Autorevue » Technik Ratgeber

Elektrische Lenkung

Rudolf Skarics — Tue, 25 May 2010 10:04:26 +0000

Immer öfter wird anstatt der hydraulischen Servolenkung eine elektrische verwendet. Damit spart man zwischen 0,2 und 0,3 Liter Sprit auf 100 km. Und zwar deshalb, weil sie nur dann Energie verbraucht, wenn tatsächlich gelenkt wird, während bei einer hydraulischen Servolenkung konstant Druck bereit gehalten werden muss. Die Idee von der elektrischen Servolenkung ist schon sehr alt, bei der Entwicklung bis zum heutigen Stand der Technik waren jedoch einige Hürden zu überwinden. Die jüngere Geschichte der elektrischen Servolenkung begann vor ungefähr zehn Jahren, als der Zahnradspezialist ZF gemeinsam mit dem Elektronik-Experten Bosch beschlossen, eine eigene Firma zur Entwicklung einer elektrischen Lenkung zu gründen. Ursprünglich stellte die Geräuschentwicklung des Schneckengetriebes das größte Problem dar, aber auch die Rückmeldung von der Fahrbahn war schlecht. Außerdem war es lange Zeit nicht möglich, die hohen Lenkkräfte von großen Pkws oder gar Transportern zu bewältigen. Diese Probleme sind mittlerweile alle gelöst, ZF ist bereits mit der dritten Generation seiner Servolectric am Markt, die etwa im jüngsten VW Golf serienmäßig eingebaut ist. Die Spritersparnis ist der eine Punkt, aber auch die Verknüpfbarkeit mit elektronischen Steuerungselementen wird gerne als Vorzug genannt. so lassen sich Sicherheitseinrichtungen (so kann etwa eine elektrische Lenkung Fahrbahnunebenheiten oder Seitenwind automatisch ausgleichen) und Assistenzsysteme wie die Einparkautomatik leichter verwirklichen.

Energie aus dem Abgas

Rudolf Skarics — Thu, 25 Mar 2010 16:19:10 +0000

Auf der Suche nach den vielen undichten Stellen in der Energiebilanz eines Autos fällt vor allem eines auf:
Der weitaus größte Energieverlust bei der Verbrennung im Ottomotor passiert über das Abgas. Dort geht mehr Energie verloren, als letztendlich für die Räder zum Antrieb übrig bleibt. Die effektive nutzbare Leistung wird mit etwa 22 Prozent angegeben. 35,3 Prozent werden hingegen bereits über den Abgasstrang in Form von Hitze verschenkt. 30 Prozent der Energie strahlt der Motor schon vorher an die Umgebung ab. So erscheint es doch sehr verlockend, dem heißen Abgas Energie abzutrotzen. Und dafür gibt es auch eine Möglichkeit: Den thermoelektrischen Generator. BMW hat so etwas schon vorgestellt. Doch die Ergebnisse sind doch einigermaßen ernüchternd. Aus der Abgaswärme wird Strom gewonnen, mittels Thermovoltaik. Das Ding ist relativ groß (Volumen ca. 20 Liter) und schwer und muss am Wagenboden in den Abgasstrang integriert werden. Der Wirkungsgrad dieser Technologie liegt immerhin bei 17 %, was nach Adam Riese eine Verbesserung des Gesamtwirkungsgrades um 6 % bringt, was aber wiederum zu hoch gegriffen ist, weil der Strom ja auch noch gespeichert werden muss. Bleiben also ehrliche drei Prozent Einsparung beim Verbrauch. Dafür erscheint der technische und finanzielle Aufwand dann doch recht hoch.

Range Extender

Rudolf Skarics — Thu, 25 Mar 2010 16:13:30 +0000

Der Range Extender ist ein kleiner Benzinmotor, der die Batterie nachlädt, wenn der Stromvorrat in der Batterie zu Ende geht. Der Unterschied zu einem herkömmlichen Hybridauto ist, dass es hier keine direkte Verbindung vom Verbrennungsmotor zu den Antriebsrädern gibt. Das spart Gewicht und technischen Aufwand, denn auch ein kompliziertes Schaltgetriebe mit fünf oder sechs Gängen entfällt damit. Dieses Konzept ist gar nicht neu, denn dieselelektrische Lokomotiven arbeiten genauso nach diesem Prinzip wie etwa große Muldenkipper in Bergwerken. Es wird hier deshalb angewendet, weil die Antriebsmomente für herkömmliche Antriebsachsen zu groß wären. Der Range Extender hat aber auch einen signifikanten Nachteil. Der Wirkungsgrad ist bei direktem Antrieb durch den Verbrennungsmotor auf jeden Fall besser als bei einem Umweg, indem man zuerst Strom generiert, um eine Batterie zu laden. Das gilt natürlich auch für die Lösung eines Elektroautos mit Range Extender. Diese Autos sind nur so lange umweltfreundlich und kostensparend unterwegs, so lange sie mit Strom aus der Steckdose auskommen. Tritt der Range Extender in Aktion, ist mit einem höheren Benzinverbrauch zu rechnen als bei einem vergleichbaren ganz normalen Pkw.

Cycle Beating

Rudolf Skarics — Thu, 25 Mar 2010 16:07:23 +0000

Jedes Gesetz impliziert auch gleich den Gesetzesbruch. Nicht anders war es bei Einführung von Abgasgrenzwerten. Schon vor der Katalysatorzeit wurde mitunter getrickst, um mit alten Motoren doch noch einmal neue Grenzwerte zu schaffen. Wenn die Manipulation der Messung allzu dreist ausfiel, nannte man das Cycle Beating. Heute schwören natürlich Motoreningenieure und Wissenschaftler, dass es illegale Machenschaften mit Fahrzeugen auf dem Prüfstand schon lange nicht mehr gäbe. Auffällig ist aber, dass viele Autohersteller seit der massiven Klimadiskussion, den normgemäßen CO2-Ausstoß – damit auch den Verbrauch – drastisch absenken konnten, ohne an den Fahrzeugen substanziell viel zu verändern. Selbstverständlich lassen sich durch subtile Abstimmungsarbeit am Prüfstand noch kleine Fortschritte erreichen, ohne dass dies gleich illegal wäre. Die wichtigste Maßnahme ist aber fast immer die gleiche: Verlängerung der Achsübersetzung. Das stört zwar ein wenig die Dynamik des Fahrzeugs, bringt aber einiges im Verbrauch, jedenfalls auf dem Prüfstand. Als Fahrer im wahren Leben kann man den Vorteil der längeren Achsübersetzung aber schnell verlieren, indem man die Gänge weiter ausdreht, um dem Auto wieder das gewohnte Temperament abzuringen. In so einem Fall geht bloß die Schere zwischen Normverbrauch und tatsächlichem Verbrauch weiter auseinander.

Runter mit dem Gewicht

Rudolf Skarics — Thu, 25 Mar 2010 16:02:05 +0000

Eine Aluminiumkarosserie kann eine gute Lösung sein, um das Fahrzeuggewicht zu verringern und damit auch den Verbrauch. Audi hat dies durchaus mit Erfolg bei seiner Oberklasselimousine A8 aufgezeigt, aber auch der A2 hatte eine Aluminium-Karosserie. Allerdings: Hier zeigten sich schon deutlich die Grenzen: Er geriet wegen des wertvollen Werkstoffs ganz einfach zu teuer, das Interesse hielt sich deshalb in Grenzen. Die Produktion wurde eingestellt. Ein weiterer Punkt ist der enorme Energiebedarf bei der Erschmelzung von Aluminium aus Bauxit. Er ist sechseinhalb mal so hoch gegenüber Stahl aus Eisenerz. Bei Verwendung von Recycling-Aluminium wäre die Situation um ein Vielfaches günstiger. Das käme aber erst dann in Frage, wenn schon sehr viele Alu-Autos in den Recycling-Prozess kämen. Das ist aber wegen der Kostensituation kaum möglich. Deshalb verfolgen fast alle Autohersteller eine andere Strategie. Sie verwenden für jedes Bauteil den dafür kosten- und festigkeitsmäßig optimalen Werkstoff. Außerdem haben die Stahlhersteller enorm aufgeholt und bieten heute für einige Einsatzbereiche Stahlbleche an, die bei gleicher Festigkeit sogar leichter als Alu sind und vor allem weniger Bauraum benötigen, weil Alu aufgrund der geringern Festigkeit dicker dimensioniert werden muss. Durch das Laser-Schweißen ist es möglich geworden, auch größere Karosserieflächen mit unterschiedlichen Wandstärken in einem Stück zu pressen. Manche Teile können auch in Kunststoff leichter und billiger ausgeführt werden. Trotzdem ist Aluminium aus dem Automobilbau nicht mehr wegzudenken. Der Anteil steigt, aber in kleinen Stufen. In Premium-Fahrzeugen wird es überwiegend beim Fahrwerk angewendet. Beim Motor findet man Alu quer durch alle Klassen. Selbst Kleinwagen werden heute sehr oft bereits serienmäßig mit Alufelgen ausgestattet. Hier vor allem aus optischen Gründen, denn legt man so ein Rad auf die Waage, ist es samt dem Reifen kaum leichter als eines mit herkömmlicher Stahlfelge.