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2012 | Buch

Mobilität Kapitel lesen Erstes Kapitel lesen

Vieweg Handbuch Kraftfahrzeugtechnik

herausgegeben von: Prof. Dr.-Ing., Dr.-Ing. E.h. Hans-Hermann Braess, Prof. Dr.-Ing. Ulrich Seiffert

Verlag: Vieweg+Teubner Verlag

Enthalten in: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik"

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Inhaltsverzeichnis

Frontmatter
1. Mobilität
Zusammenfassung
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
Zusammenfassung
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
Zusammenfassung
Die Fahrzeugphysik stellt die Vernetzung von physikalisch-technischen Aufgaben an den Fahrzeugentwickler dar.
Hans-Hermann Braess, Ulrich Seiffert
4. Formen und neue Konzepte
Zusammenfassung
Das Design gewinnt innerhalb der Automobilentwicklung eine immer größere Bedeutung.
Hans-Hermann Braess, Ulrich Seiffert
5. Antriebe
Zusammenfassung
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
Zusammenfassung
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
Zusammenfassung
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
Zusammenfassung
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
Zusammenfassung
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
Zusammenfassung
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
Zusammenfassung
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
Zusammenfassung
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?
Zusammenfassung
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
Metadaten
Titel
Vieweg Handbuch Kraftfahrzeugtechnik
herausgegeben von
Prof. Dr.-Ing., Dr.-Ing. E.h. Hans-Hermann Braess
Prof. Dr.-Ing. Ulrich Seiffert
Copyright-Jahr
2012
Verlag
Vieweg+Teubner Verlag
Electronic ISBN
978-3-8348-8298-1
Print ISBN
978-3-8348-1011-3
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-8348-8298-1

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