Continental Piezo-Einspritzsystem erhält Innovationspreis für Klima und Umwelt 2010

Das Bundesumweltministerium und der Bundesverband der Deutschen Industrie zeichnen den direkt angetriebenen Dieselinjektor in der Kategorie „Umweltfreundliche Technologien“ aus.

Weniger Kraftstoffverbrauch und saubere Abgase ohne zusätzliche Abgasbehandlungstechnik: Für eine neuartige Diesel-Einspritztechnologie wurde Continental mit dem Innovationspreis für Klima und Umwelt (IKU) ausgezeichnet, der in diesem Jahr zum zweiten Mal gemeinsam von Bundesumweltministerium und Bundesverband der Deutschen Industrie (BDI) vergeben wurde. Der Piezo-Injektor, bei dem die Düsennadel direkt und ohne hydraulische Unterstützung angetrieben wird, kann die Einspritzung noch exakter kontrollieren. „Dadurch ist eine signifikante Senkung des Kraftstoffverbrauchs von bis zu 5 Prozent möglich. Trotz der Kraftstoffverbrauchssenkung lässt sich Leistung, Drehmoment und Fahrkomfort weiter steigern“, sagt Dr. Detlev Schöppe, Entwicklungsleiter bei Business Unit Engine Systems in der Continental Division Powertrain bei der Übergabe des Preises in Berlin. „Erstmals in Serie eingesetzt wird das neue System für einen großen Automobilhersteller von 2013 an.“ Vergeben wurde der Preis in insgesamt fünf Kategorien von einer Jury unter Vorsitz des Bundesumweltministers Dr. Norbert Röttgen. Vorausgegangen war eine Bewertung der eingereichten Innovationen durch das Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung in Karlsruhe. „Mit dem Preis wollen das Bundesumweltministerium und der BDI herausragende Leistungen in diesem Bereich hervorheben und so das Engagement der deutschen Industrie beim Klima-, Umwelt- und Ressourcenschutz würdigen“, sagt Bundesumweltminister Dr. Norbert Röttgen. „Die heute verliehenen Preise zeigen die Innovationskraft, die von Wirtschaft und Forschung ausgehen, um den Klima- und Umweltschutz zu stärken“, ergänzt Dr. Werner Schnappauf, Hauptgeschäftsführer des BDI.

„Bei dem Injektor der neuen Generation handelt es sich um eine Weiterentwicklung der Piezo-Technologie “, erläutert Dr. Gerd Schmutzler, Programm Manager für direktangetriebene Piezo Common Rail Injektoren, die nun ausgezeichnete Einspritztechnik. Piezo-Injektoren werden seit rund zehn Jahren in Pkw eingesetzt. Der Aktuator, der aus mehr als 700 hauchdünnen keramischen Schichten besteht, steuert direkt die Düsennadel in der Einspritzdüse. Diese Aufgabe leistet er innerhalb von µs. Der Injektor ermöglicht somit eine Vielfacheinspritzung. Bislang betätigt der Aktuator die Nadel über eine hydraulische Übersetzung, im neuen Konzept wirkt er direkt auf die Düsennadel. Durch den innovativen Antrieb der Düsennadel kann diese noch schneller und präziser angesteuert werden und somit den so genannten Einspritzverlauf flexibel formen, also die Menge des eingespritzten Kraftstoffs sehr genau an die aktuell geforderte Motorleistung und den Verbrennungsprozess im Zylinder anpassen. Der Piezo-Aktuator dient dabei gleichzeitig als Sensor, da er die exakte Position der Düsennadel an das elektronische Steuergerät zurückmeldet. Auf diese Weise entsteht zum ersten Mal ein geschlossener Regelkreis.

„Mit der kontinuierlichen Einspritzraten-Verlaufsformung kann die Vorverbrennung fließend in die Hauptverbrennung übergehen. Das bringt Vorteile beim Partikelausstoß, der wiederum in Vorteile beim NOx-Ausstoß umgemünzt werden kann. Außerdem sinken sowohl das Verbrennungs- als auch das Injektorgeräusch“, beschreibt Schmutzler die Vorteile des geschlossenen Regelsystems.

In Testzyklen im Rahmen der Entwicklung sank nicht nur der Kraftstoffverbrauch der eingesetzten Fahrzeuge, die mit ansonsten serienmäßiger Motorentechnik nach Euro 5-Norm ausgerüstet waren, um Werte bis zu 5 Prozent - allein dies ist eine nachhaltige Entlastung der Umwelt von CO2-Emissionen und auf die Haltedauer eines durchschnittlichen Autos hochgerechnet eine Kostenersparnis von mehreren hundert Euro an der Tankstelle. „Bei gleicher Leistung erlebt der Fahrer auch den Motor spürbar leiser und sparsamer“, betont Gerd Schmutzler. „Außerdem eröffnet das innovative Einspritzsystem die Möglichkeit, bei gewissen Fahrzeugklassen teuere Abgasnachbehandlungen zu vermeiden“, sagt Schmutzler. So können bei Fahrzeugen der Mittelklasse mit höherem Gewicht die Vorgaben, der ab 2014 verbindlichen Euro-6-Abgasnorm, ohne Stickoxid-Nachbehandlung erfüllt werden.

Der mit insgesamt 125.000 Euro dotierte Innovationspreis Klima und Umwelt wird seit dem vergangenen Jahr vom Bundesumweltministerium und dem Bundesverband der Deutschen Industrie verliehen. Gesucht werden Technologien, Techniken, Verfahren und Prozesse sowie Produkte, Dienstleistungen und Geschäftsmodelle, die Klima und Umwelt schützen sowie zu Beschäftigung und Wachstum in Deutschland beitragen. Ziel ist es, industriell verwertbare Innovationen in fünf Kategorien zu prämieren. Die fünf Wettbewerbskategorien sind: Prozessinnovationen für den Klimaschutz, Produkt- und Dienstleistungsinnovationen für den Klimaschutz, Umweltfreundliche Technologien, Umweltfreundliche Produkte und Dienstleistungen Technologietransfer.