A&T 10/2019

10 | OKTOBER 2019

www.auto-wirtschaft.ch NEWS Techniktrends Rezension Kraftfahrtechnisches Taschenbuch

Jetzt ist der beste Zeitpunkt, Ihre «Alte» gegen eine einzigartig attraktive «Neue» einzutauschen.

FACHWISSEN Wankstabilisierung Durch die Steuerung der Stabilisatoren werden Fahrzeuge komfortabler und sicherer.

Dabei werden passive, schaltbare und aktive Systeme unterschieden.

WaveTech – Bürsten Fotozellen-Barriere Roto-Düsen

TECHNIK Zukunft des Dieselmotors Moderne Selbstzünder verfügen über motornahe Abgasnach­ behand­lungssysteme, um die Euro-6d-(Temp)-Emissionsgrenzen zu unterbieten.

E-Maschinen und kompletter Plug-in-Hybridantrieb Systeme von Schaeffler und Mahle: Nicht nur die Hersteller, auch Automobilzulieferer arbeiten an der Elektrifizierung der Mobilität.

6-Gang-Handschaltgetriebe MQ281 Um auch beim Schaltgetriebe die Antriebsstrangeffizienz zu optimieren, hat der VW-Konzern ein neues Handschaltgetriebe entwickelt.

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Automatisiertes Parkieren In einem Parkhausteil des Mercedes-Benz-Museums in ­Stuttgart wird das fahrerlose Parken für Besucher demonstriert.

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TOYOTA

KLEINWAGENPLATTFORM GA-B: NEUE DESIGNFREIHEITEN

Bild: Toyota

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it den neuen Platt­formen GA-C (Kompaktwagen) und GA-K (grössere Mo­ delle) unter dem Dach der Toyota New Global Architecture (TNGA) haben Fahrkomfort, Handling und Design der jüngsten ToyotaModelle einen grossen Schritt nach vorne gemacht. Die Japaner haben nun die neue GA-B-Plattform für das Kleinwagensegment präsentiert, bei der fortschrittliche Verbindungs­ techniken im Unterboden für eine hohe Steifigkeit bei gleichzeitiger Berücksichtigung von Gewicht und Kosten sorgen. Die Radaufhängung vorn mit MacPherson-Federbeinen umfasst reibungsarme Dämpfer und verschiedene Federarten. Die Hinter­ achse lässt sich je nach Fahrzeugart und -charakter als Verbundlenker oder als Mehrlenker ausführen.

Toyotas neue Plattform GA-B für Kleinwagen wurde unter einem modularen Ansatz für unterschiedliche Radstände und Spurweiten entwickelt.

Der Fahrersitz rückt mit der GA-BPlattform nach unten und hinten in Richtung Fahrzeugmitte. Innen wird dank des cleveren Packagings ein grosszügiges Platzangebot ermög­ licht. Zur TNGA-Philosophie gehört es, das Fahrzeugdesign in Schlüssel­ bereichen zu vereinfachen. Dadurch können die Designer jedem Modell der GA-B-Plattform einen optisch eigenständigen Charakter verlei­ hen. Die optische Anziehungskraft künftiger Kleinwagenmodelle wird durch die weit in den Plattformecken platzierten Räder und die extrem kurzen Überhänge verstärkt. Der lange Radstand und die intelligente Anordnung der Fahrzeugkomponen­ ten stellen zugleich sicher, dass das Raumangebot trotz der kompakten Aussenabmessungen nicht beein­ trächtigt wird. (pd/sag)

MICHELIN

M

ichelin hat an der New Mobility World im Rahmen der IAA den luftlosen Konzeptreifen Uptis (Unique Puncture-proof Tire System) als Europapremiere vor­ gestellt. Dabei soll es nicht beim Konzept bleiben, wie der Reifenher­ steller betont: Der Marktstart wird für 2024 in Aussicht gestellt. Die einzigartige Rad-Reifen-Kombination Michelin Uptis besteht aus einer fest verbundenen Einheit aus Aluminium, Kompositmaterialien und Gummilauffläche. Die leichte Aluminiumfelge ist über flexible Kunststoffspeichen untrennbar mit der profilierten Lauffläche verbunden. Die widerstandsfähigen Speichen sorgen für ausgezeichnete Tragfähigkeit und wirken schwin­ gungsdämpfend im Fahrbetrieb.

Bild: Michelin

SERIENNAHER LUFTLOSER KONZEPTREIFEN UPTIS

Das Unique Puncture-proof Tire System Uptis ist bereits im Praxiseinsatz und noch dieses Jahr sollen erste Versuche im öffentlichen Strassenverkehr erfolgen.

Ak

t

Da der Uptis völlig ohne Luft­ druck auskommt, ist er pannensi­ cherer als konventionelle Reifen und bietet dadurch ein besonders hohes Mass an Mobilität und Zu­ verlässigkeit. Nach der schnellen und einfachen Montage ist zudem keine weitere Luftdruckkontrolle not­ wendig, was den Reifen praktisch wartungsfrei macht. Der Michelin Uptis ist ebenso belastbar wie ein Luftreifen, widersteht jedoch durch die angewendeten Technologien und hochelastischen Materialien prob­ lemlos Anprall- und Stichverletzun­ gen. Der Reifenhersteller betont, dass der Uptis trotz des völlig neu­ artigen Konzepts nicht nur energie­ effizient sei, sondern auch über die ausgezeichneten Eigenschaften der herkömmlichen Michelin-Premium­ reifen verfüge. (pd/sag)

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REZENSION

KRAFTFAHRTECHNISCHES TASCHENBUCH – 29. AUFLAGE Neben den vielen fachspezifischen Handbüchern, welche vom Springer-Vieweg-Verlag herausgegeben werden und sich sehr detailliert mit einem Thema oder einem Fachgebiet b­ eschäftigen, füllt das «Kraftfahrtechnische Taschenbuch» nach wie vor eine Nische, indem es das «ganze Auto» behandelt.

D

as in der Schweiz seit jeher als «Bosch-Büchlein» be­zeichnete Werk hat vor fünf Jahren mit der 28. Auflage und der damals eingeführten Format­ vergrösserung den Taschenbuchsta­ tus eigentlich verloren und ist seither sicher auch kein «Büchlein» mehr.

Das KraftfahrtechnischeTaschenbuch stellt heute ein ausgewachsenes und umfassendes automobiltechnisches Fachbuch dar. Der Fachbucheinband wurde in den letzten 50 Jahren im­ mer im boscheigenen Blau gehalten.

In der neuen, 29. Auflage steht im Vorwort, dass das Kraftfahrtechni­ sche Taschenbuch in die Buchreihe «Bosch Fachinformation Automobil» eingereiht werde. «Daraus ergibt sich eine gravierende Anpassung des Buchumschlags – das Kraftfahr­ technische Taschenbuch erscheint nun nicht mehr im standardmäs­ sigen Blau, das Erscheinungsbild entspricht nun dem der anderen Bücher aus dem Verlagsprogramm.»

Das stimmt zwar im Moment noch nicht, die Aussage darf aber wohl als Ankündigung für die 30. Auflage angesehen werden. Schön wäre es, wenn der Verlag sich entschliessen könnte, aus dem Werk wieder eine Taschenbuchausgabe herauszudes­ tillieren, welche nur etwa halb so umfangreich wäre.

Das heutige Buch umfasst 24 Ka­ pitel und 1780 Seiten, davon sind 12 Seiten mit Abkürzungserklärungen und fast 90 Seiten mit dem Stich­ wortverzeichnis bedruckt. Damit wird das Buch zu einem beeindruckenden Nachschlagewerk. Auf den ersten 500 Seiten sind die Basiskenntnisse wie z. B. Mathematik, Werkstoffe,

Maschinenelemente, Betriebsstoffe oder die Verbindungstechnik unter­ gebracht. Dem Motor und dem Antriebsstrang stehen die folgenden 400 Seiten zur Verfügung. 300 Seiten sind dem Fahrwerk, dem Fahrzeug­ aufbau und der Fahrzeugsicherheit gewidmet. Ebenfalls ca. 300 Seiten beansprucht die Fahrzeugelektrik und -elektronik. Mit den abschliessenden Kapiteln Komfort, Benutzerschnitt­ stellen, Telematik, Multimedia und Fahrerassistenzsysteme schliesst das Buch.

Alternative Antriebe Die Alternativen zum konventio­ nellen Antrieb und Antriebsstrang sind in den entsprechenden Buchab­ schnitten untergebracht. So finden sich die Kapitel zum alternativen Ottomotorbetrieb (Flüssiggas-, Erd­gas- und Alkoholbetrieb) im Kapitel Verbrennungsmotor. Die Hybridan­ triebe werden in den Abschnitten Antriebsstrukturen, Steuerung, Re­ generatives Bremsen und Boosten grundlegend behandelt. Dabei wird auch die 48-Volt-Technologie mit den unterschiedlichen Topologien beschrieben und die unterschied­ lichen Schaltungsarten werden einander gegenübergestellt. Bei den E-Maschinen-Konzepten werden die Eigenschaften der permanent er­ regten Synchronmaschine und der Asynchronmaschine miteinander verglichen. Anforderungen, Funk­ tionen, Wirkungsgradverluste und Kühlungsvarianten der verschiede­ nen Drehstrommaschinen werden im Kapitel «Elektrische Maschinen als Kfz-Fahrantrieb» beschrieben.

Als Abschluss ist ein Kapitel über die

Brennstoffzelle angehängt. Zusam­ men werden diese Alternativantriebe logischerweise dem grossen Kapitel Motor und Antriebsstrang zugeord­ net. Im Kapitel Autoelektrik werden die E-Maschinen grundlegend und von der Wechselstromtechnik her untersucht.

Automatisiertes oder autonomes Fahren Die Fahrerassistenzsysteme wurden gegenüber dem gleichnamigen Kapi­ tel der 28. Auflage überarbeitet aber nicht wesentlich ergänzt. Auch zum automatisierten Fahren werden noch keine wesentlichen Neuerungen vor­ gestellt, und das autonome Fahren wird als Fernziel dargestellt.

Die Bilder, welche früher aus­ schliesslich in hoher Strichzeich­ nungsqualität daherkamen, sind zu

einem kleinenTeil als Schwarz-WeissDarstellungen von CAD-Zeichnungen oder -Fotos abgedruckt und deshalb nicht mehr so eindeutig lesbar wie die «alten Zeichnungen».

Textlich kommt die 29. Auflage des Kraftfahrtechnischen Taschenbuchs technisch präzise und professionell daher. Sicher gehört das Buch auf den Schreibtisch jedes Automobilspe­ zialisten, welcher sich über gewisse Zusammenhänge einen Überblick verschaffen möchte. (ale) Kraftfahrtechnisches Taschenbuch Herausgeber: Robert Bosch GmbH 29. Auflage Springer Vieweg ISBN 978-3-658-23583-3 Preis in der Schweiz: ca. Fr. 65.–

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Hinterachse wird Rollachse genannt.

Bei einer aktiven Luftfederung kann bei auftretenden Seitenkräften Druck­luft in die Federbälge der kurven­ äusseren Räder gesteuert werden, damit diese nicht einfedern. Dadurch bleibt der Aufbau auch bei schneller Kurvenfahrt waagrecht.

Bild 1. Die Kurvenfahrt kann mit einer aktiven Wankstabilisierung «ohne» Karosserieneigung (Wanken) erfolgen.

Wankstabilisierung

GESTEUERTE KAROSSERIEBEWEGUNGEN Wank- oder Kurvenstabilisatoren gehören seit Jahrzehnten zum Stand der Technik.

Durch die Steuerung dieser Drehstäbe werden die Fahrzeuge – insbesondere grosse und schwere Personenwagen – komfortabler und sicherer. Heute werden passive, schaltbare und aktive Systeme unterschieden. Text: Andreas Lerch | Bilder: Audi, Mercedes-Benz, Porsche, Schaeffler

A

lle physikalischen Körper, so auch die Autos, weisen drei Raumachsen auf, wel­ che sich im Schwerpunkt schneiden. Es gibt die Längsachse, die Querachse und die Hochachse.

In Richtung dieser Achsen können Bewegungen und Schwingungen

entstehen, aber auch um diese Achsen entstehen Drehbewegun­ gen. Das Schleudern ist eine Dreh­bewegung um die Hochachse, beim Bremsen nicken die Fahrzeuge vorne ein – eine Drehbewegung um die Querachse – und beim schnellen Kur­ venfahren wanken die Autos: Sie dre­

Bild 2. Die Neigungen der Querlenker sind wesentlich für die Lage des Momentanzentrums verantwortlich.

hen sich um die Fahrzeuglängsachse.

Alle Achskonstruktionen bestimmen unterschiedliche Momentanzentren: Das sind fahrzeugspezifische Punkte, um welche die Fahrzeugaufbauten bei Seitenkräften wanken können.

Die Verbindungslinie zwischen den Momentanzentren der Vorder- und

Momentanzentrum und Rollachse Ein Fahrzeug hat ein Momentanzen­ trum an der Vorder- und eines an der Hinterachse. Momentanzentren sind von der Bauart und der Geometrie der Achskonstruktion abhängig. Bei der in Bild 2 gezeichneten Doppelquerlenkerachse werden die Verlän­ gerungen der Lenker bis zu ihrem Schnittpunkt gezogen. Zu diesem Schnittpunkt (P in Bild 2) wird von der Mitte der Radaufstandsfläche (= Messpunkt der Spurweite) eine Linie gezogen (a). An der Stelle, an welcher die Linie a die Mittellinie des Fahrzeuges (= halbe Spurweite ls/2) schneidet, liegt der Punkt M, das Momentanzentrum.

Im Bild 3 werden die beiden Mo­mentanzentren Mv und Mh mitei­ nander verbunden. Die Linie r heisst Rollachse. Theoretisch wankt das Fahrzeug bei Kurvenfahrt um diese Rollachse. Bei aktuellen Fahrzeu­ gen wird versucht, die Rollachse waagrecht zu konstruieren – und zwar ziemlich auf der Höhe des Schwerpunktes. Damit wird der Angriffshebelarm (x) der Seitenkraft

Bild 3. Die Verbindungslinie der Momentanzentren zwischen Vorder- und Hinterachse r wird Rollachse genannt.

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Radaufhängungskonstruktion auch kleine Bewegungen und können die Winkel der Radgeometrie (ins­ besondere Vorspur und Radsturz) und damit natürlich auch die Fahr­ eigenschaften in gewissen Grenzen beeinflussen.

Diese Zusammenhänge sind im Bild 5 nicht dargestellt. Die Räder liegen immer optimal auf der Strasse und der Fahrzeugaufbau, welcher über die Fahrzeugfederung (inklusive Schwingungsdämpfer) mit der Rad­ aufhängung verbunden ist, macht daher entsprechende Bewegungen.

Bild 4. Sind Motor und Karosserie weggebaut, ist der Stabilisator gut sichtbar.

1 Stabilisatorschenkel – 2 Stabilisatorrücken – 3 Führungslager – 4 Koppelstange. kürzer und der Wankwinkel bei Querbeschleunigungen kleiner.

Stabilisator Der Kurvenstabilisator kann die Wank­neigung bei Kurvenfahrt min­ dern. Grundsätzlich ist ein Stabilisator ein U-förmig gebogener Drehstab.

Ein Drehstab wird auf Torsion oder Verdrehung belastet und kann auch als Fahrzeugfederelement eingesetzt werden. In der U-förmigen Form wird er als Stabilisator eingesetzt.

Die Schenkel sind dabei entweder direkt oder über Verbindungsstäbe (Koppelstangen – 4 in Bild 4) mit der Radaufhängung links und rechts

des Fahrzeuges verbunden und bewegen sich mit dieser bei jedem Ein- oder Ausfedervorgang. Die mehr oder weniger gerade Verbindung der beiden Schenkel, der eigentliche Drehstab oder Stabilisatorrücken, ist locker oder zumindest drehbar über Gummilager am Fahrzeugaufbau befestigt.

Karosseriebewegung In der Regel haben die Räder der Fahrzeuge immer Bodenkontakt.

Natürlich wird dieser je nach Fahrge­ schwindigkeit, Bodenbeschaffenheit und Kurvenradius beeinflusst. Da­ durch machen die Räder, je nach

Stabilisatorwirkung Mit oder ohne Stabilisator fährt das Fahrzeug auf flachen Fahrbahnen problemlos (Bild 5a). Auch gleichsei­ tige Ein- oder Ausfederbewegungen (5b) werden durch die Federn aufge­ nommen, und die Federreaktionen heben oder senken den Aufbau.

Der Stabilisator verdreht sich dabei nicht, weil beide Radaufhängungen identische Bewegungen ausführen und der Stabilisator am Aufbau in Gummimanschetten drehbar ge­la­ gert ist (Bild 4).

Das Fahrzeug in Bild 5 ist ohne Stabilisator gezeichnet. Unter dem Bild sind Stabilisatoren und links und rechts davon die Einfederwege dar­ gestellt. Sind der linke und der rechte Pfeil auf gleicher Höhe, verdreht sich der Stabilisatorrücken nicht. Weisen die Pfeile auf unterschiedliche Höhen,

Bild 6. Koppelstangen zur Verbindung von Radaufhängung und Stabilisator. verdreht sich der Stabilisator und wirkt auf den Aufbau.

Wird durch eine einseitige Boden­ welle oder ein Schlagloch nur die eine Fahrzeugseite bewegt (Bild 5c), wird durch die Radaufhängung und die Koppelstange nur ein Stabili­ satorschenkel nach oben oder unten bewegt. Der andere Schenkel möchte jedoch in der Ausgangs­ stellung bleiben, also muss sich der Stabilisatorrücken verdrehen.

Durch das Verdrehen versucht er, die andere Radaufhängung in der gleichen Richtung zu bewegen und leitet Kraft darauf. Beim einseitigen Federn durch Ausseneinwirkung wird aus diesem Grund von einer «Kopierbewegung» der Räder ge­ sprochen. Diese ist unerwünscht,

Bild 5. 4 Federsituationen des Fahrzeugs: a Ruhelage – b gleichseitige Einfederung – c einseitige Federung durch ein Strassenereignis – d einseitige Ein-, andersseitige Ausfederung infolge Kurvenfahrt. Unter den Karosserien ist ein symbolischer Stabilisator gezeichnet, daneben weisen die Pfeile auf die Höhenposition der Stabilisatorenden.

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Bild 7. Passive, U-förmige ­Stabilisatoren mit gelochten ­Anschlussplatten zur Beeinflussung der Wankstabilisierung.

weil das Fahrverhalten des Fahrzeugs unruhig wird. Ohne Stabilisator würde das eine Rad einfedern, das andere würde hingegen zu keiner vertikalen Bewegung gezwungen.

Genau dieses Fahrverhalten wäre von einem Fahrzeug gewünscht.

Fliehkräfte Anders verhält sich das Fahrzeug bei schneller Kurvenfahrt (Bild 5d).

Dabei wird das kurvenäussere Rad ins Radhaus gedrückt und das kur­ veninnere federt aus. Der Grund dieser Reaktion liegt jedoch nicht «auf der Strasse», sie erfolgt wegen der Fliehkraft des Autos. Diese ist abhängig vom Kurvenradius und der Fahrgeschwindigkeit und wirkt auf den Fahrzeugschwerpunkt. Über den Hebelarm x (Bild 3) entsteht ein

Bild 8. Der hydraulisch-aktive Stabilisator sieht einfacher aus, benötigt aber noch ein vollständiges Hydrauliksystem.

Drehmoment, und der Fahrzeugauf­ bau wird um die Rollachse bewegt.

Das gelingt, weil der Fahrzeugaufbau über die Fahrzeugfedern mit der Rad­ aufhängung verbunden ist. Obwohl die Räder auf der Strasse liegen bleiben und die Strassenoberfläche plan oder flach ist, kann sich darüber der Fahrzeugaufbau bewegen. Diese Wankbewegungen wirken sich zu­erst komfortmindernd aus. Wird jedoch die Kurvengeschwindigkeit weiter gesteigert, entsteht ein Sicherheitsrisiko, weil das kurven­innere Rad den Bodenkontakt mehr und mehr verliert.

Stabilisatorbewegung Bewegt sich ein Stabilisatorschenkel nach oben ins Radhaus, verdreht sich der Stabilisatorrücken in sich und der andere Schenkel will durch die Verdrehbewegung des Rückens die gleiche Bewegung ausführen wie der erste Schenkel. Da diese Kraftwirkung nicht zum Abheben des Rades führen kann, muss die Karosserie nachgeben. Der eine Stabilisatorschenkel bewegt sich in Richtung Radhaus bzw. das Radhaus kommt ihm entgegen. Das Radhaus und damit die ganze Karosserie ma­ chen eine Bewegung in Richtung des Stabilisatorschenkels und vermin­ dern damit die Wankbewegung. Je kürzer die wirksame Hebellänge des Stabilisatorschenkels ist, desto mehr verdreht sich der Stabilisatorrücken bei einem bestimmten Federweg und desto grösser wird die Kraft auf

den anderen Stabilisatorschenkel und damit auf die Karosserie.

Häufig werden Stabilisatorkoppel­ stangen zur Verbindung der Rad­ aufhängung mit dem Stabilisator herangezogen. Diese ermöglichen einen guten Krafteinlenkwinkel auf den Stabilisatorschenkel und können mit kleinem Aufwand und auch kleinem Winkelversatz mit einer anderen Schenkelanlenkungs­ bohrung (Bild 7) verbunden wer­ den. Auf diese Weise kann die Stabilisatorfunktion und damit das (Kurven-) Fahrverhalten beeinflusst werden. Die Koppelstangen müssen knickfest gebaut werden, da die zu übertragenden Kräfte Werte bis zu 6 kN erreichen können.

Stabilisatorsysteme Die Stabilisatorsysteme werden in drei Gruppen eingeteilt. Bisher wur­ den Aufbau und Eigenschaften der passiven Stabilisatoren beschrieben.

Daneben gibt es schaltbare und aktive Stabilisatoren. Die passiven sind einfach im Aufbau. Sie wurden erstmals im Jahr 1949 eingesetzt und gelten als Stand der Technik.

Manchmal sind sie etwas um Achs­ träger- und Radaufhängungsteile «herumgewickelt». Dies beeinträchtigt zwar ihre Wirkungsweise, aber da diese Drehstäbe sehr spät bei der Fahrzeugentwicklung eingebracht werden, bleibt ihnen nicht mehr der optimale Bauraum.

Schaltbare Stabilisatoren Gerade bei Geländefahrzeugen ma­chen die schaltbaren Offroad-Sta­ bilisatoren Sinn. Bei der Geländefahrt ist es wichtig, dass die Räder vonei­ nander unabhängige Bewegungen machen können (Verschränken). Deshalb werden die linken von den rechten Stabilisatorhälften elektro­ hydraulisch getrennt. In dieser Art funktioniert das Geländefahrzeug auf der Strasse mit Stabilisator und neben der Strasse ohne Stabilisator.

Auch im Personenwagenbereich wären schaltbare Stabilisatorsys­ teme vorstellbar. Wenn die Fahr­dyna­-

mikregelung schnelles, dyna­misches Fahren erkennt, würde die harte Sta­ bilisatorstufe geschaltet, andernfalls die weiche. Dazu könnte ein Stabi­ lisator in der vollen Bauweise, der andere in Rohrbauweise über den ersten gestülpt werden. Zu dieser Art ist jedoch kein Serieneinsatz bekannt.

Aktive Stabilisatoren Auch die aktiven Stabilisatoren sind in der Mitte getrennt. Sie können aber nicht nur getrennt oder ver­ bunden werden wie die schaltbaren, zu den aktiven Stabilisatoren gehört noch eine Einrichtung, welche das Drehmoment des Stabilisatorrü­ ckens verstärken oder vermindern kann, um die Seitenneigung der Karosserie (= Wanken) bei Kurven­ fahrt weiter zu verringern. Durch die Verminderung der Wankbewegung bleiben die Reifen mit ihrer ganzen Breite auf der Fahrbahn und kön­ nen aus diesem Grund grössere Seitenführungskräfte übernehmen und damit die Fahrsicherheit bei zügiger Kurvenfahrt erhöhen. Damit wird ebenfalls eine Einflussnahme der Entwickler auf das Eigenlenk­ verhalten und die Gierbewegung des Fahrzeuges mög­lich. Das Sta­ bilisatorsystem kann beispielsweise so eingestellt werden, dass das Fahrzeug im stabilen Bereich sehr agil, in instabilen oder kritischen Fahrsituationen aber klar untersteu­ ernd reagiert. Das kann durch eine situativ angepasste Wanksteifigkeit

Bild 9. Das Wellgetriebe erreicht sehr hohe Übersetzungsverhältnisse: 1 Wellengenerator – 2 Flextopf – 3 Aussenring.

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Bild 10. Die aktive Wankstabilisierung eARC von Schaeffler. 1 dreistufiges ­Planetengetriebe – 2 Gehäuse – 3 Motor – 4 Sensorplatine – 5 Stabilisatorlager – 6 Stabilisatorhälfte – 7 Steuergerät – 8 Schaltung der 3 Planetensätze – 9 Drehzahlnomogramm der Planetensätze 2 und 3 (PS2 und PS3). der Vorder- bzw. Hinterachse – durch einen aktiven Stabilisator – bestimmt werden.

Möglichkeiten Bekannt sind aktive Stabilisatoren mit drehenden Motoren. Es gab auch eine Variante mit hydraulischen Zylindern in der Koppelstange. Die Funktion dieser Zylindervariante ist eine Erweiterung der beschriebenen Stabilisatorfunkti­ on.Taucht in einer schnell gefahrenen Kurve das kurvenäussere Rad trotz eines Stabilisators tief ins Radhaus ein und federt das kurveninnere Rad gleichzeitig stark aus, kann Druck in den hydraulischen Zylinder der kurvenäusseren Koppelstange ein­ge­ steuert werden. Beim kurven­ inneren Rad wird Hydrauliköl ab­gesaugt. In dieser Art kann die Länge der Koppelstangen und damit die Wankbewegung des Fahrzeuges beeinflusst werden.

2010 zeigte Porsche am Autosalon in Genf einen aktiven hydraulischen Wankstabilisator. Der Stabilisator­ rücken wurde getrennt und mit dem Aussen- oder Innenteil des hydraulischen Aktors verbunden.

Die 3 Zähne des Aktors dichten am Gehäuse des Gegenstücks ab

(Bild 8). In 3 der 6 Kammern kann für einen Drehmomentaufbau im Stabi­ lisatorrücken Hydrauliköl zu- und in den anderen 3 Kammern abgeführt werden. Bei dieser baulichen Lösung wird also der verdrehbare Stabilisa­ torrücken und nicht die Länge der Koppellenker beeinflusst.

Um das Wankkopieren zu verhin­ dern, werden alle Druckkammern drucklos gehalten, damit sich der Stabilisator kraftlos verdrehen kann und so nur das von der Bodener­ hebung beeinflusste Rad bewegt wird. Das andere Rad bleibt auf der Stras­ se und stabilisiert das Fahrzeug. Bei schneller Kurvenfahrt wird der Stabilisator so beeinflusst, dass für seine Verdrehung mehr Kraft aufgewendet werden muss.

So wird der Stabilisator «härter» und vermindert damit wiederum die Wankbewegung des Aufbaus.

Die neuste Art bedient sich der Elektromechanik. Dazu wird ein dreh­ momentstarker, hochdynamischer bürstenloser Motor von ungefähr 1.5 kW Leistung eingesetzt. Aufgrund der erforderlichen Leistung ist das System auf eine Betriebsspannung von 48 Volt angewiesen. Hinter dem Motor ist ein Überlagerungsgetriebe

erforderlich, welches einen sehr gu­ ten Wirkungsgrad aufweisen muss, um die geforderte Systemdynamik zu unterstützen. Überlagerungsge­ triebe sind auch aus Lenkgetrieben, elektrischen Phasenverstellern oder Torque-Vectoring-Achsantrieben be­ kannt. Dafür werden Planeten- oder Wellgetriebe (Harmonic Drive) eingesetzt.

Wellgetriebe bestehen gemäss Bild 9 aus drei Bauteilen und ermög­ lichen sehr grosse Übersetzungs­verhältnisse. Der Wellengenerator oder Wave Generator (1) besteht aus einer elliptischen Stahlscheibe und ei­ nem darüberliegenden elliptisch ver­ formbaren Spezialkugellager (nicht dargestellt). Der Flextopf (2) oder Flexspline ist ein verformbarer Stahl­zylinder mit kleiner Wandstärke und einer feinen Aussenverzahnung.

Der Aussenring, das Hohlrad oder Circular Spline (3) ist ein massiver zylindrischer Ring mit einer Innen­verzahnung.

Im Betrieb wird der Wellengene­ rator vom Elektromotor angetrieben, der Flextopf ist mit der einen Stabilisatorhälfte, das Hohlrad mit der anderen Stabilisatorhälfte verbun­ den. Durch das Einschieben des elliptischen Wellengenerators in den anpassungsfähigen Flextopf nimmt dieser die elliptische Form an. Durch die elliptische Form berührt der Flextopf das Hohlrad nur gerade an zwei Stellen. Dadurch, dass der Flextopf zwei Zähne weniger hat als das Hohlrad, ergibt sich eine Relativ­ bewegung, was zu der Verdrehung der Stabilisatorhälften und damit beispielsweise zu einer Verhärtung des gesamten Stabilisators führt.

Die Schaltung von drei einfachen Planetensätzen wird von der deut­ schen Schaeffler AG übernommen (Bild 10). Damit ein Gesamtüberset­ zungsverhältnis von ungefähr 200 : 1 erreicht werden kann, sind die drei Planetengetriebe alle gleich, nämlich mit der grösstmöglichen Übersetzung geschaltet: Sonnenrad angetrieben, Hohlrad festgehalten, Abtrieb über den Planetenträger.

Das Nomogramm zeigt die Wirkung dieser Schaltungsart bei (nur) zwei Planetensätzen.

Die Relativbewegungen der bei­den Stabilisatorteile gegeneinander beschränken sich auf maximal 30°.

Die maximale Verstellgeschwindig­ keit gibt Schaeffler mit 4500 Nm/s an, und das maximale Ab­stützmoment bewegt sich zwi­schen 850 Nm und 1200 Nm. Bei Ausfall des Systems bleibt eine passive Stabilisatorwir­ kung durch eine mechanische Verbin­ dung der beiden Stabilisatorhälften erhalten.

Diese regelbare zusätzliche Wan­k­federung kann gerade bei gros­sen und schweren Fahrzeugen Kom­fort und Fahrsicherheit positiv be­einflussen.

FRAGEN 1. Um welche Raumachse bewegt sich ein Fahrzeug, damit von «Wanken» gesprochen wird?

2. Warum werden bei der aktiven Wankstabilisierung nicht 12-Volt-Motoren eingesetzt?

3. Was bedeutet Überlagerungsgetriebe?

LÖSUNG ZUR AUSGABE 9/2019 1. Viscokupplung: oben links Torsendifferential: unten Planetendifferential: oben rechts 2. Weil nicht nur die kurvenäusseren und kurveninneren Räder unterschiedlichen Kurvenradien folgen, sondern auch die Hinter- und die Vorderachsen.

3. Die Vorderachse macht den ­längeren Weg, weil die Hinterachse die Kurve «schneidet» (je länger der Radstand, desto mehr wird die ­Kurve geschnitten).

4. Weil sie keine mechanische Verbindung zwischen den Achsen haben.

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Rudolf Diesel würde ungläubig s­ taunen: Ein moderner Selbstzünder verfügt über motornahe Abgasnachbehandlungssysteme, um die ­Euro-6d-Temp- und die ab nächstem Jahr gültigen Euro-6d-Emissionsgrenzen zu unterbieten.

Zukunft des Dieselmotors

HAT DER SELBSTZÜNDER EINE PERSPEKTIVE? Rudolf Diesel wird sich in den vergangenen Monaten mehrmals im Grab umgedreht haben: Seine ­Erfindung, der Dieselmotor, ist aufgrund von Manipulationen bei der Abgasmessung in Verruf geraten.

Auf dem Prüfstand emittierten die Selbstzünder infolge von Abschaltvorrichtungen weniger NOx- u­ nd Partikelemissionen als im Strassenverkehr. Der neue WLTP-Zyklus – kombiniert mit den ­RDE-Messungen – verhindert solche Abschaltvorrichtungen. Hat der Diesel jetzt wieder eine Zukunft?

Text: Andreas Senger | Bilder: Mercedes-Benz

I Mehr Rollenprüfstände sind nötig, weil bei einem neuen Modell nicht mehr nur ein Typ, sondern alle Ausstattungsvarianten gemessen werden müssen.

CPO 062 298 28 48

nsbesondere die deutsche Auto­mobilindustrie gilt als Abgasmani­ pulator. Aber eigentlich haben alle Automobilhersteller die Möglich­ keiten ausgeschöpft, dass der Ver­ brennungsmotor auf dem Prüfstand und im NEFZ sauber ist, auf der Strasse im Realbetrieb aber deutlich höhere Emissionen aufweist. Der Ottomotor geriet aufgrund der Ben­ zindirekteinspritzung in den Fokus, da die Partikelemissionen anstiegen.

Neue Ottomotoren haben entspre­ chend einen Partikelfilter. Beim Dieselmotor stehen insbesondere die NOx- und die Partikelemissionen im Brennpunkt. Entsprechend laut wurden von politischer Seite die

Forderungen, die BEV (Battery Electric Vehicles, E-Fahrzeuge mit Akkus) zu fördern, da diese lokal keine Emissionen verursachen.

Auch Plug-in-Hybride seien den Kunden schmackhaft zu machen.

Der Druck auf die Industrie wächst und wächst, da die Zielvorgabe des CO2-Flottenaustosses keine andere Wahl lässt, als die E-Mobilität zu forcieren.

Was viele Kundinnen und Kunden nach wie vor nicht wissen: Beim EFahrzeug werden die vorgelagerten CO2-Emissionen für die Produktion (vor allem der grossen Akkus) und die Stromerzeugung sowie der Lade- und Entladewirkungsgrad ausgeblendet.

E-Fahrzeuge emittieren aus behörd­ licher und politischer Sicht 0 g/km CO2. Es schleckt keine Geiss weg: Je nach Berechnungsmethode können mit einem sparsamen Verbren­ ner zwischen 80’000 bis 200’000 km gefahren werden, bis das E-Auto seine CO2-Vorteile ausspielen kann.

Hoher Wirkungsgrad, geringe Emissionen BEV-Befürworter schicken den ho­hen Wirkungsgrad der Drehstrom­ antriebsmotoren ins Feld. Die 95 % Wirkungsgrad im Bestfall sind deutlich höher als die eines Verbrennungsmotors mit 35 bis rund 45 %. Was aber vergessen geht: Beim Laden des Akkus und der Entnahme der elektrischen Energie wird ebenfalls elektrische Energie statt in chemische in Wärmeenergie (Verlust) umgewandelt. Je nach Quel­le sind dies je 70 %, was insgesamt im ungünstigsten Fall beim Laden und Entladen knapp 50 % ergibt.

Dies würde bedeuten, dass beim Betanken des Verbrenners die Hälfte des Treibstoffvolumens den Weg nicht in den Treibstoffbehälter fände.

Auch beim Rekuperieren ist der Wirkungsgrad im ähnlichen Bereich.

Wenn die Wirkungsgradkette Tank-to-Wheel (vom Energiespei­ cher bis zum Rad) betrachtet wird, ist das BEV oder der Hybridantrieb im Vorteil. Betrachtet man die

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TECHNIK 10/19 97

Dank Simulationstools können die einzelnen Schadstoffreduktionssysteme optimal auf den jeweiligen Dieselmotor angepasst werden.

Gesamtwirkungsgradkette, also Wellto-Wheel (von der Energiequelle bis zum Rad), sind mit dem europäischen Strommix, dem Kundenwunsch ei­ ner wenig effizienten Schnellladung sowie raschen Beschleunigungen der drehmomentstarken BEV mit hohen Massen keine Lorbeeren mehr zu holen.

Effiziente Verbrenner nach Euro 6d-Temp oder der ab nächstem Jahr geltenden Euro-6d-Emissions­ einstufung sind unter dem Strich gleich gut oder schlecht. Wer ins Feld führt, dass BEV keine Schadstoffe emittieren, sollte sich Gedanken über den europäischen oder sogar globalen Stromproduktionsmix ma­chen. Nur wenige Länder wie die Schweiz oder Norwegen verfügen über eine quasi CO2-freie Strom­ produktion, der weltweite Anteil von Kohle- oder Gaskraftwerken ist jedoch immens. Die Stromlü­ cke aufgrund der Forcierung der E-Mobilität ist künftig bei weitem nicht geschlossen. Drohende Ver­ sorgungsengpässe werden von der Politik wegdiskutiert, weil die fluktuierende Stromproduktion mit Solarzellen und Windkraftwerken die Lücken schliessen sollen.

Diesel so sauber wie noch nie Thermodynamisch punktet bei den Verbrennern der Diesel- gegen­über dem Ottomotor. Trotz Benzin­direkt­einspritzung mit immer höheren Ein­ spritzdrücken, Aufladung, Par­tikel­filter, Abgasrückführung inkl. Küh­ lung usw. kann der Ottomotor dem Diesel nicht Paroli bieten. Durch den konsequenten Luftüberschuss emittiert ein moderner Selbstzünder praktisch keine HC und CO. Diese werden im Oxidationskatalysator direkt nachverbrannt. Der anschlies­ sende Partikelfilter reinigt das Ab­gas von Partikeln und verbrennt diese bei entsprechend höheren Temperaturen.

Der SCR-Katalysator vermag dank der Eindüsung von AdBlue die NOx zu reduzieren. Beispielsweise bei allen aktuell bei Mercedes-Benz erhältlichen Dieselaggregaten wird zudem ein Speicherkatalysator ein­ gesetzt, um den Wirkungsgrad der Denoxierung zu erhöhen. Unter dem Strich emittiert ein modernstes Die­ seltriebwerk am Endrohr praktisch keine Schadstoffe mehr. Erfreulich: Auch im RDE-Test (Real Drive Emis­ sions), also der Messung mit einem mobilen Abgasmessgerät auf der

Strasse, werden die Euro-6d-TempLimiten und bei vielen Neufahrzeu­ gen bereits auch die Euro-6d-Limiten deutlich unterschritten.

Die Technik für die Abgasnachbe­ handlung ist da. Die Hersteller haben es einzig verpasst, diese schon früher einzusetzen und damit zu beweisen, dass auch der effiziente Dieselmotor, der hohe Reichwei­ ten mit einer Tankfüllung erlaubt, eine Zukunft hat. Die Politik hat die

Weichen unterdessen gestellt und verdammt die Verbrenner aus den Städten. Ob die Kundschaft die Grossoffensive der Hersteller mit BEV teilt und die Fahrzeuge auch kauft, bleibt weiterhin offen. Wenn BEV als Drittfahrzeuge angeschafft werden, um Fahrverbote zu um­ gehen, ist der Umwelt kein Dienst getan. Rudolf Diesels Entwicklung ist längst nicht am Ende; möge er weiterhin in Frieden ruhen.

Die PEMS (portable Emissionsmesssysteme) gehören zum Prüfprozedere des RDE, um sowohl den Schadstoffausstoss (insbesondere NOx und Partikel) als auch die CO2-Emissionen zu messen.

Prüfung und Instandsetzung von Common Rail Injektoren und Hochdruckpumpen

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Schaefflers Baureihe von EMotoren für den Antrieb elektrischer Achsen deckt einen Leistungsbereich von 100 kW bis über 300 kW ab.

E-Maschinen und kompletter Plug-in-Hybridantrieb

ZULIEFERER BIETEN LÖSUNGEN FÜR DIE ELEKTRIFIZIERUNG

Nicht nur die Hersteller, auch Automobilzulieferer arbeiten an der Elektrifizierung der Mobilität. Während etwa Schaeffler mit einer modularen und hochintegrierten Technologieplattform in die Fertigung von Elektromotoren einsteigt, präsentiert Mahle einen vollständig integrierten und modularen Plug-in-Hybridantrieb.

Text: Stefan Gfeller | Bilder: Schaeffler, Mahle

G

ewinnwarnungen und Abbau von Arbeitsplätzen: Viele Automobilzulieferer sehen mit Sorgen in die Zukunft. Dass die Auftragslage momentan schlecht ist, hält die Konzerne jedoch und zu Recht nicht davon ab, in die automobile Zukunft – die ja bekanntermassen elektrisch sein soll – zu investieren.

Schaeffler hat in den vergangenen Jahren bereits einige interessante Lösungsansätze für die Elektromo­ bilität präsentiert, so etwa einen modernen Radnabenmotor. Nun

steigt das Unternehmen mit einer modularen und hochintegrierten Technologieplattform in die Fertigung von Elektromotoren ein.

Die E-Motoren-Familie sei auf Effizienz und ein sehr gutes PreisLeistungs-Verhältnis getrimmten worden, und ihr Anwendungsspektrum reicht von Hybridmodulen über dedizierte Hybridgetriebe bis hin zu E-Motoren für elektrische Achsan­ triebe. Je nach Anwendung sollen dabei Spannungslagen zwischen 48 und 800 V und Leistungsklassen von 15 bis über 300 kW möglich werden.

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Serienproduktion ab 2021 Schaeffler erklärt, dass sich nun, nachdem die letzte Technologielücke bei der Herstellung von Statoren durch den Zukauf von ElmotecStatomat Ende 2018 geschlossen wurde, die gesamte Industrialisie­ rung von E-Motoren lückenlos im Unternehmen abbilden lasse. Ab 2021 wird die Serienproduktion für verschiedene Kundenprojekte weltweit anlaufen. Für Aufbau und Betrieb der Fertigungslinien wird das weltweite Schaeffler-Netzwerk von Produktionswerken, Sonderma­ schinen- und Werkzeugbau genutzt.

Umfassende Kompetenzen hin­sichtlich mechanischer Kompo­ nenten, Fertigungsprozesse und Wickeltechnologien, aber auch das ausgeprägte Systemverständnis für das Gesamtfahrzeug sollen kurze Entwicklungszeiten garantieren und reibungslose Abläufe bei der Produktion technologisch anspruchs­ voller E-Maschinen sicherstellen.

Denn Getriebe, E-Motor und Leis­ tungselektronik zu verstehen und zu beherrschen, sei eine Kunst für sich, wie Dr. Jochen Schröder, Leiter Unternehmensbereich E-Mobilität bei Schaeffler, erklärt. «Das Ganze zu einem funktionierenden Ge­ samtsystem und Antriebsstrang zu kombinieren ist eine andere. Wir beherrschen beides.»

E-Motoren für Hybridmodule E-Motoren für P2-Hybridmodule unterliegen besonderen Anforderun­ gen, da diese prinzipbedingt mit der Drehzahl des Verbrennungsmotors laufen. Minimale axiale Länge und viel Freiraum innerhalb des Rotors zur Integration von Kupplung und Ausrücksystem garantieren die nötige hohe Packungsdichte für diese Anwendung. Für axial extrem kurze Bauräume wird die Einzelzahnwick­ lung vorgehalten. Schaeffler kann 48-V- und Hochvoltmotoren mit Leis­ tungen von 15 bis 120 kW anbieten.

Wenn das Hybridmodul als trocke­ nes System ausgeführt wird, wird der Stator über einen Kühlmantel

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aktiv gekühlt. Bei Systemen mit einer Nasskupplung lässt sich das verfüg­ bare Öl auch für die Entwärmung des E-Motors nutzen, was zu einer besseren Wärmeabfuhr und damit zu höheren Dauerleistungen führt.

E-Motoren für dedizierte Hybridgetriebe Hybridgetriebe werden meistens so ausgelegt, dass die E-Maschinen etwas mehr axialen Bauraum bekommen und auch schneller drehen. Üblich sind Leistungen zwischen 80 und 140 kW. Je nach Betriebsmodus des Getriebes bzw. des Antriebsstranges arbeiten diese Motoren in Kombination mit dem Verbrennungsmotor generatorisch oder motorisch und werden in ihrem Wirkungsgradverhalten entspre­ chend dem Nutzungsprofil optimiert.

Durch die rein elektrischen Fahr­ modi bei Plug-in-Hybriden tritt das akustische Verhalten deutlich in den Vordergrund. In vielen Fällen ist die Verwendung einer verteilten Wick­ lung zielführend. Schaeffler hat sich dafür eine zweite Standardwicklung definiert, für die inhouse auch die Fertigungsmaschinen entwickelt werden. Es handelt sich dabei um den Ansatz der Stabwellentechnologie, die durch Elmotec-Statomat konse­ quent vorangetrieben wird. Für eine

Die E-Motoren für den Einsatz in dedizierten Hybridgetrieben werden in ihrem Wirkungsgradverhalten entsprechend dem Nutzungsprofil optimiert.

TECHNIK 10/19 99

Die E-Motoren für Hybridmodule bieten eine minimale axiale Länge und viel Freiraum innerhalb des Rotors zur Integra­ tion von Kupplung und Ausrücksystem.

konkrete Anwendung wurde eine Traktionsmaschine entwickelt, die bei einer axialen Gesamtlänge von 137 mm eine Leistung von 125 kW und ein Drehmoment von 310 Nm liefert.

Antrieb elektrischer Achsen Abgerundet wird das Portfolio durch eine Baureihe von E-Motoren für den Antrieb elektrischer Achsen. Hierbei werden die Spannungslagen Hoch­ volt 2 (400 V) und Hochvolt 3 (800 V) abgedeckt. Der Leistungsbereich erstreckt sich von 100 kW bis über 300 kW. Wenn es das Systemdesign erlaubt, werden diese Motoren auf hohe Enddrehzahlen (bis zu 20’000/ min) ausgelegt. Dadurch lassen sich die Vorteile der Stabwellenwicklung optimal nutzen. Viele Statornuten führen zu einer guten Entwärmung und zu einem Drehfeld mit wenigen Oberwellen, woraus eine hohe Leistungsdichte und ein exzellenter Wirkungsgrad resultieren.

Integrierter Plug-in-Hybridantrieb Auch Mahle will den Fahrzeugher­ stellern künftig komplette Antriebslö­ sungen anbieten. Dr. Martin Berger, Leiter von Mahle Powertrain, der Engineering Services Geschäfts­ einheit des Technologiekonzerns, erklärt: «Die Weiterentwicklung der Hybridtechnik ist für die ge­ samte Branche entscheidend, um

die zukünftigen Emissionsziele erreichen zu können. Der Fokus auf geringere Emissionen und die strengen zeitlichen Vorgaben haben dazu geführt, dass die Entwicklung neuer Fahrzeuge und Technologien in einem wesentlich engeren Zeitplan erfolgen muss. Der Mahle Modular Hybrid Powertrain (MMHP) bietet den Fahrzeugherstellern eine kos­ tengünstige und schnelle Lösung und entlastet sie so.»

Der MMHP ist ein vollständig integrierter und modularer Plug-inHybridantrieb mit einem besonders effizienten 2- oder 3-Zylinder-TurboBenzinmotor, der auf den neuesten Technologien von Mahle basiert.

Er soll im Vergleich zu bekannten Hybridtechnologien gleich mehrere Vorteile bieten und sowohl kosten­ effizienter als auch kompakter und leichter sein.

Verbrennungsmotor Die Leistungsfähigkeit des im MMHP eingesetzten elektrischen Antriebs­ strangs reduziert die Anforderungen an denVerbrennungsmotor und macht so die Entwicklung einer kosten­ günstigen Dedicated Hybrid Engine (DHE) möglich. Das Motorenkonzept wurde ausschliesslich für Hybridan­ wendungen konzipiert und profitiert von den jüngsten Fortschritten beim passiven Mahle-Jet-Ignition-System (MJI). Das passive MJI besteht aus einer kleinen Vorkammer mit einer konventionellen Zündkerze, die im Motorbrennraum eingebaut ist. Es erzeugt heisse Radikalstrahlen, die für eine sehr kurze Verbrennungsdau­ er im Zylinder sorgen. So werden ein hohes Verdichtungsverhältnis sowie eine hohe Abgasrückführungsrate möglich, gleichzeitig sinkt der Treibstoffverbrauch.

Daneben kommt der Verbrenner ziemlich «altbacken» daher: Die Verwendung einer Saugrohrein­ spritzung, einer einzelnen obenlie­ genden Nockenwelle ohne variable Ventilsteuerung und einer einfachen Zweiventiltechnik wirkt sich kosten­ reduzierend aus.

Bimodale Hybridanordnung Für den MMHP wurde als optimale Kombination der seriellen und parallelen Hybridarchitektur eine bimo­ dale Hybridanordnung realisiert. Sie macht einen flexiblen Fahrzeugbe­ trieb möglich und bietet zudem ein optimales NVH-Verhalten (hör- und/ oder spürbare Schwingungen). Bei hohem Ladestand der Batterie kann sich das Fahrzeug allein mittels Elek­ troantrieb fortbewegen, wogegen es bei niedrigem Ladezustand und bei niedrigen Fahrgeschwindigkeiten in den seriellen Hybridmodus wechseln kann. Bei höheren Geschwindigkeiten hingegen ist ein Direktantrieb durch den Verbrennungsmotor möglich.

Getriebe Die Übersetzungsverhältnisse des vorgesehenen Getriebes erlauben bei jeder Fahrgeschwindigkeit eine flexible Wahl der Motordrehzahl. Der Antrieb ist je nach Anwendung mit einem 1-, 2- oder 4-Gang-Getriebe erhältlich. Der vollständig integrierte elektrische Traktionsmotor ist daDer Mahle Modular Hybrid Powertrain ist ein vollständig integrierter und modularer Plug-in-Hybridantrieb mit einem effizienten Turbo-Benzinmotor.

bei stets direkt mit den Rädern verbunden und sorgt so für eine gleichmässige Fahrleistung und ein dynamisches Fahrerlebnis. Er kann zudem für verschiedene Leistungsund Drehmomentwerte ausgelegt werden und ermöglicht in Verbindung mit der optimierten Batteriegrösse einen vollständig skalierbaren Hybridantrieb für alle Einsatzfälle.

Vielseitig einsetzbar Der Hybridantrieb eignet sich für eine Vielzahl von Anwendungen – vom B-Segment bis hin zu grossen SUV aus dem J-Segment. Der Mo­tor selbst erreichte in der ersten Test­ phase den extrem niedrigen spezifischen Treibstoffverbrauch von 207 g/kWh pro Kilowattstunde.

Zukünftig soll durch ein aktives MJI-System im Magerbetrieb ein Treibstoffverbrauch von etwa 195 g/ kWh realisiert werden können. In einem kompakten Crossover-SUV würde der berechnete, nach WLTP gewichtete CO2-Ausstoss 18 g/km betragen. Das Gewicht des DHE-An­ triebs entspricht in etwa dem eines modernen Vierzylinder-Ottomotors mit Sechsgang-Handschaltgetriebe.

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triebe. Entsprechend wurde im VWKonzern ein neues Sechsgang-Handschaltgetriebe entwickelt. Dieses weist eine Spreizung von 7,89 auf, um dynamisches Anfahren und bei höheren Geschwindigkeiten trotzdem eine verbrauchssparende Fahrweise durch Herabsetzung der Verbrennungsmotordrehzahl zu er­lauben. Das MQ281 wurde für Ein­ gangsdrehmomente von 200 bis 340 Nm ausgelegt und ersetzt das bisherige MQ250 vollständig und das MQ350 teilweise.

Im Seat-Komponentenwerk in El Prat de Ll­obregat wird aktuell die Produktionskapazität für das neue Getriebe auf 3500 Einheiten pro Tag hochgefahren.

6-Gang-Handschaltgetriebe MQ281 des VW-Konzerns

EFFIZIENZSTEIGERUNG IM KONSTRUKTIVEN DETAIL Obwohl die OEM aufgrund der niedrigeren Verbrauchs- und somit tieferen CO2-Emissionen auf ­automatisierte Schaltgetriebe, Doppelkupplungsgetriebe oder Getriebeautomaten setzen, hat das Schaltgetriebe noch längst nicht ausgedient. Viele Kunden wünschen sich, den Gangwechsel selbst vornehmen zu können. Damit auch beim Schaltgetriebe die Antriebsstrangeffizienz optimiert werden kann, hat der VW-Konzern ein neues Handschaltgetriebe mit sechs Gängen ­entwickelt. Text: Andreas Senger | Bilder: Volkswagen

Das neu entwickelte 6-Gang-Handschaltgetriebe MQ281 ist als Zweiwellengetriebe konzipiert. Dank einer optimierten ­Ölverteilung für die reibungsoptimierten Lager und Zahnräder mit nur 1,5 l Ölinhalt konnten die Panschverluste minimiert, die innere Reibung ver­ kleinert und damit der Wirkungsgrad erhöht werden.

V

or allem die boomenden SUV mit den grossen Rä­ dern stellen die Entwickler vor Herausforderungen.

Durch die grossen und schweren Räder ist nicht nur die Massen­ trägheit im Antriebsstrang höher, sondern es müssen auch höhere Übersetzungen realisiert werden, um beim dynamischen Reifenradius genügend Antriebskraft auf die Fahrbahn zu bringen.

Die beiden Herausforderungen stellen höhere Ansprüche an ein Ge­-

Höherer Wirkungsgrad = geringere CO2-Emissionen Das neue Zweiwellen-Getriebe wird in Europa in El Prat de Llobre­ gat in der Nähe von Barcelona produziert. Das Seat-Werk fertigt die Aluminiumteile sowie Zahnräder und Wellen eigenständig und ist mit 1000 Mitarbeitenden in der Lage, pro Tag bis zu 3500 Getriebe auf einer Fläche von 155’000 m2 zu fertigen.

Eine weitere Produktion des neuen MQ281 erfolgt im argentinischen Córdoba.

Gemäss Helmut Göbbels, Leiter Entwicklung Handschaltgetriebe und Allradantriebstrang bei Volkswagen, wurde die Effizienzsteigerung durch eine gleichmässigere und optimalere Beölung der Zahnräder und Lager er­ reicht. Dazu sei auf virtuelle Entwick­ lungsmethoden gesetzt worden, um ein neues Ölleitsystem zu etablieren.

Gleichzeitig konnte die Füllmenge des Lifetime-Öls auf 1,5 l verringert werden. Reibungsreduzierte Lager und berührungsarme Simmerringe sind weitere Massnahmen. Die Reibungsreduktion erlaubt je nach Motorisierung eine CO2-Reduktion um bis zu fünf Prozent. Überdies wurde das Getriebegehäuse neu konstruiert sowie der Materialein­ satz und die Materialverteilung optimiert, wodurch unter anderem auch das Geräuschverhalten verbes­ sert werden konnte. Erster Einsatz ist im neuen VW Passat. Weitere Konzernmodelle sollen umgehend folgen.

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TECHNIK 10/19 101

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oderne Fahrzeuge wer­den immer länger und breiter. Die Parkplatzgrös­ se hat diesen Trend nicht mitgemacht. Entsprechend mühsam ist es vor allem in Parkhäusern, zu rangieren und einzuparken. Um die­sen Vorgang zu automatisieren, haben sich Bosch und Daimler schon 2015 zusammengesetzt und nach und nach Lösungen für das automatisierte Parken, auf Englisch Valet Parking, gesucht und Entwicklungen voran­ getrieben. Ein weiterer Vorteil: Die Parkka­pazität kann massiv gesteigert werden. Weil beim automatisierten Parken auf dem Parkfeld keine Türen geöffnet werden müssen, können die Fahrzeuge im Zentimeterabstand nebeneinander aufgereiht und die Parkhauskapazität kann so um bis zu 30 % gesteigert werden.

Bei der Parkhauseinfahrt werden Besucher auf die selbstfahrenden Fahrzeuge aufmerksam gemacht. Eine spezielle Aussenbeleuchtung mit türkisfarbenen Lichtsignalen nimmt den SAE-­ Normvorschlag J3134 vorweg.

Vorreiter deutsche Automobilindustrie Die Automatisierung beinhaltet nicht SAE-Normvorschlag J3134 erstmals umgesetzt nur, dass das Fahrzeug selbstständig nach der Abgabe losfährt und sich einen Parkplatz sucht, sondern auch, dass das Parkhaus mit dem Fahrzeug kommunizieren kann. Dabei teilt die Parkhaussoftware dem Neuan­ kömmling einen Parkplatz zu. Dank digitaler Karte und der umfangreichen Umfeldsensorik findet das Fahrzeug selbstständig den Weg. Sollte ein Fussgänger oder anderes Fahrzeug sich in den Weg stellen, hält das automatisch fahrende Fahrzeug un­ mittelbar an.

Seit 2017 können Besucher des Mercedes-Benz-Museums den ValetParkservice im Beisein von Personal selbst erfahren. Jetzt sind Interes­ sierte eingeladen, den Service auch ohne Überwachung eines Sicher­ Bosch hat das Parkhaus mit der n­ ötigen heitsfahrers live zu erleben. Zudem Sensorik und Software a­ usgestattet. Von Mercedes-Benz konnte der Hersteller mit Zulieferern kommen die modifizierten Fahrzeuge, um das Level-4-Projekt­ automatisiertes, selbstständiges Parkieren mit dem Segen der die Norm SAE (Society of Automotive Behörden zu testen und Interessierten zu zeigen. Engineers) J3134 bereits umsetzen, die eine spezielle Aussenbeleuchtung vorsieht. Die während des automati­ Die Parkhausinfrastruktur und die Fahrzeugumfeldsensorik wurden so optimiert, dass nun schen Parkvorgangs türkisfarbenen in ­einem Parkhausteil des Mercedes-Benz-Museums in Stuttgart das fahrerlose Parken für Lichtsignale zeigen optisch an, dass ­Besucher demonstriert werden kann. Basis des Pilotprojektes ist eine Genehmigung der das Fahrzeug selbstständig und Behörden, dass in einem geografisch abgegrenzten Gebiet gemäss SAE-Level-4-Technologien führerlos unterwegs ist. ­getestet werden kann. Text: Andreas Senger | Bilder: Mercedes-Benz

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eit mehrkg alsNutzlast dreissigmachen Jahren is 2900 erfreuen sich Howatec-Kun­ den EURO-TRANS in seiner den schweizweit Klasse einzigartig.der Derkom­ Anpaktesten hänger istHochdruckreiniger eine besonders mit integriertem Durchlauferhitzer. leichte Voll-Aluminium-Konstruktion Die hochwertigen Komponenten mit Selbstkipp-Mechanismus und kombiniert mitsicheres der SPS-Steuerung garantiert ein Fahrverhalermöglichen vielseitige ten durch eine niedrige Lösungen.

Ladehöhe ab 580 mm. Dasdosierte Luxusfahrwerk mit Warmwasser, Chemiezu­ führung, Osmose-Anschluss und Pendelachse für 100-%-Lastenausimmer kaltes auf der gleich sorgt für Wasser aktive FahrsicherHochdruckpumpe sind Eckdaten für heit; unebene Strassen sowie verdie lange Lebensdauer.

Dank dem schiedene Kupplungshöhen werden Edelstahlgehäuse dieverfügt Geräte ausgeglichen. Derkönnen Anhänger auch direkt im Waschraum über leichtgängige und seitlichmon­ vertiert werden.Ladeschienen Hochdruckleitungen, schiebbare und ist

Deckenkreisel, Lanzenköcher – bei dank Selbstkippung KippdämpHowatec ist auch diemit Peripherie als fer sofort in ladebereit.

Standard Edelstahl.

HRB Heinemann Howatec AG, AG / 8155 Nassenwil 044 851 80 80 056 491 28 29 5507 Mellingen, www.hrbanhaenger.ch www.howatec.ch

«DER SCHMIERT JAMASTERS WIRKLICH NICHT!» DER MEISTER DER

ID

M

it der neuen Radwaschanlage Twin lässt sich der Reifenservice um ein gutes Stück wettbewerbsfähiger machen und das in halber Zeit. Denn saubere Räder/Felgen sind nicht nur eine wichtige Voraussetzung für die Gewichtsplatzierung im stationären Radwuchten, sie sorgen vor allem für zufriedene Kunden und schaffen Kundenbindung.

Die patentierte Technik von Twin arbeitet sehr gründlich und schnell: mit Ultraschall im gut 40 °C aufgeheizten Waschmittel-Tauchbad, ohne zusätzliche Verschmutzung

NEU BEIEURO-TRANS ABT AG: DRESTER GP FILTER EQ ANHÄNGER VON HEDSON FITZEL – PROFESSIONELLE FÜR DEN FAHRZEUGTRANSPORT

durch Plastikgranulat. Das Ergebnis sind rückstandslos saubere Räder und Felgen ohne Vor- und Nachbehandlung.

Gassner AG / 8192 Zweidlen 044 867 02 78 www.gassnerag.ch

ie neue mmer noch sindReifenmontagema­ die Strassen nass schine ARTIGLIO MASTER und gesalzen.

Da braucht es geist eine Kombination der nügend28 Scheibenwasser im Fahrbekannten MASTER 26 zeug, um nicht «blind» zu fahren. und der Das gilt Topversion sowohl ausMASTER Sicht desCODE. AutoKraftmässigals spielt sieaus in der gleichen mobilisten auch derjenigen Liga Garagisten, wie die MASTER CODE. Es gibt des der die Autos seipraktisch keine Reifen-Rad-Kombina­ ner Kunden fit macht für die Wintertion, welche mitwelches ihr nichtScheibenmontiert/ monate.

Doch wasser nehmen?

Die kann.

Qualitätsunterdemontiert werden Das Ge­ rät eignet sich für Nie­ schiede sind zumbesonders Teil erheblich, und derquerschnittund Runflat-Reifen man hört oft genug: «Das Wasser (maximale Aufspanngrösse bis zu 28 schmiert!»

Nicht so beim «KlarSicht»Zoll). Profitieren Sie! Bisder Ende dieses Winterscheibenreiniger FRIPOO ­Jahres können Ihre alte 24 Produkte AG, Sie einem der MASTER leistungszum Vorzugspreis eintauschen. fähigsten Schweizer Hersteller für

Reinigungs- und Pflegemittel für Fahrzeuge. Im «KlarSicht»-Reiniger steckt das bald 50-jährige Know-how Abt AG, 8306 Brüttisellen der FRIPOO. 044 833 10 50 www.abt-ag.ch www.fripoo.ch

10. Schweizer Nutzfahrzeugsalon 10e Salon suisse du vĂŠhicule utilitaire

& Aftermarket

106 10/19 VORSCHAU/EVENTS

LESEN SIE IN DER AUSGABE 11/2019: & Wirtschaft

NEWS

&Technik

FACHWISSEN

Mobilitätstrends News von der Auto Zürich 2019: Wir geben eine Vorschau auf die Messe, die sich dieses Jahr vermehrt von einer reinen Autoausstellung zur Mobilitätsmesse weiterentwickelt.

WIRTSCHAFT Prüftechnik Bremsprüfstände, Lenkgeometrievermessung, Stossdämpferdiagnose: Wir zeigen den Stand der Technik bei den Geräten.

SCHWERPUNKT

Energiemanagement Nicht nur der Antriebsstrang der Fahrzeuge wird sich in den nächsten 20 Jahren mehr verändern als in den vergangenen. Der ge­ samte Umgang mit der antreibenden Energie im Fahrzeug wird neu überdacht werden.

Die innermotorischen Sparpotenziale sind mehr oder weniger bekannt, aber Fahrzeuge können miteinander kommunizieren, damit keines brüsk abgebremst oder beschleunigt werden muss. Die Industrie geht vielen Ideen nach.

Weitere Themen: Leichte Nutzfahrzeuge, Auf- und Umbauten sowie Krankenkassen und Verbrauchsmaterial/Chemie/Papier.

Aus- und Weiterbildung Gerade im Carrosseriebereich, wo immer wie­ der neue Produkte auf den Markt kommen, die neue Applikationstechniken vorschreiben, und die Digitalisierung langsam Einzug hält, ist die regelmässige Weiterbildung für die Mitarbei­ tenden sehr wichtig. Dafür bieten verschiedene Lacklieferanten sowie Werkzeug- und Maschi­ nenhersteller spezifische Schulungsprogram­ me an. Lesen Sie in AUTO&Carrosserie, wer welche Kurse anbietet, was sie dem Teilneh­ mer bringen und wie man sich anmeldet.

Die AUTO&Carrosserie-Ausgabe 5/2019 erscheint Anfang Dezember.

AUTO-EVENTS 2019 Termin

Veranstaltung

Ort

Internet

14.04.19-13.10.19

Ikonen & Boliden

Basel

pantheonbasel.ch

05.10.19

Swiss Classic British Cars

Morges/VD

british-cars.ch

06.10.19

Argovia Classic

Brunegg/AG

rallye-yors.ch

09.10.19

Cupra Track Day

Anneau du Rhin/F fredybarth.ch

14.10.19-15.10.19

Fredy Barth Trackday

Mugello/I

fredybarth.ch

19.10.19

The Swiss Auctioneers

Toffen/BE

oldtimergalerie.ch

27.10.19

Oldtimermesse St. Gallen

St. Gallen

oldtimermesse-ch.com

31.10.19-03.11.19

Auto Zürich

Zürich

auto-zuerich.ch

09.11.19

Oldtimer Markt Brunegg

Brunegg/AG

nicanaotm.ch

13.11.19

aboutFLEET Event

Spreitenbach/AG

aboutfleet.ch

14.11.19-17.11.19

Transport-CH

Bern

transport-ch.com

06.12.19-07.12.19

Coppa delle Alpi

St. Moritz/GR

stmoritz.ch

29.12.19

Classic Car Auction

Gstaad/BE

oldtimergalerie.ch

20.02.20-23.02.20

Swiss-Moto

Zürich

swiss-moto.ch

JED O ERZ ABR NLIN EIT UFB E AR

DER AW-GUIDE IST DAS NACHSCHLAGEWERK FÜR DIE SCHWEIZER AUTOMOBILWIRTSCHAFT.

FACHMESSE TRANSPORT-CH

I

n Bern empfängt vom 14. No­ vember bis 17. November 2019 die Fachmesse transport-CH zum zehnten Mal die Nutzfahr­ zeugbranche. Der 10. Schweizer Nutzfahrzeugsalon steht unter dem Motto eVOLUTION: Er bietet einen Überblick über Marktentwicklungen in den Bereichen Nutzfahrzeuge sowie im Zubehör-, Komponentenund Betriebsstoffe-Markt (After­market). Attraktionen, eine Test­ strecke für alternative Antriebs­ technologien sowie ein bewährtes Gastronomiekonzept machen die

Leitmesse der Nutzfahrzeugbran­ che zum Branchentreffpunkt. Er­wartet werden auch dieses Jahr wieder mehr als 30’000 Besucher.

Ihren Anspruch als Plattform un­ termauert die transport-CH zudem auch mit der Durchführung des mobility-forum.org am Eröffnungs­ tag. Mit der parallelen Austragung dieser Fachveranstaltung, die sich an ein breites Publikum richtet, verdeutlichen die Organisatoren der transport-CH, dass sie erfolgreiche Komponenten ihres gewachsenen Messekonzeptes weiterführen.

Wir haben dein Auto.

Du lebst es!

autoscout24.ch

Wir sind an der Auto ZĂźrich Carshow: Halle 4, Stand B03

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Exide liefert seit über 100 Jahren Blei-Säure-Batterien an Automobilhersteller. Exide entwickelt die technisch fortschrittlichsten Produkte und waren 2004 die Ersten, die die Start-Stop-Batterien im europäischen Markt eingeführt haben. Automobilhersteller vertrauen auf die Qualität unserer Produkte und unsere Kompetenz in der Fertigung. Exide arbeitet mit führenden Automobilherstellern zusammen.

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