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Antriebsstrangsysteme in Kraftfahrzeugen von Mashadi, Behrooz (eBook)

  • Erscheinungsdatum: 03.09.2014
  • Verlag: Wiley-VCH
eBook (ePUB)

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Antriebsstrangsysteme in Kraftfahrzeugen

Der Antriebsstrang ist das Herzstück eines jeden Pkw, er sorgt für die Kraftübertragung vom Motor auf die Räder. Dieses Buch erläutert ausführlich dessen Grundprinzipien und erlaubt so Studenten und Praktikern, zur Weiterentwicklung von Antriebsstrangsystemen beizutragen.

Behrooz Mashadi ist Professor in der Abteilung Fahrzeugbau an der Teheraner Universität für Wissenschaft und Technologie. Seinen Doktorgrad hat er von der Universität Leeds erhalten, an der er in Zusammenarbeit mit David Crolla zum Antriebsstrang in Kraftfahrzeugen geforscht hat.
David Crolla war Professor für Fahrzeugbau an den Universitäten Leeds, Sunderland und Cranfield. Nach seinem Abschluss an der Universität Lougborough hat er zunächst als Entwicklungsingenieur von Offroad-Fahrzeugen gearbeitet, bevor er Leiter der Abteilung Maschinenbau an der Universität Leeds wurde. David Crolla war Chefredakteur der 'Encyclopedia of Automotive Engineering'.

Produktinformationen

    Format: ePUB
    Kopierschutz: AdobeDRM
    Seitenzahl: 720
    Erscheinungsdatum: 03.09.2014
    Sprache: Deutsch
    ISBN: 9783527678051
    Verlag: Wiley-VCH
    Größe: 23304 kBytes
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Antriebsstrangsysteme in Kraftfahrzeugen

1

Fahrzeugantriebskonzepte

1.1 Antriebskonzepte

In den letzten 100 Jahren haben Kraftfahrzeuge unser Leben verändert. Sie haben uns die Mobilität verliehen, die wir bei all unseren Geschäftsaktivitäten rund um den Globus nutzen. Zudem haben sie Millionen von uns neue Möglichkeiten gegeben, die erst mit dem Individualverkehr möglich wurden. Das Herzstück jedes Fahrzeugs ist das Antriebssystem. Die Technik des Antriebssystems stellt die die treibende Kraft für die Mobilität bereit.

Der Kraftquellenabtrieb - bis heute meist eine Verbrennungskraftmaschine - wird über ein System zur Kraftübertragung und den Antriebsstrang kontrolliert und wird als Zugkraft an die Räder abgegeben. Alle diese Komponenten, die zusammen auch als Antriebssystem oder kurz Antrieb bezeichnet werden, werden vom Fahrer kontrolliert. Anspruchsvolle Fahrer nehmen, so glaubt die Automobilindustrie, eine Reihe von Performance-Kriterien wahr. Beispielsweise sind Beschleunigung, Höchstgeschwindigkeit, Kraftstoffverbrauch, Steigfähigkeit oder Anhängelast einige der augenscheinlicheren quantitativen Merkmale. Aber subjektive Kriterien wie Fahrverhalten, Fahrspaß, technische Ausgereiftheit und Fahrvergnügen spielen eine wichtige Rolle beim wirtschaftlichen Erfolg von Fahrzeugen. Andererseits fordert die Gesellschaft verschiedene Leistungsanforderungen ein - wovon in jüngerer Zeit Emissionswerte und CO2-Ausstoß von Fahrzeugen im Vordergrund stehen. Die Regierungen gehen so weit, Herstellern sogar Gesamtemissionswerte für ihre Fahrzeugflotten vorzugeben.

Um all diese widersprüchlichen Anforderungen erfüllen zu können, müssen die Ingenieure das gesamte Antriebssystem beherrschen. Wenn es ein durchgehendes Thema in diesem Buch gibt, dann ist dies, dass das Gesamtsystem analysiert werden muss, bevor Fahrzeugmobilität wirklich verstanden werden kann - inklusive Fahrer, Motor, Kraftübertragung, Fahrzyklen usw. Ziel dieses Kapitels ist es, dieses Hintergrundwissen bereitzustellen.
1.1.1 Systemansatz

Das Kernthema dieses Buches besteht in der Vorgabe eines systematischen Lösungsansatzes für das Antriebskonzept eines Fahrzeugs. Einfach ausgedrückt geht es darum, alle Einzelkomponenten des Antriebsstrangs zu betrachten und zu analysieren, wie sie zusammen funktionieren und interagieren. Letztlich ist die Zielsetzung natürlich, das Gesamtverhalten des Fahrzeugs hinsichtlich Geschwindigkeit, Beschleunigung, Steigfähigkeit, Kraftstoffverbrauch usw. vorausberechnen zu können.

Zunächst wird das Verhalten der Triebstrangkomponenten analysiert - danach werden sie als Komplettsystem zusammen betrachtet, um den gesamten Triebstrang des Fahrzeugs zu erfassen, also von der Antriebsmaschine, die zumeist auch heute noch ein Verbrennungsmotor ist, über die Kraftübertragung - Kupplung, Getriebe, Differenzial usw. - bis hin zum Achsantrieb der Räder. Das Wichtige daran ist, dass der Fahrzeugkonstrukteur nur dann die gewünschten Leistungsmerkmale erreichen kann, wenn er den Antriebsstrang aus der Systemebene betrachtet. Beim Systemansatz für beliebige Systeme ist die Festlegung der Systemgrenzen die eigentlich problematische Aufgabe. Betrachtet man beispielsweise den Gesamtenergieverbrauch eines Pkw, sieht das System wie in Abb. 1.1 aus - wobei hier die Energie von der Primärenergiequelle bis zur Nutzung für den Vortrieb des Fahrzeugs bilanziert wird. Bei der Planung eines Antriebssystems ist dieser Zusammenhang von Bedeutung. Dieser wird häufig als Well-to-Wheel-Analyse des Energieverbrauchs bezeichnet.

Abb. 1.1 Gesamtenergiewandlungsprozess im Kraftverkehr - Well-to-Wheel-Analyse (W2W-Analyse); (a) Bohrung bis Tank, (b)

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