Antriebsstrang

In einem Kraftfahrzeug umfasst der Antriebsstrang die Hauptkomponenten, die Energie erzeugen und diese auf die Straße, das Wasser oder die Luft übertragen. Dazu gehören Motor , Getriebe , Antriebswellen , Differenziale und der Achsantrieb ( Antriebsräder , Kettenlaufwerk wie bei Panzern oder Kettenfahrzeugen, Propeller usw.). Hybridantriebe beinhalten zusätzlich einen oder mehrere Elektromotoren, die die Fahrzeugräder antreiben. Vollelektrische Fahrzeuge („Elektroautos“) verzichten vollständig auf einen Verbrennungsmotor und nutzen ausschließlich Elektromotoren für den Antrieb. Gelegentlich wird der Begriff „ Kraftwerk“ umgangssprachlich für den Motor oder, seltener, für den gesamten Antriebsstrang verwendet.

Der Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs umfasst alle Teile des Antriebsstrangs mit Ausnahme des Motors. Er ist der Teil des Fahrzeugs nach der Zugmaschine , der sich je nach Antriebsart ( Vorderrad- , Hinterrad- oder Allradantrieb oder seltener Sechs- oder Achtradantrieb ) ändert .

Im weiteren Sinne umfasst der Antriebsstrang alle Komponenten, die gespeicherte Energie (chemische, solare, nukleare, kinetische, potenzielle usw.) in kinetische Energie für den Antrieb umwandeln. Dies schließt die Nutzung mehrerer Energiequellen und Fahrzeuge ohne Radantrieb ein.

Die jüngsten Entwicklungen im Antriebsbereich basieren auf der Elektrifizierung zahlreicher Komponenten. Dafür wird elektrische Energie benötigt, was in der Regel größere Batterien erfordert. Elektromotoren können als eigenständige Komponenten oder als Bestandteil anderer Elemente, z. B. der Achse , eingesetzt werden . Bei Hybridantrieben müssen das vom Verbrennungsmotor und vom Elektromotor erzeugte Drehmoment zusammengeführt und auf die Räder verteilt werden. Die Steuerung dieses Prozesses ist komplex, führt aber zu deutlich verbesserter Beschleunigung und wesentlich geringeren Emissionen.

Die Entwicklung von Dieselmotorenantrieben umfasst Abgasrückführung (AGR) und fortschrittliche Verbrennungstechnologien. Die Entwicklung von Ottomotoren beinhaltet Kraftstoffeinspritzung , einschließlich der Benzin-Direkteinspritzung , sowie die Verbesserung des volumetrischen Wirkungsgrades durch Mehrventiltechnik , variable Ventilsteuerung , variable Ansaugkrümmer und Turboaufladung . Zu den Neuerungen zählen auch schwefel- und aromatenfreie Kraftstoffe, die neue Verbrennungskonzepte ermöglichen. Sogenannte „kombinierte Verbrennungssysteme“ (CCV) oder „ Diesel -Kreisläufe“ basieren auf synthetischen Kraftstoffen (synthetischer Diesel, Biomasse-zu-Flüssigkeit (BTL) oder Gas-zu-Flüssigkeit (GTL)). ^{[ 1 ]}

Es wird erwartet, dass BEVs , FCEVs und PHEV -Antriebe im Jahr 2025 die Kostenparität mit ICE -Antrieben erreichen werden. ^{[ 2 ]}

Der Antriebsstrang eines Fahrzeugs umfasst alle Komponenten, die die Antriebskraft erzeugen und an die Räder weiterleiten, um die Fortbewegung des Fahrzeugs zu ermöglichen. Antriebsstränge können sich bei Fahrzeugen mit konventionellem Verbrennungsmotor (ICE), Hybridfahrzeugen (HEV) und Elektrofahrzeugen (EV) erheblich unterscheiden. Unabhängig vom Fahrzeugtyp bleibt der Antriebsstrang eines der wichtigsten Systeme eines jeden Fahrzeugs.

* Motor: Der Motor ist das Herzstück des Antriebsstrangs in konventionellen Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor. Er wandelt Kraftstoffe wie Benzin oder Diesel durch Verbrennung in mechanische Energie um. Motoren gibt es in verschiedenen Ausführungen, darunter Verbrennungsmotoren, die am weitesten verbreitet sind, und Elektromotoren, die in Elektrofahrzeugen vorherrschen. Hybridfahrzeuge kombinieren oft beide Systeme, um die Kraftstoffeffizienz zu maximieren und die Emissionen zu reduzieren. Jeder Motortyp hat seine spezifischen Konstruktions- und Betriebseigenschaften, aber alle zielen darauf ab, das für den Fahrzeugantrieb benötigte Drehmoment zu erzeugen.

Elektromotor und Wechselrichter: In Elektrofahrzeugen ersetzt der Elektromotor den Verbrennungsmotor und wandelt elektrische Energie in mechanische Energie um, um die Räder anzutreiben. Dieser Motor ist hocheffizient und macht einige der komplexeren Komponenten von Verbrennern, wie Abgasanlagen oder Kraftstofftanks, überflüssig. Wechselrichter sind in Elektrofahrzeugen unerlässlich, da sie die Motorleistung durch Regelung der Ausgangsleistung und Ermöglichung variabler Drehzahlen steuern. Motor und Wechselrichter bilden zusammen das Rückgrat des elektrischen Antriebsstrangs.

* Getriebe: Das Getriebe überträgt die mechanische Energie vom Motor auf den Antriebsstrang. Es sorgt dafür, dass die vom Motor erzeugte Leistung optimal an die Räder übertragen wird und passt sich dabei Geschwindigkeit und Last an. Es gibt verschiedene Getriebearten: Schaltgetriebe, bei denen der Fahrer die Gänge manuell wechselt; Automatikgetriebe, die die Gänge automatisch schalten; stufenlose Getriebe (CVT), die für eine nahtlose Beschleunigung sorgen; und Doppelkupplungsgetriebe (DCT), die für ihre schnellen Gangwechsel und verbesserte Leistung bekannt sind.

Steuergeräte: Moderne Antriebsstränge sind stark von elektronischen Steuergeräten (ECUs) oder Antriebsstrang-Steuergeräten (PCMs) abhängig. Diese Systeme überwachen und optimieren die Leistung von Motor, Getriebe und anderen Komponenten. Durch die Analyse von Sensordaten im gesamten Fahrzeug stellen die Steuergeräte sicher, dass der Antriebsstrang mit maximaler Effizienz arbeitet und gleichzeitig Emissions- und Leistungsstandards erfüllt. Steuergeräte sind unerlässlich für fortschrittliche Funktionen wie adaptive Fahrmodi und vorausschauende Wartung.

* Antriebsstrang: Der Antriebsstrang verbindet das Getriebe mit den Rädern und verteilt die Kraft bedarfsgerecht. Er umfasst wichtige Komponenten wie die Kardanwelle, die die Drehbewegung überträgt, das Differenzial, das unterschiedliche Raddrehzahlen für ein sanfteres Kurvenfahren ermöglicht, und die Achsen, die die Kraft direkt an die Räder weiterleiten. Die Konfiguration des Antriebsstrangs variiert je nach Fahrzeugtyp. Gängige Varianten sind Vorderradantrieb (FWD), Hinterradantrieb (RWD) und Allradantrieb (AWD) bzw. Vierradantrieb (4WD), die jeweils je nach Einsatzgebiet spezifische Vorteile bieten.

Die Fertigung von Antriebskomponenten und -systemen ist für die Industrie, insbesondere die Automobilindustrie und andere Fahrzeugbranchen, von großer Bedeutung. Der Wettbewerbsdruck treibt Unternehmen an, Antriebssysteme zu entwickeln und zu produzieren, die im Laufe der Zeit wirtschaftlicher herzustellen sind, eine höhere Produktqualität und Zuverlässigkeit aufweisen, eine höhere Leistung bieten, kraftstoffsparender, emissionsärmer und langlebiger sind. Diese Anforderungen haben wiederum zu Konstruktionen geführt, die höhere Innendrücke, größere Momentankräfte und eine höhere Komplexität in Design und mechanischer Funktion erfordern. Die daraus resultierenden Konstruktionen stellen wiederum deutlich höhere Anforderungen an Form und Abmessungen der Bauteile sowie an die Oberflächenebenheit, Welligkeit, Rauheit und Porosität der Materialien . Die Qualitätskontrolle dieser Parameter erfolgt durch Messtechnik , die in allen Schritten der Antriebsfertigungsprozesse Anwendung findet.

In der Automobilfertigung besteht das Chassis aus dem Rahmen und dem Fahrwerk .

Später wird auf dem Fahrgestell ein Aufbau (manchmal auch „ Karosserie “ genannt ) montiert, der für die Stabilität der Struktur in der Regel nicht notwendig ist . Nutzfahrzeughersteller bieten oft reine Fahrgestellversionen und Fahrgestelle mit Motorhaube an, die mit speziellen Aufbauten ausgestattet werden können. Beispiele hierfür sind Busse , Wohnmobile , Feuerwehrfahrzeuge , Krankenwagen usw.

Rahmen und Karosserie ergeben zusammen einen Segelflieger (ein Fahrzeug ohne Antriebsstrang).

Der Achsantrieb ist das letzte Bauteil, das das Drehmoment auf die Antriebsräder überträgt . Bei Straßenfahrzeugen umfasst er das Differenzial . Bei Schienenfahrzeugen ist er mitunter mit dem Wendegetriebe ausgestattet. Beispiele hierfür sind die selbstwechselnden Getriebe RF 28 (verwendet in vielen Dieseltriebwagen der ersten Generation der British Railways ) ^{[ 3 ]} und RF 11, die in den Rangierlokomotiven der Baureihen 03 und 04 der British Rail zum Einsatz kamen.

In diesem Abschnitt werden Infografiken verwendet, um ein einheitliches Modell mit Variationen darzustellen. Die grünen Räder bedeuten keine Traktion, die angewinkelten Räder bedeuten Lenkung.

6x4 bedeutet 6 Radenden und 4 Positionen zur Kraftverteilung (Kraftverteiler installiert).

6x2 bedeutet 6 Radenden und 2 Positionen zur Kraftverteilung (Einzelachsantrieb).

4x0 bedeutet, dass alle vier Räder keinen Antrieb haben (Anhängerachse).

4x2 bedeutet 4 Radachsen, 2 Positionen zur Kraftverteilung

Die 6 Radenden können entweder als breite Einzel- oder Doppelbereifung ausgeführt sein. Es geht um die Außenseite der Räder.

Code	Beschreibung	Verwenden	Grafik
Hinterradantrieb	Hinterradantrieb	Kleintransporter
Allradantrieb	Allradantrieb (4x4)	Pick-up-Truck
FWD	Frontantrieb	Transporter, bei dem Gewicht auf den Vorderrädern gewünscht ist
DWD	Doppelradantrieb (Zwillingsantrieb)	Für einen Allradantrieb wird eine höhere Ladekapazität benötigt.
6x4	Ein 6×4- oder Sechsradantrieb ist ein Fahrzeug mit drei Achsen, wobei der Antriebsstrang an zwei Achsen jeweils zwei Räder antreibt. Es handelt sich um eine Form des Vierradantriebs, aber nicht um einen Allradantrieb.	Klassischer LKW
6x6	6x6, eine Standardklasse von mittelschweren Lkw	Klassische Militärspezifikation
6x2 - Hecklift	In seiner einfachsten Form ist ein 6x2-Fahrgestell eine dreiachsige Zugmaschine, bei der nur eine der beiden hinteren Tandemachsen angetrieben wird. Anders ausgedrückt: Nur zwei der sechs Radpositionen werden angetrieben.	Wenn Lkw einen kürzeren Wendekreis benötigen und manchmal die zusätzliche Achse nicht benötigen, um den Kraftstoffverbrauch zu senken (die Hinterräder können bei Nichtgebrauch vom Boden abgehoben werden),
6x2 Mid Lift	Dreiachsiger Traktor, bei dem die Kraft nur auf eine der beiden hinteren Tandemachsen wirkt.	Die mittlere Achse kann angehoben werden; typische Anwendungsfälle sind dort, wo die maximale Ladungslast getragen werden soll (z. B. bei Tankwagen); manchmal wird die mittlere Achse auch mit kleineren Rädern und Reifen verwendet.
8x4	8x4 bedeutet, dass der LKW vier Achsen hat, von denen zwei Antriebsachsen sind.	Typischer Einsatzort ist ein Kipplaster, der sowohl auf als auch abseits der Straße eingesetzt werden muss.
8x8	Achtradantrieb, oft auch als 8WD oder 8×8 bezeichnet, ist eine Antriebskonfiguration, die es ermöglicht, dass alle acht Räder eines achträdrigen Fahrzeugs gleichzeitig angetrieben werden (d. h. Kraft vom Motor erhalten).	Militärische oder extrem hohe Belastbarkeit und Geländegängigkeit sind erforderlich.
6x6	Sechsradantrieb (6WD oder 6×6) ist eine Allradantriebskonfiguration mit drei Achsen, wobei mindestens zwei Räder pro Achse gleichzeitig vom Fahrzeugmotor angetrieben werden können.	Typischer Einsatz als kleiner bis mittelgroßer Lkw im Bergbau oder beim Militär.
Halbkettenfahrzeug	Ein Halbkettenfahrzeug ist ein ziviles oder militärisches Fahrzeug mit normalen Vorderrädern zum Lenken und durchgehenden Ketten hinten zum Antrieb und zum Transport des Großteils der Last. Ziel dieser Kombination ist es, ein Fahrzeug mit der Geländegängigkeit eines Panzers und der Wendigkeit eines Radfahrzeugs zu schaffen .	Typische Produkte aus der Zeit des Zweiten Weltkriegs werden heute nicht mehr im Mainstream produziert.
Verfolgt	Kettenlaufwerke sind ein Antriebssystem für Kettenfahrzeuge , das auf einem durchgehenden Kettenband oder Kettenplatten läuft , die von zwei oder mehr Rädern angetrieben werden. Die große Auflagefläche der Ketten verteilt das Fahrzeuggewicht besser als Stahl- oder Gummireifen bei einem vergleichbaren Fahrzeug. Dadurch können Kettenfahrzeuge auch auf weichem Untergrund fahren und bleiben seltener im Untergrund stecken.	Traktoren, Panzer, Bagger und Planierraupen.
Elektrisch	Ein Elektrofahrzeug ( EV ) ist ein Fahrzeug, das von einem oder mehreren Elektromotoren angetrieben wird . Es kann über ein Sammelsystem mit Strom aus externen Quellen versorgt werden oder autonom durch eine Batterie betrieben werden (die manchmal über Solarpaneele oder durch die Umwandlung von Kraftstoff in Strom mithilfe von Brennstoffzellen oder einem Generator geladen wird ). Zu den Elektrofahrzeugen zählen unter anderem Straßen- und Schienenfahrzeuge sowie im weiteren Sinne auch elektrische Boote und Unterwasserfahrzeuge ( U-Boote und technisch gesehen auch diesel- und turboelektrische U- Boote ), elektrische Flugzeuge und elektrische Raumfahrzeuge .	Bei diesem Antriebsstrang wird das Elektrofahrzeug von einem großen Bordmotor angetrieben und findet typischerweise Anwendung in sehr schweren Bergbau-Lkw.

• Fahrzeugsicherheit
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• Umrüstung eines Elektrofahrzeugs
• Giubo
• Getriebe
• Hybridfahrzeugantriebsstrang
• Dreirädrige Fahrzeuge

• Konferenz über neue Antriebstechnologien, 27. und 28. März 2007 .
• http://www.caradvice.com.au/105/car-frame-chassis/
• Rahmen für Honda F1 Rennwagen .
• Antriebsstrang-Quiz
• Technisches Dokument zum HIL-Prüfstand (Delphi Motor) : Ein Antriebsstrangmodell mit geschlossenem Regelkreis
• Erfahren Sie, was die Achsübersetzung ist und wie sie sich auf Ihr Auto auswirkt.