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Technik & Design: Antrieb

Mittwoch, 7. Dezember 2005 BMW nutzt erstmals Kraft-Wärme-Kopplung im Auto

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Hitzefrei: Wärme aus dem Abgas trägt dazu bei, dass der BMW Turbosteamer die Effizienz des Verbrennungsmotors um 15 Prozent steigert Hitzefrei: Wärme aus dem Abgas trägt dazu bei, dass der BMW Turbosteamer die Effizienz des Verbrennungsmotors um 15 Prozent steigert

Mit einem innovativen Konzept ist es der BMW Group Forschung und Technik gelungen, die grösste und heute noch ungenutzte Energiequelle im Auto anzuzapfen: Wärme. Bis zu 15 Prozent weniger Verbrauch bzw. 10 Kilowatt mehr Leistung erbrachte die Kombination des neuartigen Assistenzantriebes mit einem 1,8 Liter BMW Vierzylindermotor auf dem Prüfstand. Gleichzeitig wurden bis zu 20 Newtonmeter mehr Drehmoment gemessen. Dieses Plus an Leistung und Wirtschaftlichkeit gibt es zum Nulltarif: Weil die Energie ausschliesslich von der Abwärme in Abgas und Kühlwasser stammt, kostet sie keinen Tropfen Kraftstoff zusätzlich.

BMW Turbosteamer – Funktionsweise
BMW Turbosteamer – Funktionsweise
 

Der Turbosteamer, so der Projektname, basiert auf dem Prinzip der Dampfmaschine: In zwei Kreisläufen wird Flüssigkeit zu Dampf erhitzt, der einen Motor antreibt. Primärer Energielieferant ist der Hochtemperaturkreis, der über Wärmetauscher die Abgaswärme des Verbrennungsmotors als Energiequelle nutzt. Über 80 Prozent der im Abgas enthaltenen Wärmeenergie werden so zurückgewonnen. Der Dampf strömt danach direkt in eine Expansionsmaschine, die mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors gekoppelt ist. Die noch verbleibende Restwärme übernimmt grösstenteils der Kühlkreislauf des Motors, der als zweiter Energielieferant für den Turbosteamer genutzt wird. Mit dem neuartigen Assistenzantrieb klettert der Wirkungsgrad des kombinierten Antriebsystems nachweislich um bis zu 15 Prozent. "Der Turbosteamer verstärkt unsere Überzeugung, dass der Verbrennungsmotor eine in hohem Masse zukunftsfähige Technologie ist," sagt Professor Dr. Burkhard Göschel, Vorstand für Entwicklung und Einkauf der BMW AG.
Die Komponenten des Zusatzantriebes, dessen Entwicklung die Phase umfassender Prüfstandtests erreicht hat, sind von vorn herein so dimensioniert worden, dass sie in existente Modellreihen einbaufähig wären. So ergaben exemplarische Packageuntersuchungen, dass beispielsweise ein BMW der 3er Reihe ausreichend Platz bietet. Auch im Motorraum verfügt ein Vierzylindermodell noch über soviel Bauraum, dass die Expansionsmaschinen untergebracht werden könnten.
Die Weiterentwicklung des Konzeptes konzentriert sich zunächst auf die Verkleinerung und Vereinfachung der Komponenten. Langfristiges Entwicklungsziel ist ein serientaugliches System innerhalb von zehn Jahren.

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