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Fahrzeugtechnik - Fortschritte in der Fahrzeugtechnik

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Fahrzeugtechnik

Fortschritte in der Fahrzeugtechnik

Konzept-Auto, Innenraum
Innenraum eines Konzept-Fahrzeugs

 

Über die Jahre hinweg haben sich Fahrzeuge hinsichtlich Kriterien wie Langlebigkeit (Korrosionseigenschaften), Ergonomie, Komfort, Position und Betätigung von Bedienelementen, Schwingungsverhalten und Geräuschniveau im Fahrzeuginneren kontinuierlich verbessert. Dieser Trend hält bis heute an.

Karosserie

Besonders die Karosserie eines Fahrzeugs hat einen Hauptanteil in Bezug auf die Verbesserungen erfahren. Hier konnten die Entwickler annähernd eine optimale Ausnutzung des Fahrgastraumes erzielen.

Merke

Hier klicken zum Ausklappen Gerade in jüngster Zeit, wo Elektromotoren inklusive großer Batteriemodule für Fahrzeuge entwickelt werden, müssen Entwickler erneut Anpassungen an den gängigen Karosseriemodellen vornehmen.

Kraftstoffverbrauch

Eine weitere wichtige Optimierung betrifft den Kraftstoffverbrauch. Hier konnten die durchschnittlichen Werte um bis zu $ 35\,\% $ in den vergangenen 30 Jahren reduziert werden. Wenn man dabei bedenkt, dass das Fahrzeuggewicht in den letzten Jahren um bis zu $ 300\, kg $ gestiegen ist, lässt sich bedenkenlos von einem Erfolg der unternommenen Innovationen sprechen.

Luftwiderstand und Rollwiderstand

Im direkten Zusammenhang mit dem Kraftstoffverbrauch steht die Formgebung eines Fahrzeugs und dabei die Reduzierung des Luftwiderstandes. Letzterer konnte in den vergangenen 50 Jahren um bis zu $ 40\,\% $ auf einen Luftwiderstandsbeiwert von $ c_w = 0,3\, $ gesenkt werden. In diesem direkten Zusammenhang steht auch die Luftwiderstandsfläche, die bei heutigen Fahrzeugen unterhalb von $ 0,6\,m^2 $ liegt. Obwohl der momentane Designtrend dahin geht, dass sich die Querschnittsfläche wieder vergrößert (also kürzer, breiter, höher), konnte der Luftwiderstand und damit der Fahrwiderstand kontinuierlich reduziert werden.

Merke

Hier klicken zum Ausklappen Wenn man bedenkt, dass der Luftwiderstand bei einem Mittelklasseauto bis zu $ 40\,\% $ des Kraftstoffverbrauchs ausmacht, ist es verständlich, dass die Bestrebungen weiterhin auf eine Reduzierung des Luftwiderstandes abzielen.

Ein weiterer Einflussfaktor für den Kraftstoffverbrauch ist der Rollwiderstand, welcher auch durch neue Reifengenerationen mit Silikatelementen reduziert werden konnte.

Merke

Hier klicken zum Ausklappen Im Vergleich zu Werten aus dem Jahr 1960 mit $ f_r = 0,02\, $ liegt der Rollwiderstandsbeiwert heute bei $ f_r = 0,008 $. Dies entspricht einer Reduzierung von ca. $ 40\,\% $. 

Andere Bauteile, wie Lager, Gelenke oder Antriebswellen, die den Rollwiderstand beeinflussen, werden selbstverständlich auch einer fortwährenden Optimierung unterzogen.

Antriebsaggregate:

Den wichtigsten Beitrag zur Verbrauchsreduzierung und zur Steigerung des Komforts haben die Antriebsaggregate geleistet. Hierbei unterscheiden wir zwischen Ottomotoren und Dieselmotoren.

Elemente und Innovationen, die eine Optimierung bewirkt haben:

Ottomotoren:
  • kontaktfreie Zündung
  • Mehrventiler
  • Direkteinspritzung
  • bedarfsgesteuerte Kraftstoffpumpe
  • Kühlkreislaufoptimierung
  • Multipoint-Einspritzung
  • mechanische Aufladung zur Drehmoment- oder Leistungssteigerung
Dieselmotoren:
  • Direkteinspritzung mit variabler Aufladung zu Drehmoment-und Leistungssteigerung
  • CommonRail und Pumpe mit ein Spritzdrücken von bis zu 1600 bar
  • inklusive Voreinspritzung zur Geräusch-und Emissionsminderung
  • Piezoelektrische Einspritzung

Neben den Motoren wurden auch die Getriebe bezüglich Drehmomentübertragung pro Getriebegewicht wesentlich verbessert. Bei Schaltgetrieben führte dies zu 6-Gang-Getrieben und bei Automatikgetrieben zu 8-Gang-Getrieben. In beiden Fällen konnten erhebliche Verbrauchseinsparung realisiert werden.
Auch die Einführung der Stopp-Start-Systeme in Fahrzeugen konnte eine zusätzliche Verbrauchsreduzierung bewirken.