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Fahrzeugtechnik - Grundlagen der Motorentechnik, Bauformen

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Fahrzeugtechnik

Grundlagen der Motorentechnik, Bauformen

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Trotz der zunehmenden Elektromobilität ist nach wie vor in den meisten Fahrzeugen ein Verbrennungsmotor verbaut, der über Getriebe und Wellen die Räder des Fahrzeugs antreibt. Innerhalb eines Motors wird chemisch gebundene Energie in Form von Treibstoff zugeführt und dann innerhalb eines Arbeitsprozesses mit Verbrennung in mechanische Arbeit und Wärme umgesetzt. Die mechanische Energie wird dabei an die Kurbelwelle übertragen.

Die notwendige Drehzahl ergibt sich aus der gewünschten Geschwindigkeit. Somit ist die Leistung des Motors besonders von der Drehzahl abhängig, weshalb ein Drehzahlwandler/Drehmomentwandler erforderlich ist. Letzterer erlaubt eine Fahrt in allen Geschwindigkeitsbereichen. 

Merke

Hier klicken zum Ausklappen Innerhalb Europas finden sich in Fahrzeugen überwiegend mechanisch zu schaltende Stufengetriebe (inkl. mechanischer Reibkupplung), wohingegen in amerikanischen Fahrzeugen überwiegend automatisch schaltende Stufengetriebe (inkl. hydrodynamischem Wandler) gebaut sind.

In neueren Fahrzeugen werden vorzugsweise stufenlose Getriebe verbaut. 

Für den Einbau eines Motors und der Antriebselemente existieren unterschiedliche Konzepte, die wir nachfolgend aufgeführt haben:

Frontantrieb

Der Motor und der  Drehzahlwandler/Drehmomentwandler sind vorn im Fahrzeug verbaut und treiben die Vorderachse an. Der Einbau des Motors kann in Längsrichtung vor oder hinter der Achse angeordnet oder in Querrichtung realisiert werden.

Merke

Hier klicken zum Ausklappen

Die Kraftübertragung des Motors auf die angetriebenen Räder ist bei Frontantrieb beim Lenken des Fahrzeugs spürbar

Frontantrieb
Frontantrieb

Standardantrieb

Beim Standardantrieb sind Motor und Drehzahlwandler/Drehmomentwandler vorn in Längsrichtung eingebaut und treiben die Hinterachse an. 

Standardantrieb
Standardantrieb

Allradantrieb

Bei dieser Variante sind Motor und Drehzahlwandler/Drehmomentwandler vorn im Fahrzeug verbaut und beide Achsen werden angetrieben. Diese Bauweise erlaubt eine verbesserte dynamische Achslastverteilung beim Beschleunigen. 

Merke

Hier klicken zum Ausklappen Beim Allradantrieb nimmt der Antriebsstrang mehr Raum ein und hat größere Leistungsverluste, wodurch die Fahrleistung bei gleicher Motorleistung abnimmt. Gleichzeitig nimmt der Kraftstoffverbrauch zu. 
Allradantrieb
Allradantrieb

Video: Grundlagen der Motorentechnik, Bauformen

 

Video: Grundlagen der Motorentechnik, Bauformen

 

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Video: Grundlagen der Motorentechnik, Bauformen

 

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Heckantrieb

Wie es der Name bereits verrät, befinden sich hier Motor und Drehzahlwandler/Drehmomentwandler hinter der Hinterachse. In einigen Fällen ist der Drehzahlwandler/Drehmomentwandler auch auf Höhe der Hinterachse verbaut. 

Heckantrieb
Heckantrieb

Mittelmotorkonzept

Der Motor ist vor der Hinterachse in Längs- oder Querrichtung verbaut. Drehzahlwandler/Drehmomentwandler befindet sich vor oder im Bereich der Hinterachse. Angetrieben wird die Hinterachse.

Merke

Hier klicken zum Ausklappen Beim Mittelmotorantrieb ist der Motor nur schwer zugänglich und Wartungsarbeiten sehr zeit- und kostenintensiv.
Mittelmotorantrieb
Mittelmotorantrieb

Transaxle-Konzept

Der Motor wird vorne in Längsrichtung eingebaut und Drehzahlwandler/Drehmomentwandler im Bereich der Hinterachse. Die angetriebene Achse ist die Hinterachse. 

Merke

Hier klicken zum Ausklappen Beim Transaxle-Antrieb läuft die Transaxle-Welle synchron zur Motordrehzahl. Dies kann bei falscher Lagerung der Welle zu störenden Schwingungen im 1. und 2. Gang führen. 
Transaxle-Antrieb
Transaxle-Antrieb

Konzeptkorrekturen

Die Position von Motor und Getriebe haben Auswirkungen auf die Raumausnutzung sowie auf die Schwerpunktlage und das Trägheitsmoment um die Fahrzeughochachse. 

Jedes Konzept hat neben den unterschiedlichen Einbaulagen weitere Eigenarten, die wir bereits oben kurz aufgeführt haben. Durch kontruktive Maßnahmen und Anpassungen des Packings lassen sich aber diese Probleme weitestgehend eliminieren.