A&T 07+08/2020 by A&W Verlag AG

7+8 | JULI 2020

www.auto-wirtschaft.ch FACHWISSEN Variables Kompressionsverhältnis Über das Verdichtungsverhältnis kann die Verbrennung bei Teillast beeinflusst werden. Der Kompromiss zwischen Teillastwirkungsgrad und Klopfgrenze galt für die Motorenbauer seit jeher als spezielle Herausforderung. Deshalb kommt vielleicht jetzt die Zeit der VCR-Systeme.

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TECHNIK Elektrischer Abgasturbolader Der Abgasturbolader kriegt elektrische Unterstützung: Ein Elektromotor direkt auf der Laderwelle hilft dem Verdichterrad bei tiefen Motordrehzahlen, auf Touren zu kommen. Mercedes-AMG will so das Ansprechverhalten deutlich verbessern. Aerodynamikkonzept Audi e-tron S Audi setzt beim Aerodynamikkonzept seiner e-tron-S-Modelle einerseits auf bewährte Lösungen wie einen voll verkleideten Unterboden. Zusätzlich kommen aber auch neue Technologien wie die patentierten durchströmten Radlaufblenden zum Einsatz. Realistische Laborprüfung von Traktionsbatterien Das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF hat eine neuartige Erprobungsumgebung für Traktionsbatterien entwickelt, die es ermöglicht, Batteriesysteme auf realistische Weise zu prüfen, noch bevor ein Prototypenfahrzeug existiert. Performance – eine Frage der Deﬁnition! Ob im sportlichen Bereich oder zur Verbesserung der Fahreigenschaften von Transportern, Familiy-Vans oder SUVs – unser gelber BILSTEIN B6 Gasdruckstoßdämpfer ist perfekt für verbesserten Serienersatz und für hohe Ansprüche!

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MEHR ODER WENIGER VERDICHTEN Über das Verdichtungsverhältnis kann die Verbrennung bei Teillast beeinflusst werden. Der Kompromiss zwischen Teillastwirkungsgrad und (Volllast-) Klopfgrenze galt für die Motorenbauer seit jeher als spezielle Herausforderung. Deshalb kommt vielleicht jetzt die Zeit der VCR-Systeme. Text: Andreas Lerch | Bilder: Iwis, AVL, Lerch

icolaus August Otto erhielt 1877 vom Kaiserlichen Patentamt ein deutsches Patent für den Viertaktmotor. Gegenüber dem Gasmotor des Belgiers Jean-Joseph Étienne Lenoir erhielt der Viertaktmotor einen Verdichtungstakt. Da sich schon vor Otto andere Erfinder mit dem Verdichtungstakt beschäftigten (insbesondere der Franzose Alphonse Beau de Rochas) und die Idee patentieren liessen, wurde Otto das Patent 1886 wieder aberkannt. Diese juristische Angelegenheit machte den neuen Erfindern (in Deutschland vor allem Benz und Daimler) den Weg frei, Fahrzeuge mit «Otto»-Motoren, also Viertaktmotoren zu bauen. Verdichtungstakt Auf der einen Seite kann der Verdichtungstakt, der zwischen dem Ansaug- und dem Arbeitstakt liegt, durch reine Überlegungen begründet werden. Auf physikalischem Weg kann über das Verdichtungsverhältnis der thermische Wirkungsgrad eines Motors berechnet werden, und bei dieser Berechnung wird sofort deutlich, dass bei einem höheren Verdichtungsverhältnis der thermische Wirkungsgrad ansteigt. Gemäss Bild 2 erreicht der thermische Wirkungsgrad bei einem Verdichtungsverhältnis von 10 : 1 theoretisch die 60-%-Grenze. Darüber wird die Linie ziemlich flach, und mehr als 14 bis 15 : 1 verbessert den Wirkungsgrad nur noch um Zehntelprozente. Den Berechnungen liegen die folgenden Werte zugrunde: Der Ansaugdruck beträgt 0.9 bar absolut, der maximale Druck 80 bar, der Heizwert des Benzins 43 MJ/kg,

Bild 1. Vom variablen Verdichtungsverhältnis wird schon seit Jahrzehnten gesprochen. Das System mit dem teleskopartigen Pleuel wurde von Iwis und der AVL zur Serienreife entwickelt. der Luftbedarf 14.8 kg Luft auf 1 kg Treibstoff, der Lambdawert ist 1. Die spezifische Wärmekapazität beträgt 0.72 kJ/kg und der Isentropenexponent liegt bei 1.4. Als einzige Variable wurde das Verdichtungsverhältnis zwischen 2 und 20 : 1 verändert. Verdichtungsverhältnis und Teillastbetrieb Problematisch wird der Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors, wenn im Teillastbetrieb der Füllungsgrad zusammenbricht. Die Drosselklappe behindert den Luftstrom, und der Kolben muss die Luft richtig in den Zylinder hineinsaugen (diese Arbeit

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gehört nicht zum thermischen Wirkungsgrad). In diesen Betriebspunkten verbessert ein festes Verdichtungsverhältnis den Wirkungsgrad kaum mehr, da der Überdruckbereich im Verdichtungstakt erst erreicht wird, wenn der Kolben z. B. den halben Hub schon hinter sich hat. Der Verdichtungsenddruck wird dann klein bleiben, das Gemisch wird im Zündzeitpunkt nicht allzu homogen sein und auch die Verbrennung kann nicht heiss und effizient werden. In diesen Betriebszuständen sollte das Verdichtungsverhältnis erhöht werden, damit die kleine Gemischmenge mit maximaler Effizienz

verbrannt werden kann. Dazu wäre ein variables Kompressionsverhältnis förderlich. Es wird von Motorenentwicklern auch schon fast seit Beginn der Motorenforschung gewünscht, und verschiedenste Realisierungsmöglichkeiten sind bekannt: Mitte der 1980er Jahre war ein Hype für diese Technologien. Mer cedes-Benz stellte zusammen mit Mahle ein System mit einem teleskopartigen Kolben vor, Volkswagen baute einen Zündkerzensupport, welcher über ein Steilgewinde mit dem Zylinder verbunden war. Durch eine Zahnstange konnte der Zündkerzensupport gedreht und somit axial in den Brennraum hinein- oder aus ihm herausgeschraubt werden. Saab stellte 2000 am Genfer Automobilsalon einen kippbaren Zylinderkopf vor. In Frankreich arbeitet die Firma MCE5 seit Jahren an einem System, welches über einen zahnstangenbetätigten Hebel die Kolbenstange in der Länge verändern kann. Schliesslich brachte Infiniti 2018 das Multilinksystem auf den Markt. Leider hat sich die Marke aus Europa verabschiedet, und der interessante Motor ist wahrscheinlich nur in bescheidener Anzahl auf unseren Strassen vertreten. Variable Pleuelstangen Wird die Pleuelstangenlänge oder genauer, wird das Stichmass der Pleuelstange von Mitte der Pleuellagerbohrung bis zur Mitte des Pleuelauges verlängert, werden die Pleuelstange und damit der Kolben und der Kolbenboden bei OT weiter in den Verbrennungsraum gestossen. Im UT wird sich hingegen der Kolbenboden auch weniger weit unten im Zylinder befinden. Das bedeutet, dass Hub und Hubraum gleich bleiben (ersterer ist abhängig vom Kurbelwellenradius, zweiter noch von der Bohrung), aber der Kolben trotz gleichbleibendem Hub

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bei OT weiter in den Brennraum Pleuellagern. Damit liegt es nahe, eindringt und so das Gemisch mehr die Umschaltung über diesen Öldruck zu steuern. Das ist wohl möglich, zusammendrückt. Das heisst, dass eine längere aber auch dieser Weg ist nicht ganz Pleuelstange gleichzeitig ein höheeinfach. res Verdichtungsverhältnis bedeutet. Für die AVL und Iwis war klar, dass Wird also die Pleuelstangenlänge es eine berührungslose Schaltung sein muss. (Das System mit dem variabel gestaltet, kann damit das Verdichtungsverhältnis verändert exzentrisch gelagerten Pleuelauge werden. wird ebenfalls hydraulisch gesteuert, Bild 3 zeigt die drei Möglichkeiten, dies aber mittels eines mechanisch um die Pleuelstangenlänge zu ver betätigten Ventils im Pleuelfuss.) Die ändern: Im Bild 3a besitzt der Pleuel berührungslose Betätigung bringt ein exzentrisches Kolbenbolzen den Vorteil des leichteren Nacheinauge, im Bild 3b ein exzentrisches baus in bestehende Motoren. Die Schwierigkeit liegt in der Information, Pleuellager auf der Kurbelwelle und Bild 2. Der thermische Wirkungsgrad ist zu einem guten Teil vom in welchem Moment der Pleuel von im Bild 3c ist er teleskopisch ge- Verdichtungsverhältnis abhängig. baut. kurz nach lang umschalten muss, tenproduktion bekannte Zulieferant mobiltechnik viele mechanische und zudem wird es «nur» eine SchwarzIwis haben sich für die teleskopische hydraulische Steuerungen und Re- Weiss-Lösung geben ohne schaltbare Systemvergleich Bevor jemand ein System von Grund Pleuelstange entschieden und diese gelungen elektrifiziert und über Steu- Zwischenstufen. auf neu konstruiert, untersucht er Variante zur Serienreife entwickelt. ergeräte programmiert. Auf diese Art alle Varianten, welche grundsätzlich Nach Aussagen des Bereichsleiters konnten äusserst komplexe Systeme Drucksteuerung in Betracht gezogen werden. Eine VCR von Iwis, Dr. Kai Arens, sollte in den Fahrzeugen «problemlos» Der Trick der Schaltung liegt in einem veränderbaren Öldruck. Dieser kann derartige Untersuchung zu variablen das System im kommenden Jahr in realisiert werden. Verdichtungen wurde vor bald 20 die Serienfertigung gehen. Wird ein VCR-System jedoch in über die normale Ölversorgung oder Jahren vom deutschen Entwickdie Pleuelstange integriert, wird es über eine zweite Ölleitung zu den lungsdienstleister FEV veröffentlicht. «Dual mode VCS» sehr schwierig, den Steuer- und/oder Pleuellagern geführt werden (10 Es wurden damals fünf Systeme Die Systeme mit variablen Verdich- Arbeitsstrom dorthin zu bringen. in Bild 5). Erzeugt wird der höhere untersucht. Von den drei im Bild 3 tungsverhältnissen werden gemein- Deshalb müssen die Systeme mit der Öldruck durch eine elektrische Öldargestellten Varianten war keine hin mit VCR (= Variable Compression teleskopischen Pleuelstange – aber pumpe. dabei. Im Bild 5 sind die funktionalen Ratio) abgekürzt. Der teleskopartige auch die anderen Pleuelsysteme – auf Am Internationalen Wiener Mo Pleuel, welcher von Iwis in Zusammen- eine andere Art gesteuert werden. Zusammenhänge vereinfacht dartorensymposium 2014 wurde von arbeit mit der AVL entwickelt worden Das heisst: entweder mechanisch, gestellt. In Wirklichkeit besteht der Mercedes eine sehr aufwändige ist, nennt sich «Dual mode VCS», was hydraulisch oder pneumatisch. Das Schieberkolben aus einem vielleicht Untersuchung vorgestellt: Hier wur- so viel heisst wie zweistufiges verän- Schmiersystem fördert Motorenöl 2 mm Durchmesser messenden den sechs Systeme in mehr als 20 derbares Verdichtungsverhältnis (Dual unter Druck durch den Hauptölkanal Schieber (Bild 6). Drosseln und Eigenschaften bewertet. Eindeutiger mode Variable Compression Ratio Sys- zu den Kurbelwellenhaupt- und Rückschlagventile werden in den Favorit war damals das Multilinksys- tem). Die Pleuelstange teleskopisch tem, welches später von Infiniti zur zu bauen, scheint auf den ersten Blick Serienreife weiterentwickelt worden noch einigermassen gut realisierbar. ist. Von den drei Pleuelstangensyste- Die Kräfte, welche dort wirken, sind men wurden die beiden links in Bild 3 aber erstens sehr gross und zweitens dargestellten Varianten untersucht, wirken sie nicht nur geradlinig auf den schnitten aber mit bescheidenen Pleuel; es werden auch Biege- und Resultaten ab. Knickkräfte auftreten, und die sind Interessant ist, dass die FEV gefährlich für die ineinandergleitenden und der deutsche Zulieferer Hilite Teile. Bauteilfestigkeit ist ein Thema sich des Systems aus Bild 3a mit des klassischen Maschinenbaus und dem exzentrisch gelagerten Kol- dieses Problem kann mit entsprebenbolzenauge angenommen und chenden Fertigungstechniken und den dieses auch schon verschiedentlich richtigen Materialien gelöst werden. Viel schwieriger scheint die Steuvorgestellt haben. Der österreichische Entwicklungs erung zu werden. In den letzten Bild 3. Mit dem Pleuel sind drei Arten von VCR realisierbar. Doch verlangen zulieferer AVL und der durch die Ket- Jahrzehnten wurden in der Auto - alle drei nach einer ausgeklügelten Steuerung.

Prüfung und Instandsetzung von Common Rail Injektoren und Hochdruckpumpen

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Bild 4. Ein geschnittener teleskopischer Pleuel aus der Prototypenfertigung von Iwis. mit Torxschrauben verschlossenen Bohrungen über dem grossen Pleuelauge untergebracht. So soll die Zeichnung in Bild 5 als Prinzipdarstellung gesehen werden. Ist der Öldruck am Schieberkolben klein (ungefähr 1.5 bar), drückt die Federkraft den Schieberkolben an den linken Anschlag. Damit verschliesst dieser den Rücklauf für die untere Druckkammer (4), und das Schmiersystem hält über das rechte Rückschlagventil und die

entsprechende Leitung den unteren Druckraum mit Öl gefüllt. Der Öldruck wird nicht ausreichen, um den Pleuelaugenteil mit dem Kolben an den oberen Anschlag zu pressen. Dafür sorgen die Massenkräfte beim nächsten Abbremsen des Kolbens vor OT. In diesem Moment will der Kolben «weiterfliegen» und wird vom Kurbeltrieb abgebremst. Somit zieht er den Teleskoppleuel auseinander. Sofort nach OT versuchen die Massenkräfte und allenfalls

Bild 5. Schematische Darstellung des teleskopischen Pleuels.: 1 Pleuel – 2 feder belastete Rückschlagventile – 3 Dichtungskolben – 4 unterer Druckraum – 5 oberer Druckraum – 6 Differenzlänge des Pleuels – 7 Pleuelaugenteil – 8 Distanzkolben – 9 Schieberkolben mit Druckfeder – 10 Pleuelzapfen der Kurbelwelle.

der Verbrennungsdruck, den Pleuel wieder zusammenzudrücken. Das geht aber nicht, weil der Schieberkolben und das Rückschlagventil die Leitungen versperren. Somit ist der lange Pleuel definiert und das grosse Kompressionsverhältnis eingestellt. Beim Umschalten wird der Motoröldruck durch eine elektrisch betätigte Ölpumpe erhöht und eventuell durch eine zweite Ölgalerie und eine zweite Kurbelwellenbohrung dem Pleuelschaltventil zugeführt. Liegen im Bereich des Schieberkolbens ungefähr 5.5 bar an, wird der Schieberkolben an den rechten Anschlag gepresst und verschliesst damit den Bild 6. Das Schieberventil wird von der Rücklauf für die obere Druckkam- Seite in den Pleuel geschraubt. mer. Somit kann spätestens beim nächsten Arbeitstakt der Kolben den FRAGEN Pleuel zusammendrücken und damit 1. Warum sollte das Verdichtungs den kurzen Pleuel oder das kleine verhältnis bei Teillastbetrieb gross Verdichtungsverhältnis herstellen. sein? Damit sich der Pleuelaugenteil und der Hauptteil des Pleuels nicht 2. Warum sollte das Verdichtungs verdrehen, ist eine mechanische Ververhältnis bei Volllastbetrieb drehsicherung vorgesehen, welche klein sein? als Schraubensicherung in den axial beweglichenTeil des Pleuelaugenteils 3. Zählen Sie fünf Varianten auf, eingreifen kann. wie ein VCR-System gefertigt Der Druckabdichtung muss ein werden könnte. besonderes Augenmerk gewidmet werden. Es ist nicht damit getan, die LÖSUNG ZUR AUSGABE 5/2020 5 oder 6 bar abzudichten. Wenn oben auf den Kolben mehrere tausend 1. Zwei – eine in Hunzenschwil und Newton Verbrennungskraft wirken, eine in Dübendorf (Empa). muss das kraftübertragende Ölkissen diesen Kräften bzw. Drücken stand2. Zur Anode halten und die Dichtungen müssen das System leckfrei halten. 3. Sonst würde die Kathodenreaktion Daneben ist der Steuer- oder Umnicht funktionieren. schaltdruck sehr feinfühlig ein zu -

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stellen. Bei kaltem Öl werden bereits bei kleinen Drehzahlen hohe Öldrücke aufgebaut, und das möchte man ja nicht, da hohe Drücke ein kleines Verdichtungsverhältnis bedeuten. Es wird spannend sein, zu beo bachten, ob eine – und wenn ja, welche – Marke im nächsten Jahr den Schritt zum «Dual mode VCS» wagt oder ob Infiniti auch weiterhin den einzigen Einsatz eines VCR-Systems für sich beanspruchen kann.

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Elektrischer Abgasturbolader

DAS TURBOLOCH ELEKTRISCH STOPFEN Der Abgasturbolader kriegt elektrische Unterstützung: Ein E-Motor direkt auf der Laderwelle hilft dem Verdichterrad bei tiefen Motordrehzahlen, auf Touren zu kommen. Mercedes-AMG will so das Ansprechverhalten direkt ab Leerlaufdrehzahl und über den gesamten Drehzahlbereich hinweg deutlich verbessern. Text: Stefan Gfeller | Bilder: Mercedes-AMG

Der von Mercedes-AMG zusammen mit Garrett Motion entwickelte elektri sche Abgasturbolader.

it der weiten Verbreitung der Abgasturboaufladung, die in erster Linie den Turbodiesel- und Downsizing-Motoren geschuldet ist, wurden auch die mechanischen Lösungen zur Verminderung des «Turbolochs» weiterentwickelt. Da zu gehört etwa der Einsatz zweier unterschiedlich grosser Turbolader – der kleinere spricht bei tiefen Motordrehzahlen schneller an, der grössere liefert auch bei Volllast noch genügend Durchsatz. Eine andere Möglichkeit ist die Verwendung von Turboladern mit variabler Turbinengeometrie VTG. Bei Fahrzeugmodellen, die über ein 48-V-Bordnetz verfügen, kann auch ein sogenannter E-Turbo bzw. eTurbo zum Einsatz kommen. Diese «Turbos» sind recht eigentlich elektrische Verdichter, bei denen ein Elektromotor den Turbinenteil ersetzt und die in der Regel parallel zu einem herkömmlichen Abgasturbolader verbaut sind. «Echter» elektrischer Turbolader Inzwischen scheint die Zeit reif zu sein für «echte» elektrische bzw. elektrisch unterstützte Abgasturbo-

dass sich der elektrische Abgasturbolader, der in Zukunft erstmals in einem Serienmodell aus Affalterbach zum Einsatz kommen werde, bereits im Endstadium der Entwicklung befinde. Die Technologie wurde zusammen mit dem Partner Garrett Motion entwickelt, stammt direkt aus der Formel 1 und verspricht, den Zielkonflikt zu lösen zwischen einem kleinen, schnell ansprechenden Lader, der jedoch eine vergleichsweise geringe Spitzenleistung erzielt, und einem grossen Lader mit hoher Spitzenleistung, der wiederum erst lader. Wie wir in der AUTO&Tech- verzögert anspricht. nik-Ausgabe 3/2020 bereits kurz Hierzu ist direkt auf der Laderwelberichtet haben, soll BorgWarners le, zwischen dem Turbinenrad und entsprechender eTurbo ab 2022 dem Verdichterrad, ein rund 4 cm in die Massenproduktion gehen. schmaler, elektronisch gesteuerter Auch Mercedes-AMG treibt mit Elektromotor integriert, der das innovativen Entwicklungen die Um Verdichterrad antreibt, bevor dieses setzung der Elektrifizierung voran den Abgasstrom übernimmt. Der und profitiert dabei zusätzlich vom Turbolader schafft Drehzahlen von Know-how aus dem Motorsport. Das bis zu 170’000/min, was einen sehr Unternehmen liess nun verlauten, hohen Luftdurchsatz ermöglicht, und

lässt sich im 48-V-Bordnetz betreiben. Lader, Elektromotor und Leistungselektronik sind an den Kühlkreislauf des Verbrennungsmotors angeschlossen, um ein stets bestmögliches Temperaturumfeld zu schaffen. Deutlich dynamischer und agiler Die Elektrifizierung des Turboladers verbessert das Ansprechverhalten direkt ab Leerlaufdrehzahl und über den gesamten Drehzahlbereich hinweg deutlich. Und das «Turboloch» werde durch den E-Motor eliminiert, verspricht Mercedes-AMG. In der Folge reagiere der Verbrennungsmotor noch spontaner auf Fahrpedalbefehle, das gesamte Fahrgefühl sei deutlich dynamischer und agiler. Zudem ermöglicht die Elektrifizierung des Turboladers ein höheres Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen, was die Agilität ebenfalls steigert und das Beschleunigungsvermögen aus dem Stand optimiert. Und auch wenn der Fahrer vom Gas geht oder bremst, ist das System in der Lage, den Ladedruck stets aufrechtzuerhalten, wodurch ein kontinuierlich di rektes Ansprechverhalten gewährleistet ist.

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Der erste Blick mag täuschen: Der Audi e-tron S erreicht einen cW-Wert von 0.28, in der Sportback-Karosserievariante sogar lediglich 0.26.

Aerodynamikkonzept des Audi e-tron S (Sportback)

WINDSCHLÜPFRIG DANK LUFTVORHÄNGEN UND JALOUSIEN Audi setzt beim Aerodynamikkonzept seiner e-tron-S-Modelle einerseits auf bewährte Lösungen wie die «Luftvorhänge» bzw. Air Curtains in der Front und einen voll verkleideten Unterboden. Zusätzlich kommen aber auch neue Technologien wie die patentierten durchströmten Radlaufblenden zum Einsatz. Text: Stefan Gfeller | Bilder: Audi

an könnte es sich leichtmachen, ein bestehendes Elektrofahrzeug nehmen, vielleicht eine etwas leistungsstärkere E-Maschine verbauen, ein bisschen zusätzliches Plastik an die Karosserie und zum Schluss ein «GT» oder ähnlich ans Heck kleben – fertig wäre das «Sportmodell». Wenn man Audi heisst, sollte und will man jedoch mehr bieten. Der e-tron S (bzw. S Sportback) erhält zusätzlich zu den zwei EMaschinen, die den «normalen» e-tron antreiben denn auch einen zusätzlichen Elektromotor – aber vom Antriebssystem des Elektrosportlers soll hier nicht die Rede sein. Denn die Ingolstädter Ingenieure haben auch bei der Aerodynamik erfolgreich Hand angelegt. So sind die elektrisch angetriebenen S-Modelle zwar durchaus durch sportliche Details im Exterieur wie etwa die auf beiden Seiten um 23 mm breiteren Radlaufblenden zu erkennen. Dieses markante Design

korrespondiert aber eben auch mit einer Aerodynamik, die stark auf neue Technologien setzt. Durchströmte Radlaufblenden Sogenannte Air Curtains – seitliche Lufteinlässe in der Front – lenken die Luft für eine optimierte An strömung der Räder und der Fahr zeugflanke über einen Kanal in die Radhäuser. Dazu dienen auch die durchströmten Radlaufblenden: In den Ausschnitten, die die verbreiterten Blenden im vorderen Bereich

haben, stehen schmale horizontale Stege, die den Fahrtwind so leiten, dass er störende Verwirbelungen in den Radhäusern umhüllt und somit kapselt. Daraus resultiert ein «sauberer» Nachlauf entlang der Fahrzeugseite mit verringerten Strömungsverlusten. Audi bringt diese patentierte Lösung erstmals in den Grossserien-Automobilbau. So erzielt der künftige Audi e-tron S Sportback einen cW-Wert von 0.26, der Audi e-tron S erreicht 0.28.

Verkleideter Unterboden und steuerbarer Kühllufteinlass Der Fahrzeugunterboden samt der Aluminium-Abdeckplatte für die Hochvoltbatterie ist verkleidet und weist Spoilerelemente auf. Die An schraubpunkte sind – ähnlich wie die sogenannten Dimples an einem Golfball – schüsselförmig vertieft und lasen so die Luft noch leichter strömen als eine völlig plane Fläche. Die serienmässige Luftfederung mit geregelter Dämpfung leistet einen weiteren Beitrag zur Verbesserung des Luftwiderstandes, indem sie bei höheren Geschwindigkeiten die Karosserie in zwei Stufen bis zu 26 mm unter das Normalniveau absenkt. Der steuerbare Kühllufteinlass dient zugleich als Schaltstelle des Thermomanagements und besteht aus einem Rahmen hinter dem Singleframe, der zwei elektrisch betätigte Jalousien integriert. Bei Geschwindigkeiten zwischen 48 und 160 km/h sind sie zumeist geschlossen und die Luft strömt fast verwirbelungsfrei über die vordere Haube. Wenn die Klimaanlage oder die Antriebskomponenten mehr kühlende Luft brauchen, öffnen sich die Jalousien schrittweise. Und falls die hydraulischen Radbremsen in einer Ausnahmesituation sehr stark beansprucht werden, gibt der steuerbare Kühllufteinlass zwei Kanäle frei, die Luft in die vorderen Radhäuser leiten. Dazu wird – wenn nötig – auch der Kühlerventilator eingeschaltet.

Sorgen für weniger Strömungsverluste: Aufbau und Funktion der Air Curtains und der durchströmten Radlaufblenden.

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Belastungsgrössen nun zeitgleich und in ihrer Wechselwirkung prüfen. Sie haben überdies ein echtzeitfähiges, rechnerisches Fahrzeugmodell in diese Umgebung integriert: Die Forscherinnen und Forscher simulieren das Fahrzeug und dessen Fahrbetrieb auf unterschiedlichen Strecken und bestimmen mittels dieser Simulation die Belastungen, die auch unter realen Bedingungen auf die Batterie wirken würden.

Im Batterieprüfstand am Fraunhofer LBF können die Akkus getestet wer den, als wären sie in einem Prototy penfahrzeug eingebaut.

Realistische Traktionsbatterie-Laborprüfung

DAS AUTO IST IM RECHNER – NUR DIE BATTERIE IST ECHT

Das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF hat eine neuartige Erprobungsumgebung für Traktionsbatterien entwickelt, die es ermöglicht, Batteriesysteme auf realistische Weise zu prüfen, noch bevor ein Prototypenfahrzeug existiert. Text: Stefan Gfeller | Bilder: Fraunhofer LBF

abortests neuer Batteriesysteme für Elektrofahrzeuge sind bisher noch relativ weit von der Realität entfernt, und so kann die Traktionsbatterie häufig erst unter realen Bedingungen getestet werden, wenn dafür zumindest ein fahrbereiter Fahrzeugprototyp zur Verfügung steht. In dieser späten Entwicklungsphase kann dann die Lösung zuvor nicht erkannter Probleme sehr teuer werden und entsprechend Zeit in Anspruch nehmen. Eine Alternative zu dieser Vorgehensweise haben nun Forscherinnen und Forscher am Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF im Projekt MEFBILL (kurz für Battery In The Loop @ LBF) entwickelt. «Wir bringen die Strasse jetzt komplett ins Labor und kombinieren unsere multiphysikalische Erprobungseinrichtung mit einer rechnerischen Fahrzeugsimulation.

Wir können die Batterien also auf realistische Weise erproben – und zwar bevor ein Prototypenfahrzeug überhaupt physisch existiert», erklärt Dr. Riccardo Bartolozzi, technischer Experte für die numerische Systemsimulation am Fraunhofer LBF.

Rechnerisches Fahrzeugmodell Bezüglich der Batteriebelastung sind die drei Bereiche elektrische Lasten, Bewegungen des Fahrzeugs und klimatische Aspekte relevant, die bisher im Labor getrennt voneinander und mit vorgegebenen Standardzeitverläufen geprüft wurden. Dies, obwohl sich die genannten Parameter gegenseitig bedingen und in komplexer Weise voneinander abhängen. In der Erprobungsumgebung des Fraunhofer LBF können die Experten diese

Hardware-in-the-Loop Bei Labortests wurde bisher meist ein Stromprofil mit einem idealisierten Verlauf aufgeprägt. In der Realität zeigt sich allerdings ein zufallsartiger Verlauf mit unregelmässigen Last spitzen. Die Forscher müssen deshalb zuerst die (virtuellen) Erprobungsbedingungen festlegen, also Fragen beantworten wie: Welches Fahrzeug treibt diese Batterie an? Wie schwer ist das Fahrzeug beladen? Mit welcher Geschwindigkeit fährt es? Ist die Fahrbahnoberfläche eben oder mit Schlaglöchern übersät? Die Simulation berechnet mittels solcher Angaben die auftretenden Belastungen und den Strom, der in den Batterieprüfling eingeleitet wird. Die anfänglich benötigte Strommenge kann sich jedoch durch Änderungen der Temperatur in der Batterie oder auch andere Parameter ändern. Die Forschenden überprüfen deshalb durchgehend die realen Parameter der Batterie und speisen diese wieder zurück in die Simulation. In diesen sogenannten Hardware-in-the-LoopTests ist die Eingangsinformation für den Versuch also nicht statisch, sondern wird aufgrund der Simulation und der Messungen in der Batterie immer wieder neu und in Echtzeit angepasst.

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DREI VARIANTEN LEGEN DEN GOLF 8 UM BIS ZU 60 MM TIEFER

ie drei Fahrwerksvarianten bringen dem neuen Golf 8 eine stufenlos einstellbare maximale Tieferlegung von bis zu 60 Millimetern. Bei Variante 1 ist die Dämpfung werkseitig festgelegt, bei der Variante 2 kann die Zugstufe mit 16 Klicks und bei der Variante 3 können sogar die Zug- (16 Klicks) und Druckstufenkräfte (12 Klicks) separat eingestellt werden. Inkl. Gutachten sind die KW-Gewindefahrwerke ab 1395 Franken lieferbar. Bereits in Entwicklung für den neuen Golf sind die KW-Clubsport- sowie die adaptiven KW-DDCplug&play-Gewindefahrwerke.

D Mehr Informationen unter www.kwsuspensions.ch

FITZEL EURO-TRANS – PROFESSIONELLE ANHÄNGER FÜR DEN FAHRZEUGTRANSPORT

is 2900 kg Nutzlast machen den EURO-TRANS in seiner Klasse einzigartig. Der Anhänger ist eine besonders leichte Voll-Aluminium-Konstruktion mit Selbstkipp-Mechanismus und garantiert ein sicheres Fahrverhalten durch eine niedrige Ladehöhe ab 580 mm. Das Luxusfahrwerk mit Pendelachse für 100-%-Lastenausgleich sorgt für aktive Fahrsicherheit; unebene Strassen sowie verschiedene Kupplungshöhen werden ausgeglichen. Der Anhänger verfügt über leichtgängige und seitlich verschiebbare Ladeschienen und ist

ie jüngste Neuigkeit bei den Kühlerschutzmitteln der etablierten Schweizer Marke polyston ist eine universelle farblose Variante. Sie kann überall dort eingesetzt werden, wo es nicht auf die offiziellen Zulassungen der Autohersteller ankommt – natürlich hat FRIPOO aber auch solche Produkte im Sortiment. Die «Universal»-Variante basiert auf den gleichen Hauptkomponenten wie andere Mittel und ist daher mit diesen unbegrenzt mischbar. In den empfohlenen Mischungsverhältnissen bietet sie einen Temperaturschutz von ca. –52 °C bis +135 °C.

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HANDREINIGUNGSTÜCHER VON ELIX

E dank Selbstkippung mit Kippdämpfer sofort ladebereit. HRB Heinemann AG, 8155 Nassenwil Telefon: 044 851 80 80 www.hrbanhaenger.ch

NANO FINISH – EIN SCHUTZPANZER FÜR JEDE JAHRESZEIT

m Bereich der Konservierung und Lackversiegelung empfiehlt Christ für alle Waschanlagen das neue NANO FINISH, den Nano-Premium-Konservierer. NANO FINISH versiegelt gereinigte Oberflächen und bildet so auf dem Lack einen Schutzpanzer, der gegen Umwelteinflüsse wie Streusalz und Salzlauge schützt. Damit ist das Fahrzeug zu jeder Jahreszeit optimal vor jeglichen Witterungseinflüssen und saisonbedingten Gegebenheiten geschützt. Bei regelmässiger Anwendung wird der Lack nachhaltig gepflegt, eine neuwertige Fahrzeugoptik bleibt erhalten.

DIE UNIVERSELLE LÖSUNG FÜR DEN AUTOKÜHLER

LIX ist ein starkes und effektives Handreinigungstuch-System in höchster Qualität. Der hochwirksame Reinigungseffekt wird durch die Kombination aus der speziellen, zitrusbasierenden Flüssigkeitsformel und der starken, strapazierfähigen und leicht abrasiven Tuchoberfläche erzielt. ELIX entfernt damit restlos und hautschonend Fett, Teer, Wachs, Kleberückstande, Öl, Kupferpaste, Brems- und Kohlestaub, Lacke, Farben, Tinte, Grasflecken und viele weitere hartnäckige Verschmutzungen. Der praktische Eimer enthält 90 ELIX-Tücher.

Generalvertretung für die Schweiz: Karl Ernst AG 8005 Zürich, 044 271 15 85 www.KarlErnstAG.ch

SHOWROOM FÜR IHRE PRODUKTE-PRÄSENTATION

M Otto Christ AG 5620 Bremgarten, 056 648 70 80 www.christ-ag.com

it einem Text von circa 500 Zeichen und einem Bild können Sie den Lesern von AUTO&Wirtschaft an dieser Stelle ein Produkt aus Ihrem Sortiment präsentieren. Eine Neuheit, Sonderangebote oder was immer Sie kurz und prägnant vorstellen wollen, findet in der Rubrik «Produkte» seinen angemessenen Platz und entsprechende Aufmerksamkeit – für nur 280 Franken erreicht Ihre Meldung mit der Leserschaft der AUTO&Wirtschaft die Entscheidungsträger in der Schweizer Automobilbranche.

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50 7+8/20 VORSCHAU/EVENTS

LESEN SIE IN DER AUSGABE 9/2020: & Wirtschaft

&Technik

TITELTHEMA

SCHWERPUNKT

Winterreifen Neuste Winterreifenmodelle: AUTO&Wirtschaft gibt einen Überblick und zeigt, wie Garagen das Geschäft mit den Reifen optimieren können.

WIRTSCHAFT Reifenservice Montieren, Auswuchten und Reifendruckkontrollsysteme: Tools für einen effizienten und rentablen Reifenservice. Hebetechnik Passende Lifte für unterschiedliche Aufgaben vom Reifenwechsel bis zur Achsvermessung.

LAUFSTEG Renault Zoe Renault hat den Zoe aufgerüstet und bringt das erfolgreiche Modell mit grösserer Batterie und dadurch erweiterter Reichweite heraus. Aber auch die Lademöglichkeiten wurden gegenüber dem Vorgänger verbessert und ermöglichen es, an Wechselstromstationen bis 22 kW oder an Gleichstromstationen bis 50 kW zu laden – zur Not kann auch an einer Haushaltssteckdose geladen werden. Der Stromverbrauch ist gerade auf der Autobahn relativ hoch, wie der Test von «AUTO&Technik» ergeben hat.

AUTO-EVENTS 2020 Termin

Veranstaltung

Ort

Internet

15.07.20

Fredy Barth Motorsport Trackday Dijon (F)

fredybarth.ch

17.07.20-19.07.20

Alpina Classic Car

Tschiertschen/GR

the-alpina.com adelboden.ch

26.07.20

Oldtimertreffen Adelboden

Adelboden/BE

28.07.20-30.08.20

Drive-In Movies

Hinwil/ZH

driveinmovies.ch

02.08.20

OSMT

Zug

osmt.ch

09.08.20

Dolder Classics

Zürich

dolderclassics.ch

13.08.20

Fredy Barth Motorsport Trackday Anneau d. Rhin (F) fredybarth.ch

19.08.20

Zürich Classic Car Award

Zürich

zcca.ch

21.08.20-23.08.20

Passione Engadina

St. Moritz/GR

passione-engadina.ch

22.08.20-25.08.20

Raid Klosters-Wien

Klosters/GR

raid.ch

22.08.20-23.08.20

Aletsch Arena Trophy

Altdorf/UR

osmt.ch

28.08.20-29.08.20

Swiss Automotive Show

Fribourg

swissautomotiveshow.ch

28.08.20-29.08.20

OCC Jungfrau-Rallye

Flüeli-Ranft OW

jungfraurallye.ch

30.08.20

Super Corvette Sunday

Buchs/AG

corvettes.ch

JED O ERZ ABR NLIN EIT UFB E AR

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

Digitalisierung der Schadenabwicklung Zukunftsszenario: Ein Auto fährt einem anderen ins Heck. Sensoren registrieren die Schäden vollautomatisch. Mittels Telematik werden die Schadendaten zum jeweiligen Assistance-Partner übertragen, der mittels Software die voraussichtlichen Reparaturkosten errechnet und das Schadenbild an verschiedene Reparateure mailt, welche eine Offerte erstellen. Der Kunde e ntscheidet, wer den Zuschlag erhält, das Fahrzeug wird vom Abschlepppartner in die entsprechende Werkstatt gebracht. Die AUTO&Carrosserie-Ausgabe 4/2020 erscheint Anfang Oktober.

TCS DRIVE-IN MOVIES

or sechs Jahren startete TCS Training & Events mit dem Autokino in Hinwil. Aus dem damaligen Pilot wurde in der Zwischenzeit eine liebgewonnene Tradition. Im letzten Sommer besuchten rund 4500 Kinobegeisterte eine der 18 Vorführungen. Von Actionfilmen über Komödien bis hin zu Liebesfilmen war alles im Angebot. Auch das diesjährige Programm verspricht viel Adrenalin, Romantik und Vergnügen. Die Corona-Pandemie und die damit verbundenen einschränkenden Massnahmen haben die Nachfrage nach Autokinos in die Höhe schnellen lassen. Wo sonst, als im eigenen Auto, ist man besser vor einer Ansteckung geschützt, haben sich wohl viele Kinoliebhaber gedacht. Dieses Jahr finden vom 28. Juli bis 30. August Vorführungen statt.

Dazu präsentiert derTCS dieses Jahr eine weitere Neuigkeit. Was schon seit Beginn angedacht war, wird in diesem Jahr erstmals umgesetzt: Das TCS Drive-In Movies geht on Tour und wird vom 8. bis 20. September im TCS-Fahrzentrum Emmen gastieren. Um die erhöhte Anfrage für Autokinos zu bedienen, hat TCS Training & Events den schon lange anvisierten zweiten Austragungsort möglich gemacht. www.auto-wirtschaft.ch

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