Änderungen und höhere Verbrauchseinsparungen zu erwarten. Dieselmotoren sind bereits sehr effizient, wobei auch hier noch längst nicht alle Möglichkeiten ausgeschöpft sind.
Wie weit lässt sich das Downsizing denn treiben?
Nach unserer Ansicht werden künftig Motoren mit einem Liter Hubraum üblich sein, aber trotzdem über 100 Kilowatt Leistung verfügen und das gleiche Fahrverhalten wie die heutige Motorengeneration bieten. Auch der Drei-Zylinder wird sich etablieren. Allerdings hängt dies auch von der Akzeptanz des Kunden ab. Bis in einem Premiumfahrzeug der Drei-Zylinder einzieht, dürften noch ein paar Jahre vergehen. Möglicherweise passiert das in Europa schneller als woanders, aber auch die Amerikaner müssen sich an kleinere Hubräume gewöhnen.
Sie spielen auf die neuen US-Emissionsvorschriften an. Fördern diese den lange erhofften Durchbruch des Diesel?
Diese Vorschriften sind von der Dimension her mit den Grenzwerten in Europa vergleichbar. Das ist für international agierende Unternehmen wie BorgWarner das Beste, was passieren konnte. Dieselmotoren werden Marktanteile in den USA erobern, allerdings nicht in dem Maß wie in Europa. Das liegt auch daran, dass die US-Hersteller über keine kleinen Dieselaggregate verfügen. Unserer Ansicht nach werden in den USA künftig verbrauchsgünstige Benzinmotoren den Markt dominieren. Übrigens glaube ich auch nicht, dass in den USA Hybride und Elektrofahrzeuge mittelfristig große Marktanteile gewinnen.
Welche Marktchancen geben Sie alternativen Antrieben?
Verbrennungsmotoren dominieren den Markt noch viele Jahre. Der Benzinmotor wird stark aufholen, während der Dieselmotor an Attraktivität leicht verliert. Dennoch dürfte in Europa die Dieselquote bei rund 50 Prozent verharren. Milde Hybride, die lediglich den Verbrennungsmotor unterstützen, dürften größere Marktanteile gewinnen. Dagegen bleiben Vollhybride noch längere Zeit in einer Nische. Das gilt auch für echte Elektrofahrzeuge. Im Übrigen hängt das nicht nur von den hohen Kosten für die alternativen Antriebe ab, sondern auch von noch vielen offenen Grundsatzfragen etwa bei der Standfestigkeit und Sicherheit. Die Autoindustrie entwickelt sich schon immer evolutionär und nicht revolutionär.
Stichwort Evolution. Als nächster Schritt bei den Verbrennungsmotoren gilt die Controlled Auto Ignition – also der Einzug der Selbstzündung in den Benzinmotor. Wann kommt das?
Solche Brennverfahren sind sehr aufwendig. Diese Technologie dürfte erst in zehn Jahren ausgereift und wirtschaftlich sinnvoll in der Großserie zum Einsatz kommen. Insbesondere außerhalb Europas wird mittelfristig die Saugrohreinspritzung weiter dominieren. In Europa wird zunächst die gegenüber der Saugrohreinspritzung deutlich aufwendigere strahlgeführte Direkteinspritzung kommen.
Welche Perspektiven hat Erdgas?
Der Erdgasantrieb ist sehr attraktiv, allerdings ist bisher die Infrastruktur noch nicht ausreichend ausgebaut.
Lange Zeit hat man stark auf die Entwicklung von synthetischen Kraftstoffen etwa aus Biomasse gesetzt. Ist das Erfolg versprechend?
Biokraftstoffe der zweiten Generation sind grundsätzlich hochinteressant, aber der Aufwand für einen großindustriellen Prozess wurde unterschätzt. Bis die Kraftstoffe kostengünstig hergestellt werden können, vergehen noch mehrere Jahre. Die Technologie wird kommen, aber eben nicht so schnell wie einst gedacht.
Praktisch alle Autohersteller straffen ihre Motorenpalette. Damit steigt der Wettbewerbsdruck bei den Zulieferern enorm an, oder?
Die Hersteller können die hohe Variantenzahl wirtschaftlich nicht mehr tragen. Dank der Aufladung besteht die Möglichkeit, gleiche Motoren mit unterschiedlichen Leistungsstufen einzusetzen. Damit reduziert sich die Anzahl der Motoren, während gleichzeitig eine Erhöhung der Stückzahlen stattfindet. Ganz klar steigt der Druck auf die Zulieferer. Allerdings hat auch schon vorher immer nur der Beste den Zuschlag bekommen.
Gibt es eine ähnliche Tendenz bei Getrieben?
Bei den Getrieben existieren ganz andere Rahmenbedingungen. Es gibt einige Hersteller, die das Getriebe selbst produzieren und darüber hinaus eine Vielzahl von Lieferanten. Die Einstiegshürden – sprich Investitionen – sind sehr hoch. Während die Getriebehersteller ihr Invest möglichst lange nutzen wollen, wechseln die OEM schnell den Lieferanten und die Technologie. Das ist übrigens auch der Grund, warum BorgWarner zwar Getriebe entwickelt, aber diese nicht selbst produziert.
Sie setzen dabei ausschließlich auf Doppelkupplungsgetriebe. Warum?
Wir glauben, dass diese Technologie, die sowohl für Front- als auch Heckplattformen geeignet ist, zunehmend Marktanteile gewinnt. Unser Doppelkupplungsgetriebe hat gegenüber dem Wandlerautomaten einen deutlichen Verbrauchsvorteil von drei Prozent im Fahrzyklus. Dazu kommen ein besseres Fahrverhalten und höherer Komfort. Allerdings vernachlässigen wir dadurch nicht andere Getriebebauarten wie Wandlerautomaten oder CVTs, die weiterhin regional ihren Einfluss behalten.
Bislang sind die Doppelkupplungsgetriebe aber viel zu teuer für die Massenanwendung?
Mit unserem neu entwickelten Powersplit-Getriebe mit Nasskupplung schließen wir jetzt genau diese Lücke und können damit auch die kleinen und mittleren Segmente bedienen. Es wird zwar etwas teurer sein als ein normales Handschaltgetriebe, aber deutlich günstiger als ein Wandler und vor allem wird es gegenüber einem trockenen Doppelkupplungsgetriebe wettbewerbsfähig sein.
Was bringt den Kostenvorteil?
Statt wie bisher mit einem Bauteil zu arbeiten, das zwei Kupplungen in sich vereint, haben wir die Doppelkupplung nun in zwei Komponenten aufgeteilt. Das ist viel einfacher und mit einen manuellen Handschaltgetriebe vergleichbar.
Der Der VW-Konzern verwendet verwendet Ihre Technologiebisher. Wer wird das neue Getriebe auf den Markt bringen?
Volkswagen ist mit unserer heutigen Doppelkupplungstechnologie einer unserer größten Kunden. Der Ersteinsatz des Powersplit-Getriebes erfolgt aber bei einem ausländischen OEM in China. Während wir die Kupplung und die Steuerung produzieren, fertigt der OEM das Getriebe. Mehr kann ich im Moment nicht sagen.
Was sind darüber hinaus Ihre wichtigsten Wachstumstreiber?
Neben dem Doppelkupplungsgetriebe setzen wir natürlich auf die Turboaufladung.
Mit unserer variablen Nockenwellensteuerung, die eine schnellere Verstellung als hydraulische Aktuatoren ermöglicht, verfügen wir über die Technologien, die auch in den nächsten Jahren stark gefragt sein werden. Darüber hinaus ist unsere Tochter Beru mit dem Dieselschnellstart-System gut aufgestellt, das ergänzt wird durch die bei VW und GM eingeführte Glühkerze mit Drucksensor. Außerdem entwickelt Beru auf Basis eines Patents eine neue Zündungstechnologie, die insbesondere bei Magermotoren eingesetzt werden kann. Die Hochfrequenz-Technologie kann zum Beispiel auch einen Gegenpol zur kontrollierten Selbstzündung darstellen.
Und wie bereitet sich BorgWarner auf das Zeitalter der Elektrofahrzeuge vor?
Entgegen der landläufigen Meinung benötigen auch Elektrofahrzeuge ein Getriebe. Bereits heute liefern wir an den Elektroauto-Pionier Tesla ein einstufiges Getriebe. Künftig sind wahrscheinlich zwei Stufen notwendig, weil die Drehzahl des Motors nicht mit der des Rades zusammenpasst, aber darauf haben wir schon die passende Antwort gefunden.
Ebenfalls benötigen Elektrofahrzeuge mit Range Extender einen hocheffizienten, aufgeladenen Verbrennungsmotor als Generator. Zusätzlich verfügt Beru über umfassendes Know-how im Bereich Elektronik, mit der wir in Zukunft zum Beispiel die Leistungselektronik für elektrische Antriebe anbieten können.
