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2019
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Fahrwerk mit Luftfederung
Wasserstoff als Energieträger der Zukunft.
Diverse Aufgaben zum Fahrwerk.
Neuigkeiten vom Wiener Motorensymposium.AKTUELL
PRAXISè
TECHNIKè
WISSENè
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èSeite 19: Wettbewerb mit tollen Preisen!
VORWORT 3
INHALTè
AKTUELL
Aktive Fahrwerksysteme è Seite 8 Unfälle mit Elektro- oder Hybridfahrzeugen è Seite 10
Neue Technologien am Wiener Motorensymposium èSeite 16 Wettbewerbsgewinner èSeite 18
www.auto-wissen.ch
IMPRESSUMChefredaktor Harry Pfister (hp) [email protected] Redaktion Thomas Gabathuler (thg) [email protected] Andreas Lerch (ale) [email protected] Maurice Müller (mm) [email protected] Robert Neuhaus (rn) [email protected] Andreas Schranz (as) [email protected] Bruno Sinzig (bsi) [email protected] Memberbereich / Shop www.autowissen.ch
Abo / Preis / Erscheinung 14. Jahrgang | Juni 2019 Das Heft erscheint sechsmal jährlich Jahresabonnement: 54.– Franken Bestellung via Internet: www.autowissen.ch/member/abo- antrag/ Titelseite (Bilstein) Luftfedermodule realisieren Dämpfung, Federung und Niveauregulierung in nur einem Bauteil.
TECHNIKèHV-Messungen èSeite 4 Wasserstoff als Energie- speicher und Treibstoff è Seite 6
WISSENè
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Aufgaben zu den Grössen des Fahrwerks èSeite 12 Aufgaben zu Fahrwerken mit Luftfedermodulen èSeite 14
auto&wissen | 2019 Nr. 3
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PRAXISè
In vielen Medien werden heute Nachrichten sowie Kommentare, Thema und Meinung zu einer Einheit verschmolzen. In politischen Streitgesprä-chen und themenbezogenen Talkshows ist bereits die Mimik der Ge-sprächsleitenden sehr aussagekräftig. Da die moralisch richtige Perspektive bekannt ist, genügt ein Stirnrunzeln oder herabgezogene Mundwinkel, um Abweichler vom staatsgläubigen Mainstream-Denken zu diskreditie-ren. Dieses Denken nimmt überhand. So brauchten deutschsprachige Me-dien Wochen und Monate, um sich einzugestehen, dass der Slogan «wir schaffen das» nicht eine durchdachte Handlung war. Ein Grossteil der Me-
dienschaffenden möchte belehren und die Gesellschaft im eigenen Sinn erziehen, sie sehen sich als Volkspädagogen. Wenn Fakten aus wissenschaftlichen Berichten, welche der eigenen Moral und po-litischen Vorgaben widersprechen, nicht berücksichtigt werden, wird kein seriöser, kritischer Journa-lismus mehr betrieben. Genauso verhält es sich bei der politisch erzwungenen «Energiewende» und der Illusion des Klima-schutzes. Klima lässt sich nicht schützen und auf eine gewünschte Temperatur stabilisieren. Es hat sich auch ohne Einwirkungen des Menschen nachweislich oft drastisch verändert. Schlagworte wie «Klimanotstand» oder «Klimakatastrophe» sind irreführend. Das Klima kann nicht kollabieren. Der Begriff «Klimaschutz» ist sinnlos. Dem natürlichen Klimawandel «Konstanz» aufzwingen zu wollen, ist absurd. Aber der Klimawandel ist zum religiösen Ersatz für die Hölle verkommen. Wissenschaftlich unhaltbare Konzepte wie die «2000-Watt-Gesellschaft» oder der «Ökologische Fussabdruck» haben sich zu ab-soluten Heilsbotschaften gewandelt. So präsentieren uns linksgrüne Prophetinnen – denen grün nie rot genug ist – das Schlimmste, sollten wir nicht endlich zur Umkehr finden. Dabei lautet ihr zentrales Dogma: «Seit der Industrialisierung zerstört der Mensch das Klima, deswegen müssen Regierungen, Konzerne und Bürger zum grünen Handeln gezwungen werden.» Sie predigen Nachhaltigkeit wie auch Selbstbeschränkung, operieren primär mit Angst sowie Schrecken und decken Fakten und For-schung mit Moralisierung zu. Dabei wird wissentlich ausgeklammert, dass die Ursachen des Klima-wandels wissenschaftlich längst nicht so klar sind, wie man uns gern suggerieren möchte und seriöse Vorhersagen für die nächsten Jahrzehnte niemand machen kann. Der Auftritt einer kindlichen Prophetin aus dem kühlen Skandinavien war ein segensreiches – aber grossmehrheitlich nicht hinterfragtes – Startsignal für die grünen Medien-Apostel. Denn im (noch) mehrheitlich christlich geprägten Abendland verstehen und wissen die Menschen, was von ihnen verlangt wird. Es müssen Opfer gebracht werden! Auf Autofahren und Flugreisen sowie Fleischessen ist zu verzichten. Aber wie im Mittelalter können Vermögende auch heute glücklicherweise Ablass leisten und den CO2-Ausstoss scheinheilig kompensieren. Zusätzlich müssen alle Bürger unsinnig ho-he Steuern und Abgaben für die nicht zu Ende gedachte Energiewende akzeptieren. Dieses Vorgehen basiert auf einer irrationalen Vorstellung, auf dem Zusammenhang von Sünde, Opfer, Strafe und Vergebung. Die ultimative Lösung für die globale Herausforderung des Klimawandels – sofern men-schengemacht – ist es sicher nicht. Wir brauchen keinen Opferkult, aber Medien, welche ebenfalls auf Ansichten und Fakten, die dem politisch gesteuerten Weltklimarat widersprechen, eingehen. Nur so könn(t)en wir uns eine eigene Meinung bilden. Die von Nostradamus vorausgesagten Weltuntergänge haben bis heute nicht stattgefunden; aber Galileos Feststellung, dass sich die Erde um die Sonne dreht, wird auch in Millionen von Jahren noch richtig sein.
Neue Volkspädagogen?
Robert Neuhaus Redaktor
Herausgeber / Verlag auto&wissen GmbH Gerbistrasse 23 7205 Zizers Tel. 044 774 31 04 Fax 044 774 31 05 [email protected] www.auto-wissen.ch Administration Monika Pfister [email protected] Druck / Korrektorat gdz AG, Zürich Auflagenzahlen WEMF 2018 Gedruckte Auflage: 3500 Verkaufte Auflage: 3318
TECHNIK6 è
Im Editorial der Ausgabe 2 /2019 von auto&wissen haben wir auf die derzeitige und
kommende Energie- beziehungs-weise Mobilitätsproblematik hin-gewiesen.
Von der Politik werden eine massive Reduktion der CO2-Emis-sionen und damit eine Dekarbo-nisierung (Abkehr von der Nut-zung kohlenstoffhaltiger Energie-träger) gefordert. Der dazu erfor-derliche Ersatz fossiler Treib- und Brennstoffe wird zwingend zu ei-ner starken Zunahme von allzeit verfügbarer elektrischer Energie führen. Dass diese zunehmende Stromproduktion aus erneuer -baren Quellen stammen muss, wird vorausgesetzt. Wir haben erwähnt, dass es sinnvoll wäre, die beispielsweise in nordafrika-nischen Wüstengebieten mittels Photovoltaik gewonnene elektri-sche Energie vor Ort durch Elek-trolyse in Gas – vorzugsweise Wasserstoff – oder in syntheti-sche Treibstoffe umzuwandeln. In diesen Formen wäre ein Trans-port zu den Verbrauchern verhält-nismässig unkompliziert machbar.
Obwohl Experten nun davon ausgehen, dass sich als Schlüssel-element für eine Energiewende in den Bereichen der Mobilität (spe-
Eigens für Hybrid- und Elektro-Fahrzeuge gibt es beim WLTP zudem einen so genannten City-Zyklus (mit den Phasen «niedrig» und «mittelgross»). Der Gesamt-verbrauch und die CO2-Emissionen kombiniert geben Durchschnitts-werte über die beiden Zyklen wie-der.
Die Anschaffungskosten für E-Fahrzeuge (Personenwagen) sind vielfach noch verhältnismässig hoch, die Betriebskosten dage-gen sind verlockend. Bei einem Kilowattstunden-Preis von rund 21 Rappen muss beim BMW i3 für eine Fahrstrecke von 100 Ki-lometern nur unwesentlich mehr als mit 3 Franken gerechnet wer-den. Bei den derzeitigen Preisen für Benzin oder Dieseltreibstoff würde dies einem Strecken -verbrauch von knapp 2 Litern je 100 Kilometer entsprechen. Da ausserdem die für Benzin und Dieseltreibstoff erhobene Mineral-ölsteuer, der Mineralölsteuerzu-schlag sowie Importabgaben (cir-ca 85 Rappen pro Liter) entfallen, wird der Betrieb von E-Fahrzeugen eklatant subventioniert.
Bei Nutzfahrzeugen und teils auch bei Baumaschinen gelten je-
èBruno Sinzig
«Grüne» VerbrennungsmotorenFür eine erfolgreiche Energie- und Mobilitätswende ist der Einsatz von Wasserstoff als Energie-speicher sowie Treibstoff höchstwahrscheinlich unerlässlich. Insbesondere für Nutzfahrzeuge und Baumaschinen gibt es viele Gründe, anstelle des Elektroantriebs wasserstoffbetriebene Ver-brennungsmotoren einzusetzen.
wandelt werden. Da die Herstel-ler die Bezeichnung Stromver-brauch verwenden, schliessen wir uns in diesem Beitrag dieser Un-zulänglichkeit an.
Bei den WLTP-Verbrauchsan-gaben (Worldwide harmonized Light vehicle Test Procedure) steht jeweils der Hinweis «kom-biniert». Für deren Ermittlung ab-solviert das Fahrzeug auf einem Prüfstand einen Fahrzyklus (auto&
wissen 6 / 2014). Der Fahrzyklus umfasst die vier Phasen «nied-rig», «mittelgross», «hoch» und «besonders hoch». Innerhalb die-ser Phasen wird beim Test unter-schiedlich stark gebremst und be-schleunigt, ebenso unterschied-lich sind die Stopp-Anteile. Die Herstellerangaben bezüglich des Verbrauchs und des CO2-Aus-stosses entsprechen dem Durch-schnittswert der vier Phasen.
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ziell im Schwerverkehr) und der Industrie der Einsatz von Wasser-stoff aufdrängt, wird die Elektro-mobilität (E-Mobilität) forciert.
Zur Erinnerung: Vorab wegen den gesetzlichen Vorgaben be-züglich des CO2-Ausstosses führt derzeit kein Weg an der E-Mobi-lität vorbei. Profitiert wird vom Umstand, dass der Gesetzgeber davon ausgeht, dass die elektri-sche Energie, mit welcher die Akkumulatoren aufgeladen wer-den, CO2-frei bereitgestellt wurde. Da diese Annahme der Realität nicht gerecht wird (AKTUELL-Seiten 16 und 17), geben einzelne Herstel-ler inzwischen an, dass ihre Autos «lokal emissionsfrei» fahren, also lediglich keine Abgase in ihre di-rekte Umgebung abgeben.
Für das Modell i3 gibt BMW folgende Verbrauchsdaten an: Stromverbrauch (kombiniert) in kWh/100 km: 16,3 – 15,2 (WLTP); CO2-Emission (kombiniert) in g/km: 0.
Allgemein wird immer der Be-griff «Stromverbrauch» verwen-det, dies ist allerdings alles andere als korrekt. Für den umgangs-sprachlich häufig erwähnten Aus-druck «Energieverbrauch» gilt dies ebenso. Physikalisch gesehen kann Energie in einem geschlos-senen System bekanntlich nicht verbraucht, sondern nur umge-
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Bild 1. Die Sonnenstrahlung als Kraftquelle für den Antrieb von Nutzfahrzeugen. (Quelle Bilder 1 bis 5 Keyou)
Bild 2. Vergleich der verschiedenen Antriebsarten.
DIESELELEK-
TRISCH
BRENN-STOFF-ZELLE
KEYOU H2
Kosten
Fahrreichweite
Nutzlast
Zuverlässigkeit
Lebensdauer
Klimaschutz
Luftreinhaltung
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TECHNIK 7ç
doch andere Voraussetzungen. Am Augenfälligsten ist das bei Nutzfahrzeugen erheblich grös-sere Gesamtgewicht.
Derzeit bietet EFORCE – ein schweizerisches Unternehmen – elektrisch angetriebene Nutzfahr-zeuge an. Für einen 27 Tonnen schweren Kehrichtsammelwagen beträgt das Gewicht des Akku-mulators 2270 Kilogramm. Mit diesem Akku soll eine Reich -weite bis 380 Kilometer möglich sein. Obwohl die Einsatzart eher als gemässigt eingestuft werden darf, ist diese Reichweitenanga-be – beispielsweise bei tiefen Temperaturen – allerdings sehr optimistisch prognostiziert.
Für einen Anhängerzug mit ei-nem Gesamtgewicht von 40 Ton-nen, mit welchem im Überland-Einsatz pro Tag zwischen 500 und 800 Kilometer zurückgelegt werden, muss überschlagsmässig von einem Akkugewicht von mehr als 7 Tonnen ausgegangen werden. Eine solche Konfigurati-on ist betriebswirtschaftlich frag-würdig, da im Vergleich mit ei-nem Fahrzeug, das von einem Dieselmotor angetrieben wird, die zulässige Nutzlast nahezu 7 Tonnen geringer ist.
Anlässlich des Internationalen Motorenkongresses in Baden-Ba-den hat Thomas Korn, einer der Gründer des Münchner Start-up-Unternehmens Keyou, über die
Vorzüge der wasserstoffbetriebe-nen Verbrennungsmotoren refe-riert. Thomas Korn hat vor meh-reren Jahren bei BMW an Was-serstoffmotoren geforscht, ver-fügt deshalb über umfassende Kenntnisse dieser Verbrennungs-technik.
Bei Keyou wird Wasserstoffgas als Treibstoff primär aus Emissi-onsgründen klar favorisiert. Was-serstoff eignet sich als idealer Zwischenspeicher von erneuer -barer Energie. Im Vordergrund steht die H2-Produktion in son-nen- oder windreichen Gegen-den. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass mit Stromüber-schüssen – wenn Sonne oder Wind in Spitzenzeiten mehr elektrischen Strom liefern als benötigt wird – H2 produziert wird. Wasserstoff ist gasförmig und kann unter hohem Druck sowie bei tiefen Tempera-turen gut gelagert werden.
Derzeit sind die Herstellung und der Transport von H2-Gas noch mit Fragezeichen behaftet. Verbesserungsbedarf besteht vorab hinsichtlich des bei der Umwandlung von elektrischer Energie in den gasförmigen Zu-stand unbefriedigenden Wirkungs-grads.
Gemäss den in Bild 2 aufgelis-teten Kriterien wird davon ausge-gangen, dass bezüglich des An-triebs von Nutzfahrzeugen und Baumaschinen die H2-Verbren-nungsmotoren insbesondere ge-
genüber den alternativen Antrie-ben entscheidende Pluspunkte aufweisen.
Beim H2-Verbrennungsmotor, der hauptsächlich in Konkurrenz zum batterie-elektrischen Antrieb steht, sticht das Gewicht der Energiespeicher, inklusive des un-ter einem Druck von 350 bar ge-speicherten Wasserstoffs, ins Au-ge. Die Keyou-Spezialisten gehen davon aus, dass bei einem identi-schen Gewicht des Energiespei-chersystems die Reichweite mit Wasserstoff rund zehn Mal grös-ser ist (Bild 3).
Klar im Vorteil ist der Wasser-stoffantrieb bezüglich der Zeit-dauer, welche benötigt wird, um die Wasserstofftanks aufzufüllen beziehungsweise den Akkumula-tor wieder aufzuladen. Während die H2-Tanks in rund 15 Minuten gefüllt sind, muss für das Auf -
laden der Akkus – je nach Leis-tung der Ladestation – mit mehr als 10 Stunden gerechnet wer-den.
Während die Brennstoffzellen-Technologie in Personenwagen eine zweckmässige Lösung dar-stellt, wird für den Einsatz, bei welchem hohe Antriebsleistun-gen erforderlich sind, der Ver-brennungsmotor favorisiert.
Mit verantwortlich ist auch der Umstand, dass Hubkolbenmo -toren verhältnismässig einfach auf Wasserstoffbetrieb umge-baut werden können (Bild 4).
Wir möchten allerdings nicht verschweigen, dass momentan bezüglich der Produktion sowie der Verteilung des Wasserstoffs noch Fragen offen sind und Un -sicherheiten bestehen – trotz-dem muss diese Technologie im Auge behalten werden.
Bild 5. Mögliche Anordnung der H2-Speicher an einer Sattelzugma-schine (Speicherkapazität: 56,6 kg).
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Bild 3. Vergleich der Reichweiten bei identischem Gewicht der Speichersysteme.
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Bild 4. Die notwendigen Modifikationen für den Wechsel vom Diesel-treibstoff- zum Wasserstoffbetrieb.
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