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Mit zwei Motoren in die Zukunft

Schon seit Jahren bastelt die Automobilbranche an dem „Antrieb von morgen“. Wie der theoretisch auszusehen hat, weiß man schon lange: sehr sparsam soll er sein, aber nicht lahm. In den achtziger Jahren fummelte man noch mit Elektromobilen herum, doch schnell stellte sich heraus, daß die damals gängigen Antriebe nicht brauchbar sind. Zu schwach, zu kurzlebig und nicht dynamisch genug waren sie. Daher blieben sie Spielzeuge für den Ökomittelstand, der mit den teuren kleinen Kisten zum Kosmetiker und nahe gelegenen Dritte-Welt-Laden kurvte. Wenn man dann nachher seinen durstigen Volvo-Kombi beschleunigte, kam wenigstens kein schlechtes Gewissen auf. Als Ausweg aus dieser Utopie blieb für die Autobauer das „Stellen an den kleinen Schrauben“: Die herkömmlichen Otto-Motoren wurden immer feiner getrimmt, so daß das Verhältnis Leistung/Verbrauch stetig besser wurde. Hinzu kam eine immer bessere Karosse, leichtere Baustoffe und so fort. Allerdings sind auch heute noch sieben bis acht Liter Benzinverbrauch auf 100 Kilometern im normalen Stadtverkehr der Normalfall. Bei größeren Autos sind selbst zehn bis zwölf Liter Verbrauch keine Seltenheit. Verheißungsvoll klingt die Brennstoffzelle als Antrieb, und in Mode gekommen ist auch komprimiertes Gas, letzteres ist jedoch wieder nicht dynamisch genug. „Da kann man eben nichts machen“, scheint sich die deutsche Ingenieurszunft gedacht zu haben. Nicht so die Japaner, die in diesem Sommer eine Luxuskarosse auf den Markt werfen wollen, die an Innovation nicht so schnell zu überbieten sein wird. Das Besondere daran ist der Motor mit Hybridtechnologie. Das Konzept ist bereits in einem anderen Modell auf den Straßen und erhielt 2004 den Umweltpreis des Verkehrsclubs Deutschlands (VCD). Der Toyota Prius, kein Klein-, sondern ein geräumiges Mittelklasseauto, schaltet je nach Einsatzgebiet von Elektro- auf Benzinantrieb um und kommt so auf einen Normverbrauch von 4,3 Liter Benzin auf 100 Kilometern. Erstmals seit 1996 mußten deutsche Autos die Spitzenposition in der Umweltverträglichkeit an Japaner abgeben. Deutschland hat die Entwicklung verschlafen „Deutschland hat die Entwicklung schlicht verschlafen“, stellte in diesem Zusammenhang VCD-Verkehrsreferent Gerd Lottsiepen fest. Die Vorteile für die Hybridtechnologie, die Toyota für seine Luxussparte Lexus weiterentwickelt hat, scheinen in der Tat beachtlich zu sein, das Prinzip ist dabei einfach. Der „Hybrid Synergy Drive“ (HSD) kombiniert einen Verbrennungsmotor mit einem Elektroantrieb. Die Steuerung der verschiedenen Komponenten übernehmen dabei modernste, intelligente Elektroniksysteme. Der Verbrennungsmotor ist die Hauptenergiequelle. Bei diesem Motor wird die Menge der angesaugten Luft ständig von einem leistungsstarken Steuergerät so variiert, daß abhängig vom jeweiligen Fahrzustand und der auftretenden Motorlast optimale Ventilsteuerzeiten erreicht werden. Durch eine gezielte Anpassung der Überschneidung zwischen dem Schließen der Auslaß- und dem Öffnen der Einlaßventile wird die Motorcharakteristik so verändert, daß über das gesamte Drehzahlband jederzeit spontanes Drehmoment zur Verfügung steht. Bei wenig Verbrauch muß daher niemand auf seine ruppige Fahrweise verzichten. Kernstück des Antriebsstrangs ist ein sogenanntes „Planetengetriebe“, das als Bindeglied zwischen Benzinmotor, Generator und Elektromotor wirkt. Hinzu kommen ein Steuergerät und eine Halbleiter-Schalteinheit, die dem Leistungsmanagement zwischen Generator, Batteriepaket und Elektromotor dienen. Eine der wichtigsten Aufgaben besteht dabei in der Gleichrichterfunktion zur Umwandlung von Gleich- in Wechselstrom und umgekehrt. Der absolute Hammer ist das sogenannte regenerative Bremssystem. Während des Bremsvorgangs wird dabei neben der hydraulischen Bremse auch der Generator zur Verzögerung des Fahrzeugs eingesetzt und produziert so elektrische Energie. Diese Energie wird in die Batterien (zurück-) gespeist. Bei den herkömmlichen Antriebs- und Verzögerungskonzepten geht die zum Bremsen eingesetzte Energie dagegen komplett verloren. Das HSD-System arbeitet im Stadtverkehr besonders effizient, weil sich hier Beschleunigungs- und Verzögerungsphasen in ständigem Wechsel wiederholen. Da es darüber hinaus kein herkömmliches Getriebe gibt, entstehen wesentlich geringere Reibungsverluste zwischen den einzelnen Komponenten. Mehr kinetische Energie kann so direkt in elektrische Energie zurückverwandelt werden. Dieses Feuerwerk an Spitzentechnologie hat natürlich seinen Preis und wird sicherlich deshalb zuerst im Luxussegment angeboten. Aber immerhin haben es die Japaner geschafft, eine hocheffiziente Methode serienreif zu machen. Die zahlreichen Patente, die im Zuge der Entwicklung entstanden sind, lassen die Konkurrenz für Jahre weit hinter sich. Erfreuliche Ansätze wie etwa der Drei-Liter-Lupo von VW werden inzwischen nicht mehr angeboten. Kein Wunder, wer kauft sich schon einen Kleinstwagen zum Preis der Mittelklasse! Wie wenig der einst führende deutsche Automobilbau auf der Höhe der Öko-Zeit ist, zeigt auch die zögerliche Einführung von Rußpartikelfilter. Hier wurden die Deutschen speziell von den Franzosen locker überrundet.

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