Skip to main content
main-content

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

1. Mobilität

Wie Bewegung eine Voraussetzung des Lebens ist, wird ihr Gegenteil, Bewegungslosigkeit, Starre, mit Leblosigkeit oder gar mit Tod gleichgesetzt. Die Materie selbst ist unaufhörlich in Bewegung. So sagt Galileo Galilei: „Nichts ist älter in der Natur als Bewegung“. Und Pascal sagt in seinen Pensees: „Zu unserer Natur gehört die Bewegung; vollkommene Ruhe ist der Tod“. Nicht umsonst zählt Gefängnis seit jeher zu den besonders harten Strafen für Mensch und Tier. Es bedeutet nämlich nicht nur kein Aus-dem-Haus-gehen, Fahren, Fliegen, sondern auch starken Verlust an Informationsaufnahme und damit Mangel an Erkenntnis-Gewinn und Erkenntnis-Weitergabe.
Hans-Hermann Braess, Ulrich Seiffert

2. Anforderungen, Zielkonflikte

Das Automobil ist seit mehr als einhundert Jahren ein Transportmittel für Menschen, Tiere und Güter. Obwohl es für den größten Anteil der Fahrzeuge in seinen Grundzügen gleich geblieben ist – vier Räder, Otto- oder Dieselmotor als Antrieb, Getriebe als Drehmomentwandler – hat es doch erhebliche Veränderungen erfahren. Diese wurden geprägt durch den Mobilitätsbedarf, den internationalen Wettbewerb, den technischen Fortschritt, das weltweite Produktangebot, die Aktivitäten der Gesetzgeber, die eingesetzte Energie, Erdöl, Gas, Biokraftstoffe und Elektrizität sowie durch die vielfältigen Kundenanforderungen.
Hans-Hermann Braess, Ulrich Seiffert

3. Fahrzeugphysik

Die Fahrzeugphysik stellt die Vernetzung von physikalisch-technischen Aufgaben an den Fahrzeugentwickler dar.
Hans-Hermann Braess, Ulrich Seiffert

4. Formen und neue Konzepte

Das Design gewinnt innerhalb der Automobilentwicklung eine immer größere Bedeutung.
Hans-Hermann Braess, Ulrich Seiffert

5. Antriebe

In den über 100 Jahren des Gebrauchs von Kraftfahrzeugen hat sich der Hubkolben-Verbrennungsmotor mit einem Drehzahl-/Drehmomentwandler und einer Anfahr-/Schaltkupplung als bevorzugtes Antriebskonzept durchgesetzt und behauptet. Der Antrieb hat eine Reihe von Aufgaben zu erfüllen, von denen die wichtigsten nachfolgend aufgelistet sind:
  • Das Fahrzeug muss aus dem Stillstand anfahren können und bis zu einer bestimmten Endgeschwindigkeit jede gewünschte Geschwindigkeit einstellen lassen.
  • Antriebsdrehmoment und -drehzahl müssen schnell regelbar sein, um dynamische Fahrvorgänge zu ermöglichen.
  • Der Energieträger muss auf kleinem Raum bei geringem Gewicht einen hohen Energieinhalt bereitstellen. Ohne große Nutzlast- und Raumverluste soll eine möglichst hohe Reichweite ohne Unterbrechung oder Wiederbetankung möglich sein.
  • Masse und das Bauvolumen sind möglichst klein zu halten.
  • Das gesamte System muss Erschütterungen und Bewegungen ertragen können.
  • Der Antrieb soll kurzfristig (auch bei niedrigen und hohen Temperaturen) betriebsbereit sein.
Hans-Hermann Braess, Ulrich Seiffert

6. Aufbau

In der Anfangszeit des Automobils wurde die Karosserie – dem Beispiel des Kutschenbaus folgend – auf einem Rahmengestell befestigt. Diese Bauweise findet man heute nur noch bei Lastkraftwagen und großen Off-Road-Fahrzeugen. Im Bereich der Personenwagen hat sich die selbsttragende Karosserie durchgesetzt. Sie wurde 1935 von Opel erstmalig mit dem Modell Olympia in der Großserie eingeführt. Die Innovation bestand darin, dass die Karosserie für sich komplett vorgefertigt wurde. Anschließend wurden die restlichen Komponenten wie Motor, Kupplung, Getriebe, Vorder- und Hinterachse sowie der Auspuffanlage direkt an der Karosserie befestigt und zum Fahrzeug komplettiert.
Hans-Hermann Braess, Ulrich Seiffert

7. Fahrwerk

Automobile sind Fahrzeuge, deren Bewegung auf einer vorgegebenen Oberfläche, in der Regel einer Fahrbahn, vom Fahrer in Längs- und Querrichtung sowie um die Hochachse (Gierachse) in bestimmten, vom Straßenverlauf oder physikalisch vorgegebenen Grenzen, frei bestimmt werden kann. Hierbei sind die Quer- und Gierbewegung eng miteinander gekoppelt.
Hans-Hermann Braess, Ulrich Seiffert

8. Elektrik/Elektronik/Software

Steigende Anforderungen hinsichtlich Sicherheit, Umweltschutz und Komfort führten in den vergangenen Jahren zu einem starken Anstieg der Fahrzeugfunktionen. Wesentliche Treiber dafür waren verschärfte Abgas- und Sicherheitsbestimmungen; in den letzten Jahren kamen komplexe Infotainment- und Assistenzsysteme hinzu, die nur durch ein Zusammenwirken mehrerer Steuergeräte realisiert werden konnten. Deren intuitive Bedienung sowie Personalisierung der Funktionen erforderte eine systemübergreifende Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI – Human Machine Interfaces). Durch die massiv gestiegene Anzahl an elektrischen Verbrauchern nahm auch der Energiebedarf deutlich zu, sodass über elektronische Energiemanagementsysteme ein ausgeglichener Energiehaushalt sichergestellt werden musste.
Hans-Hermann Braess, Ulrich Seiffert

9. Fahrzeugsicherheit

Die Sicherheit des Transports hat weltweit einen hohen Stellenwert. Obwohl in den Industrieländern erhebliche Fortschritte erzielt wurden, waren 2009 weltweit mehr als 1,4 Millionen Verkehrstote pro Jahr zu verzeichnen. Die UN hat daher beschlossen, weltweit Programme zu initiieren, um den negativen Trend umzukehren, siehe auch FISITA summit 2010 (www.​fisita.​com). In den Industrieländern wurden die Erfolge durch Verbesserung der Verkehrsinfrastruktur, der Verkehrsinformation, der Ausbildung der Verkehrsteilnehmer und deutliche Fortschritte bei Fahrzeugen erreicht. In den Entwicklungsländern spielt in diesem Zusammenhang die Verkehrsinfrastruktur eine besonders große Rolle.
Hans-Hermann Braess, Ulrich Seiffert

10. Werkstoffe und Fertigungsverfahren

Die Werkstoffe und Technologien, die in den Automobilen zum Einsatz kommen, spiegeln den jeweils vorhandenen Stand der Technik wider. Der für die gegebenen Anforderungen bestgeeignete Werkstoff bzw. das bestgeeignete Fertigungsverfahren kommt zum Einsatz. Somit ist ein Exkurs in die Werkstoffe der frühen Automobile zugleich ein Blick zurück in die Werkstofftechnik der damaligen Zeit, siehe auch Tabellen 10.1–1 und 10.1–2.
Hans-Hermann Braess, Ulrich Seiffert

11. Produktentstehungsprozess

In ihrem Vorwort charakterisieren die Herausgeber die Produktentstehung sehr treffend als einen hochkomplexen Prozess, dessen Gestaltung und Optimierung immer größere Bedeutung gewinnt. Letztendlich muss dieser Prozess termingerecht zu einem Fahrzeug führen, das für die Zielkunden so attraktiv ist, dass sie es zu einem Preis erwerben wollen, der mit den Renditevorstellungen des Automobilunternehmens im Einklang steht und damit dessen Wettbewerbsfähigkeit sichert. Das Bild 11.1-1 umreißt einen Produktentstehungsprozess schematisch.
Hans-Hermann Braess, Ulrich Seiffert

12. Rennfahrzeuge

Rennfahrzeuge werden für die Teilnahme an Wettbewerben konstruiert bzw. von Serienfahrzeugen abgeleitet. Die Rahmenbedingungen der jeweiligen Rennserie werden von einer Sportbehörde definiert und überwacht. Die größte Bandbreite weltweit deckt dabei die FIA ab, unter anderem mit den Weltmeisterschaften Formel 1, Rallye, GT und Tourenwagen.
Hans-Hermann Braess, Ulrich Seiffert

13. Ausblick – Wo geht es hin?

Die Autoindustrie befindet sich im Übergang vom ersten zum zweiten Jahrzehnt des 21. Jahrhunderts in der vermutlich größten Umbruchphase ihrer Geschichte.
Hans-Hermann Braess, Ulrich Seiffert

Backmatter

Weitere Informationen

Premium Partner

BranchenIndex Online

Die B2B-Firmensuche für Industrie und Wirtschaft: Kostenfrei in Firmenprofilen nach Lieferanten, Herstellern, Dienstleistern und Händlern recherchieren.

Zur B2B-Firmensuche

Whitepaper

- ANZEIGE -

Und alles läuft glatt: der variable Federtilger von BorgWarner

Der variable Federtilger von BorgWarner (VSA Variable Spring Absorber) ist in der Lage, Drehschwingungen unterschiedlicher Pegel im laufenden Betrieb effizient zu absorbieren. Dadurch ermöglicht das innovative System extremes „Downspeeding“ und Zylinderabschaltung ebenso wie „Downsizing“ in einem bislang unerreichten Maß. Während es Fahrkomfort und Kraftstoffeffizienz steigert, reduziert es gleichzeitig die Emissionen, indem der VSA unabhängig von der Anzahl der Zylinder und der Motordrehzahl immer exakt den erforderlichen Absorptionsgrad sicherstellt.
Jetzt gratis downloaden!

Sonderveröffentlichung

- ANZEIGE -

Fahrzeuge der Zukunft: Weitere intelligente Lösungen von TE Connectivity (TE)

Wie unsere erprobte Technologie und Erfahrung das 48-V-Bordnetz noch attraktiver machen.
Vieles spricht dafür, den elektrischen Antriebsstrang eines Fahrzeugs mit einem zusätzlichen 48-Volt-System auszustatten: Die Energierückgewinnung (Rekuperation) bei fast 90% der Bremsvorgänge reduziert sowohl Kraftstoffverbrauch als auch CO2-Emissionen. Und  das von einem 48-Volt-Elektromotor bereitgestellte zusätzliche Drehmoment unterstützt einen kleineren Verbrennungsmotor in der Beschleunigungsphase. Mehr dazu erfahren Sie hier!

- ANZEIGE -

Nachhaltige 48V-Antriebslösungen entwickeln

Für die Entwicklung nachhaltiger 48-Volt-Antriebslösungen werden geeignete Tools für das Testen von Mikro- und Mildhybridystemen im Niedervoltbereich benötigt. Optimalerweise lassen sich diese Tools auf einfache Weise in vorhandene Prüfstände integrieren. Mehr dazu erfahren Sie hier!

Bildnachweise