Kraftwagen: Seine wichtigsten Komponenten

Kraftwagen: Seine wichtigsten Komponenten

 

Seit dem Bau des ersten Kraftfahrzeuges im Jahre 1885 durch den deutschen Ingenieur Carl Benz (1844-1929) hat der Automobilbau eine rasante Entwicklung genommen. Heute versteht man in Abgrenzung zu anderen Fortbewegungsmitteln (z. B. Eisenbahn, Schiff) unter Kraftfahrzeugen selbstfahrende, maschinell angetriebene Landfahrzeuge, die nicht an Gleise gebunden sind und als Transport- oder Zugmaschinen dienen. Personenkraftwagen (Pkw) stellen dabei neben Lastkraftwagen und Bussen die wichtigste Bauform von Kraftfahrzeugen dar und bestehen aus den Elementen Motor, Kraftübertragung, Fahrwerk, Elektronik und Karosserie.

 

 Motor und Getriebe

 

Pkws werden vorwiegend von Viertakt-Ottomotoren, aber auch Dieselmotoren angetrieben. Diese Antriebskonzepte haben sich allgemein gegen den Zweitaktmotor und den in den 1950/60er-Jahren entwickelten Wankelmotor durchgesetzt. Bei der Standardbauweise liegen der Motor und das zur Kraftübertragung notwendige Getriebe vorn. Der Antrieb erfolgt bei Klein- und Mittelklassewagen vorzugsweise auf die Vorderräder, bei größeren Pkws meist auf die Hinterräder. Daneben haben sich seit einigen Jahren auch für Straßenfahrzeuge Allradantriebe etabliert. Für eine höhere Motorleistung wurden verschiedene Varianten der Aufladung entwickelt, d. h. eine Vorverdichtung der Luft vor Eintritt in den Zylinder. Neuere Entwicklungen setzen auf alternative Antriebskonzepte, wie z. B. Brennstoffzelle, Erdgas-, Elektro- oder Hybridantrieb.

 

Da Verbrennungsmotoren nicht »aus dem Stand« ein Drehmoment abgeben können, ist zur Übertragung der Motorleistung auf die Antriebsräder eine Kupplung notwendig, die den untersten Drehzahlbereich überbrückt. Da die Leistung zudem im gesamten Geschwindigkeitsbereich des Pkw zur Verfügung stehen muss, ist zusätzlich ein Getriebe erforderlich, durch welches Motordrehzahl, Beschleunigungs- und Steigvermögen sowie Geschwindigkeit einander angepasst werden. In den 1930er-Jahren wurden in den USA Automatikgetriebe entwickelt, deren verwendete hydraulische Drehmomentwandler und Planetengetriebe sich heute weltweit durchgesetzt haben.

 

 Fahrwerk

 

Zum Fahrwerk gehören alle Teile, die über die Sicherheit und den Fahrkomfort eines Fahrzeuges entscheiden, also vor allem Radaufhängung und Stoßdämpfer, aber auch Bremsen und weitere Elemente. Bei der Radaufhängung ist zwischen Konstruktionen für die Vorder- und die Hinterachse zu unterscheiden, wobei die Fahreigenschaften eines Pkw entscheidend von der Ausführung der Vorderachse abhängen. Sie übernimmt die Lenkbewegung, die Hauptlast beim Bremsen sowie, bei den meisten Fahrzeugen, den Antrieb. Im Allgemeinen befinden sich bei Pkws an beiden Achsen Einzelradaufhängungen, die einen optimalen Kontakt der Räder mit der Straße gewährleisten. Unterstützend wirken dabei die Stoßdämpfer.

 

Insbesondere im Bereich der Bremsen fanden in den vergangenen Jahren neue Entwicklungen Einsatz, auch in kleinen und mittelgroßen Pkws. Scheibenbremsen gehören längst zum Standard, zusätzliche Sicherheit brachte jedoch in erster Linie das Anti-Blockier-System (ABS): Die Räder können selbst bei glatter Fahrbahn und Vollbremsung nicht mehr blockieren. Eine Weiterentwicklung stellt die Antriebs-Schlupf-Regelung (ASR) dar, die verhindert, dass die angetriebenen Räder auf Glätte beim Tritt auf das Gaspedal durchdrehen.

 

 Elektronik

 

Die Fortschritte im Bereich der Sicherheit waren erst durch die Einführung der Elektronik möglich. Neue Scheinwerfersysteme mit wesentlich höherem Wirkungsgrad (Xenon-Gasentladungslampen) sowie Airbags erfordern eine komplexe Regelungselektronik, die erst durch Entwicklungen in der Mikroelektronik möglich waren. Auch im Bereich der Umwelttechnik hat die Elektronik zu Fortschritten geführt. So wurde erst durch elektronische Einspritzanlagen der Einsatz eines geregelten Katalysators möglich.

 

 Karosserie

 

Bei der Karosserie kommt es hauptsächlich darauf an, Insassen, Zuladung, Antrieb und Fahrwerk so anzuordnen, dass ein möglichst großes Raumangebot und niedrige Betriebskosten bei minimalen Herstellkosten erreicht werden. Insbesondere seit den Ölkrisen 1973/74 und 1978/79 steht die Karosserieentwicklung, neben optischen Anforderungen, im Zeichen eines möglichst niedrigen Luftwiderstands (c_w-Wert).

 

Für die Zukunft zeichnet sich bei Pkws vor allem der verstärkte Einsatz neuer Materialien wie Kunststoffe und Aluminium ab, aber auch die Entwicklung verbrauchsarmer Motoren (»Drei-Liter-Auto«) und neuartiger Antriebe.