26.07.2013, 14:30 Uhr | 0 |

Kraftstoffverbrauchswerte Zähes Ringen um realitätsnahe Verbrauchstests

Seit Jahren arbeiten Experten unter dem Dach der Vereinten Nationen an einem global harmonisierten Normzyklus zur Ermittlung realistischer Kraftstoffverbrauchswerte von Pkw. EU-Parlament und Europarat hatten sich auf die Einführung der Worldwide Harmonized Test Procedures (WLTP) im Jahr 2017 verständigt. Weil diese höhere Verbräuche erwarten lassen, wird um jeden Punkt gefeilscht. Insbesondere bei der Bewertung von Elektro- und Hybridfahrzeugen sind noch viele Fragen offen.

ADAC-Eco-Test
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Emissionen auf dem Prüfstand: In seinem Eco-Test prüft der ADAC Serienfahrzeuge inzwischen mit eigenen Messungen nach einer neuen Methode. 

Foto: ADAC

"Der neue Fahrzyklus soll Abgasemissionen und Kraftstoffverbrauch unter realistischen Fahrbedingungen ermitteln." Dieses Ziel gaben die Vereinten Nationen aus, als sie 2009 internationale Experten mit der Erarbeitung der Worldwide Harmonized Test Procedures (WLTP) betraute. Inzwischen ist der neue Normzyklus weit gediehen.

Zunächst ließ das Expertengremium Messfahrzeuge ausschwärmen, die über 765 000 km im Straßenverkehr Europas, Japans, Koreas, Indiens und der USA mitschwammen und dabei Geschwindigkeit, Motorkennwerte, Beschleunigung sowie GPS- und Topografiedaten aufzeichneten. Gut 460 000 km legten 166 Fahrzeuge in zehn europäischen Ländern zurück. Weitere 220 Fahrzeuge waren 310 000 km in den USA und den drei asiatischen Ländern unterwegs.

Erprobungs- und Korrekturschleifen

Die unter Realbedingungen ermittelten Werte sind Basis einer Referenzdatenbank, aus der Algorithmen einen ersten Worldwide Harmonized Test Cycle (WLTC) ableiteten. Nach einigen Erprobungs- und Korrekturschleifen ist ein Zyklus herausgekommen, der in vier Streckenabschnitte mit langsamer, mittlerer, schneller und sehr schneller Fahrt unterteilt ist. In jeder Phase des halbstündigen Zyklus gibt es einen exakt festgelegten Ablauf aus Beschleunigung, Verzögerung, konstanter Fahrt und Leerlaufphasen.

Bei langsamer Fahrt legen die Testfahrzeuge in exakt 589 s 3,09 km zurück. Im Schnitt fahren sie 18,9 km/h und erreichen 56,5 km/h Höchstgeschwindigkeit. Auch die Beschleunigung, und der zeitliche Dauer von Beschleunigen (28,4 %), Verzögern (31,1 %), konstantem Tempo (15,8 %) sowie Leerlaufphasen (24,7 %) sind in dem urbanen Szenario festgelegt. Der zweite Abschnitt mit mittlerem Tempo dauert 433 s. Hier liegt das Durchschnittstempo bei 39,5 km/h und die Spitze bei 76,6  km/h. Die Gewichte verschieben sich von kürzeren Leerlaufphasen zu mehr und schnellerer Beschleunigung. Letztere werden im 456 s langen schnellen Teil des Zyklus abermals gesteigert.

Um Unterschieden gerecht zu werden, gibt es drei Fahrzeugklassen

Im schnellen Teil sind die Testfahrzeuge mit durchschnittlich 56,7 km/h und 97,4 km/h Höchsttempo unterwegs. Der Leerlaufanteil sinkt auf 6,4 %. Beim schnellsten 323 s dauernden WTLC-Abschnitt sind 92 km/h Durchschnitts- und 131,3 km/h Höchstgeschwindigkeit gefordert. Während 37,2 % der Zeit steht Beschleunigung auf dem Programm, der Leerlaufanteil schmilzt auf 1,5 %.

Kombiniert über alle vier Teilzyklen legen die Fahrzeuge in 30 min 23,27 km zurück, fahren im Schnitt 46,5 km/h und beschleunigen während 31,9 % der Fahrt, während sie auf 30 % verzögern und ein Viertel der Zeit ihr Tempo halten. Der Leerlaufanteil ist dabei 12,6 %.

Weil die Fahrzeuge weltweit sehr unterschiedlich motorisiert sind, und sich auch in Größe und Gewicht deutlich unterscheiden, sieht das UN-Gremium eine Unterteilung in drei Fahrzeugklassen vor. Ihr liegt die Leistung-/Masse-Ratio zugrunde. Zur Klasse 1 zählen Fahrzeuge bis 22 W/kg, zu Klasse 2 jene zwischen 22 W/kg und 34 W/kg und zu Klasse 3 alle Modelle über 34 W/kg.

Klasse-1-Fahrzeuge müssen nur den langsamen und mittleren Teil des Zyklus absolvieren. Für Klasse 2 gelten reduzierte Geschwindigkeiten. Klasse 3 teilt sich in Fahrzeuge mit unter und über 120 km/h Höchstgeschwindigkeit. Die Differenzierung war nötig, weil schwach motorisierte Fahrzeuge bei Prüfstandversuchen Probleme hatten, die Toleranzen bei Beschleunigung und gefordertem Tempo einzuhalten.

Darum ist vorgesehen, Leistungsunterschiede innerhalb der Klassen zu berücksichtigen. Leistungsschwache Motoren mit geringerer Elastizität müssten im schnellsten Teil des WLTC tendenziell häufiger unter Volllast laufen – was mit höherem Verbrauch zu Buche schlägt. Gleiches gilt für die Zahl der Gänge und Schaltzeitpunkte von Schaltgetrieben. In beiden Fällen sucht das UN-Gremium flexible Lösungen, wobei den Algorithmen u.a. Motorleistung, Drehzahlen, Fahrzeuggewicht, Zahl der Gänge und auch die Fahrwiderstände zugrunde liegen.

Noch gibt es viele Ungereimtheiten und Korrekturwünsche

Neben dem Fahrzyklus erarbeitet eine weitere WLTP-Arbeitsgruppe die Feinheiten der Testprozedur. Das beginnt beim Temperaturbereich während der Messungen (aktuell: 4,58 °C bis 34,85 °C) und geht über die Auswahl und Vorbereitung der Testfahrzeuge bis in Details wie den Umgang mit beweglichen Spoilern, Reifentypen und deren Präparierung für die Messfahrten, die erlaubte Einfahrzeit der Fahrzeuge oder die Regeln für die Warmlaufphase vor dem Test. Auch Windgeschwindigkeiten während der Fahrt, Messverfahren und die Instrumentierung der Labors und Testfahrzeuge stehen dabei zur Debatte.

Nicht zuletzt versuchen die Experten, Einflüsse verschiedener fossiler und pflanzlicher Flüssigkraftstoffe und Gase zu berücksichtigen und den Verbrauch von Elektroautos und unterschiedlichen Hybrid-Konfigurationen realitätsnah zu ermitteln. Gerade Letzteres ist ein sehr komplexes Unterfangen. Aus den Dokumenten der Arbeitsgruppen geht hervor, dass die Autohersteller um jeden Punkt feilschen.

Die Zusammenfassung des aktuellen Zwischenstandes umfasst 285 Seiten, Unmengen Korrekturwünsche und Dutzende offene Fragen. Bleibt das Gremium bei seinem Terminplan, werden im November 2013 alle Unklarheiten ausgeräumt sein.

Höhere Verbräuche abzusehen

Schon jetzt ist abzusehen, dass der neue, realitätsnahe Normzyklus höhere Verbräuche zu Tage fördern wird als der bisher geltende NEFZ. Experten erwarten einen Anstieg um 10 % bis 15 %. Für die Hersteller, die sich auf 95 g/km eingestellt haben, liefe das nach ihrer bisherigen Rechnung nach NEFZ auf CO2-Flottenwerte zwischen 80 g/km und 85 g/km hinaus.

Um das trotz ihrer Limousinen und SUV zu schaffen, müssten die deutschen Hersteller alle Register ziehen. Schon für den Zielwert von 95 g/km gemäß NEFZ sieht etwa Bosch in der Oberklasse keine Alternative zu einer starken effizienten Elektrifizierung. "Allein mit motorischen Maßnahmen ist das in diesem Segment nicht zu schaffen", sagte Rolf Bulander, Bosch-Bereichsleiter Gasoline Systems, kürzlich vor internationaler Presse. Darum sehe er die Zukunft der Oberklasse vor allem in Plug-in-Hybriden. 

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Von Peter Trechow | Präsentiert von VDI Logo
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