Neue Technologien im Autoantrieb – von Turboladern bis zur Windkraft

Wenn es um den Autoantrieb geht, wurden schon einige Ideen durchgespielt – und meist wieder verworfen. Denn nicht alles, was auf dem Reißbrett möglich scheint, ist in der Realität auch sinnvoll.

Einige Entwicklungen setzen sich allerdings auch langfristig durch: Beispielsweise wurde auch das Automatikgetriebe in seinen ersten Jahren von einem großen Teil der Fachpresse und der Kunden eher belächelt und bestenfalls mit Geringschätzung betrachtet. Mit moderner Technologie konnten anfängliche Schwächen jedoch weitgehend beseitigt werden. Heute gehört es zu den Standards, die jeder Hersteller wie selbstverständlich für seine Modelle anbietet.

Formel-1-Technologie auf der Straße – Experimente mit dem Turbolader

Lange Zeit ging es bei der Entwicklung von Motoren in erster Linie um eine hohe Leistung und Zuverlässigkeit. Ein geringer Verbrauch und eine hohe Effizienz waren unter diesen Gesichtspunkten von nicht allzu großer Bedeutung.

Seit den 90er Jahren des vergangenen Jahrhunderts hat sich die Priorität beim Autoantrieb jedoch in diese Richtung verschoben. Im Fokus vieler Entwicklungen steht dabei der Turbolader.

Dieser befördert zusätzliche Luft in den Motor und erlaubt so eine schnellere und effizientere Verbrennung. Die Funktion ist ähnlich wie bei einem Feuer, das durch Zufächeln von Luft angefacht wird. In der Vergangenheit wurden Turbolader in der Regel für die Leistungssteigerung bestehender Modelle eingesetzt.

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Nun geht der Trend zum sogenannten „Downsizing“ – kleinere Motoren sollen eine ähnliche Leistung wie ihre großen Verwandten erreichen. Dadurch senkt sich der Verbrauch.

Ursprünglich stammt das Verfahren aus der Formel-1 und erlebte dort Anfang der 80er Jahre einen Durchbruch. Die Begrenzung des Hubraums machte es notwendig, die Leistung zu erhöhen, ohne dabei auf größere Motoren zurückzugreifen. Durch einen Turbolader erreichten selbst Motoren mit 1.5 Litern erstmalig Werte von über 1000 PS.

Heute setzt unter anderem VW bei seinem neuen Golf 8, der 2018 auf den Markt kommen soll, auf exakt dieses Volumen – aus Sicherheitsgründen allerdings bei einer deutlich niedrigeren Leistung.

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  • Neue Getriebe schalten unterbrechungsfrei und stufenlos

    Erster Gang, zweiter Gang, dritter Gang – diese Zählweise gehört bei einigen Autos bereits heute der Vergangenheit an. Die meisten Neuentwicklungen arbeiten zwar immer noch mit einem klassischen Getriebe, bei dem Zahnräder in unterschiedlicher Größe ineinander greifen.

    Andere gehen aber für den Autoantrieb komplett neue Wege. Einer der innovativsten ist mit Sicherheit das Continuously Variable Transmission oder CVT.

    Es verwendet zwei Kegel, die gegeneinander verschoben werden. Dadurch kann die Kraftübertragung stufenlos angepasst werden. Dieses Vorgehen verspricht für den Fahrer ein durchaus interessantes und ungewohntes Fahrerlebnis.

    Beschleunigen Autos bislang dadurch, dass sich die Motordrehzahl erhöht, werden hier die Kegel gegeneinander verschoben. Dadurch läuft der Motor stets im Optimum und spart Treibstoff, hört sich aber immer gleich an. Auf das charakteristische Aufheulen beim Kavaliersstart oder ein Hochdrehen im Leerlauf muss der Fahrer deshalb verzichten.

    Doppelkupplungsgetriebe wiederum erschienen Mitte der 2000er Jahre auf dem Markt und werden seitdem in immer mehr automatischen Schaltungen eingesetzt. Sie ermöglichen einen Wechsel der Gänge, ohne dass es zu einer Unterbrechung der Kraftübertragung kommt.

    Dafür besitzen auch sie eine eher ungewohnte Eigenschaft. Wegen ihrer Konstruktion können sie immer nur von einem Gang in den nächsten schalten. Es ist ihnen unmöglich, einen zu überspringen.

    Elektrisches Fahren – mit und ohne Batterien

    Mittlerweile forschen alle großen Konzerne intensiv an Elektroautos. Dabei verfolgen sie unterschiedliche Ansätze und nicht wenige Start-ups versuchen, über Crowdfunding in das Geschäft einzusteigen.

    Besonders der Markt für Akkus befindet sich in einer steten und raschen Entwicklung. Beinahe monatlich werden neue Ladeverfahren und Bauweisen für höhere Kapazitäten vorgestellt.

    Doch die geringe Reichweite von Elektroautos schreckt viele Käufer noch immer ab. Aus diesem Grund werden Plug-In Hybride als Zwischenlösung bevorzugt.

    Alternativen, die auf fossile Kraftstoffe verzichten, werden jedoch dringend gesucht. Trotz langjähriger Forschung ist der Durchbruch der Brennstoffzelle noch nicht abzusehen. Ein Hauptproblem ist die fehlende Infrastruktur.

    Es dürfte noch Jahre dauern, bis ein Netz für Wasserstoff-Tankstellen Realität wird. Nissan will dieses Problem umgehen und setzt zu diesem Zweck auf einen altbekannten und leicht erhältlichen Rohstoff: Alkohol.

    Anders als früher soll dieser aber nicht verbrannt werden, sondern dient als Grundlage, um daraus Wasserstoff zu erzeugen. Der Vorteil liegt auf der Hand: Bio-Ethanol wird in vielen Ländern der Erde angebaut und ist ausgezeichnet verfügbar.

    Einen anderen Weg geht eine Entwicklung aus Stuttgart: das Fahren mit Salzwasser. 2014 bekam der erste Prototyp eine Straßenzulassung – und ist leider seitdem alleine auf langer Flur. Das Problem ist die niedrige Energiedichte der Flüssigkeit, die in einer chemischen Reaktion Strom freisetzt. Der Verbrauch liegt bei rund 66 Litern auf 100 Kilometer – aus diesem Grund fassen die zwei Tanks des Autos 400 Liter.

    Innovative Ideen mit geringen Erfolgsaussichten

    Kreativität ist ohne Zweifel ein wichtiger Motor für den Fortschritt. Bei manchem Ingenieur scheint diese jedoch mitunter in den Wahnsinn abzugleiten, denn ihre Ideen sind weit mehr als nur unkonventionell.

    Einer der ersten Vertreter dieser Kategorie ist mit Sicherheit der Ford Nucleon, der Mitte der 50er Jahre das Auto der Zukunft werden sollte.

    Der Nucleon sollte mit einer einzigen Tankfüllung mehr als 5000 Kilometer zurücklegen – mit einem kleinen Kernreaktor als Energiequelle. Aufgehängt zwischen den Hinterrädern, war vorgesehen, dessen strahlenden Inhalt bequem an einer Atomtankstelle zu wechseln.

    Sehr schnell erwies sich jedoch das Vorhaben als technisch absolut nicht realisierbar und es blieb bei einem einzigen, glücklicherweise nicht funktionsfähigem Modell im Maßstab 3:8.

    Auch die Neuzeit ist vor skurrilen Ideen nicht gefeit: Anfang 2017 sammelte ein amerikanischer Ingenieur mittels Crowdfunding Gelder, um einen neuen, revolutionären Autoantrieb vom Plan in die Realität umzusetzen.

    Seine Idee: Kleine Turbinen im Kühler sollen allein durch den Fahrtwind den notwendigen Strom erzeugen. Das Medienecho ließ nicht auf sich warten – die Bereitschaft, in diese Idee zu investieren allerdings schon.

    Das könnte nicht zuletzt auch an seinem Maskottchen liegen: In dem verwackelten Video präsentierte er seinen notdürftig als Löwen frisierten Hund als neues Markenzeichen. Trotz zahlreicher Klicks und unzähliger – größtenteils amüsierter – Kommentare wurde das Projekt von 0 Nutzern auf Facebook geteilt.

    Mit einem schnellen Erfolg ist auch aus finanziellen Gründen nicht zu rechnen: Von der angestrebten Summe von 100.000 US-Dollar fehlten nach einigen Tagen noch 99.980. 20 Dollar kamen von einem Investor, der es vorzog, anonym zu bleiben.

    Der Markt wird vielfältiger

    Alles in allem wird intensiv in vielen Bereichen geforscht – ein einmaliger Durchbruch beim Autoantrieb ist allerdings nicht abzusehen. Stattdessen gehen die Hersteller viele Schritte in viele Richtungen.

    Dem Kunden wird deshalb auch langfristig noch die Wahl bleiben, welche Technologie er bevorzugt – und wer möchte, kann auch in vermeintlich zukunftsweisende Lösungen investieren.