Antrieb

Die europäischen Abgasnormen gelten einheitlich und haben nur einen Sinn – die Abgaswerte drastisch zu senken. In den 80er-Jahren wurde die Euro-1-Stufe eingeführt, mittlerweile ist die Automobilindustrie bei Neufahrzeugen bei Euro 4 und Euro 5. Gerade der Ausstoß von Stickoxiden, Kohlewasserstoff und Partikeln (bei Dieselfahrzeugen) ist um ein Vielfaches minimiert worden. Autos mit älteren Motoren werden steuerlich benachteiligt, mittlerweile sind sie im Zuge der Feinstaubverordnungen von der Einfahrt in manche Stadtgebiete ausgeschlossen.

Nur eine entsprechende Abgasnachbehandlung oder -reinigung sichert die Einhaltung der gesetzlich vorgeschriebenen Grenzwerte. Hyundai setzt bei allen Benzinern serienmäßig Dreiwege-Katalysatoren ein, bei -> Direkteinspritzern käme noch ein Speicherkat hinzu. Bei den Dieseln kommen ein Oxidationskatalysator, eine Abgasrückführung sowie ein Partikelfilter zum Einsatz.

Neben den heutigen Hubkolbenmotoren sind andere Antriebsarten im Kommen – allen voran Autos mit Elektromotor, mit Brennstoffzellenantrieb oder mit einer Mischung aus konventionellem und E-Motor (Hybridantrieb).

Alternative Kraftstoffe wie Erdgas, Bio-Ethanol, Wasserstoff oder Rapsöl, oder auch synthetisch erzeugte Treibstoffe, werden zunehmend zum Antrieb von Kraftfahrzeugen eingesetzt. Konventionellen Kraftstoffen wird mittlerweile in der Raffinerie ein bestimmter Anteil an Biokraftstoff zugefügt. Sinn macht die Verwendung alternativer Kraftstoffe aber nur, wenn sie auf regenerativem Wege gewonnen werden.

Eine automatische Antikopfregelung, wie sie heute in allen Pkw angeboten wird, ermöglicht ein hohes Verdichtungsverhältnis und bestmöglichen Wirkungsgrad. Wird Kraftstoff geringerer Qualität getankt, wird der Zündzeitpunkt automatisch angepasst, so dass es nicht zum sogenannten Klingeln (Selbstentzündung des Gemisches) kommt. Allerdings ist dies mit einer Rücknahme der Leistung verbunden.

Zuführung von vorverdichteter Frischluft in den Brennraum. Dank der größeren Luftmenge kann auch ein größerer Anteil an Kraftstoff eingespritzt werden – dies führt zu einer Leistungssteigerung. Häufig angewandte Aufladesysteme sind -> Turbolader und -> Kompressoren.

Zusätzliche Wellen im Motorgehäuse, die mit rotierenden Gegengewichten bestückt sind und entgegen der Kurbelwellen-Laufrichtung drehen. Sie verbessern den Massenausgleich und reduzieren die Vibrationsneigung des Triebwerks.

Automatisch schaltende, hydraulisch gesteuerte Getriebe, die vor allem in Mittel- und Oberklasseautos Anwendung finden. Am populärsten sind heute fünf- bis sechsstufige Ausführungen mit Wandlerkupplung, die sich auch manuell schalten lassen. Hyundai hat inzwischen eine eigene Sechsstufen-Automatik entwickelt, die in der Studie i-mode (2008) vorgestellt wurde. Außerdem werden stufenlose, aber in puncto Geräuschkomfort nicht befriedigende Automatikgetriebe (CVT) sowie sportliche Doppelkupplungsgetriebe angeboten.

Das Destillat aus Erdöl (Kohlenwasserstoffverbindung) ist die häufigste Kraftstoff-Form. Durch Additive wird die Kopffestigkeit – also die Vermeidung der Selbstentzündung des Kraftstoffs – verbessert. Maß der Klopffestigkeit ist die Oktanzahl (ROZ).

Eine Brennstoffzelle nutzt die Kräfte, welche aus der Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff in Form von Strom freiwerden. Dieser Strom treibt über einen Elektromotor das Fahrzeug an, als Abgas entlässt sauberer Wasserdampf die Brennstoffzelle. Als Kraftstoff wird entweder Wasserstoff genutzt, oder aber Benzin über einen Bord-eigenen Reformer in Wasserstoff umgewandelt. Derzeit sind die Serienchancen von Brennstoffzellen-Fahrzeugen noch ungewiss. Hyundai unterhält entsprechende Erprobungsfahrzeuge (Tucson FCEV).

Direkteinspritz-Diesel brauchen eine Speicheranlage, die einen hohen Druck vorhalten kann -> Hochdruckeinspritzung. Anfang verwendete man dafür Verteilereinspritzpumpen, dann parallel Pumpe-Düse-Systeme und die mittlerweile generell verwendeten Common-Rail-Anlagen. Hier wird der Systemdruck in einer Speicherleiste (Rail) aufgebaut und an die Einspritzdüsen (Magnetventil- oder noch modernere Piezo-Injektoren wie im iX 55) weitergegeben. Hyundai verwendete von Anfang an Comon-Rail-Dieselmotoren. Die eigenentwickelte Einspritzung agiert mit Einspritzdrücken zwischen 1500 und 2000 bar.

Aus dem Kraftstoffverbrauch lässt sich rechnerisch der entsprechende CO2-Ausstoß ermitteln. Angestrebt werden mittlerweile zwischen 10 und 130 Gramm pro Kilometer, was einem Verbrauch von etwas über 5 Liter/100 km entspricht. Der Hyundai i10 blue auf Basis des 1.1 CRDi gibt lediglich 95 g/km an die Umwelt ab; beim i30 blue mit 1.6 CRDi beläuft sich dieser Wert auf 106 g/km. Noch besser schneiden Fahrzeuge mit Erdgasantrieb wie der i10 blue CNG ab, der nur 65 g/km ausstößt.

Ein im Gegensatz zum Benzinmotor hoch verdichteter Dieselmotor saugt Luft in die Zylinder, was mit einem starken Temperaturanstieg verbunden ist. Dadurch entzündet sich der nun eingespritzte Kraftstoff von selbst. Die früheren indirekten Verfahren mit Vor- oder Wirbelkammer sind inzwischen von der Direkteinspritzung ersetzt worden. Hyundai hat inzwischen eigene -> Common-Rail-Diesel entwickelt, die peu à peu in Serie gehen. 2009 kommt ein neuer 2,2-Liter-Turbodiesel mit 215 PS zum Einsatz (vorgestellt in der Fahrzeugstudie i-mode), 2011 soll sogar eine Version mit Doppelaufladung ausgeliefert werden.

Eine Differenzialsperre in der Antriebsachse baut bei Bedarf ein Sperrmoment auf – etwa wenn eines der beiden Antriebsräder durchzudrehen droht. Zum Einsatz kommt sie bei Sportwagen und in Geländewagen.

Die direkte Einspritzung des Kraftstoffs in den Brennraum und nicht in ein vorgeschaltetes Saugrohr oder eine Vorkammer verbessert Leistung und Drehmomentverlauf. Bei Dieselmotoren ist dieses Prinzip inzwischen allgemein üblich, bei Benzinmotoren beginnt es allmählich, sich durchzusetzen.

Kleinermachen von Motoren im Interesse niedrigeren Verbrauchs. Um die bisherige Leistung halten zu können, wird gern zur Aufladung mittels -> Turbolader oder -> Kompressor gegriffen. Zunehmend in Mode kommen dabei doppelt aufgeladene Systeme.

Die Drosselklappe regelt die Luftzufuhr für den Benzinmotor, bei Sport-Triebwerken verfügt sogar jeder Zylinder über eine Einzelklappe. Dieselmotoren benötigen wegen ihrer speziellen Technologie keine Drosselklappe.

Aufbauend auf konventionelle Benziner-Antriebe lässt sich der kostensparende Gasantrieb nachrüsten; manche Hersteller bieten auch den Gasantrieb ab Werk. Dabei geht es um den Einsatz von Naturgas (komprimiertes Erdgas CNG, Flüssiggas). Allerdings ist damit systembedingt eine gewisse Leistungseinbuße verbunden, zudem beansprucht der Tank einen Teil des Kofferraums, sofern er nicht an anderer Stelle installiert werden kann.

Dem Motor nachgeschaltete Box, die über ein Zahnräderwerk die Kraft zu den Rädern weiterleitet. Am häufigsten sind Handschaltgetriebe mit vier, fünf oder sechs Gängen. In manchen Fahrzeugen werden diese Getriebe in automatisierter Form ohne Kupplungspedal und Schalthebel angeboten. Zunehmend gefragt sind -> Automatikgetriebe, bei denen es sich entweder um Ausführungen mit Wandlerkupplung, stufenlose Automaten (CVT) oder Doppelkupplungsgetriebe handelt.

Moderne Einspritzsysteme für Direkteinspritzer – egal ob Benziner oder Diesel – benötigen einen hohen Einspritzdruck. Er sichert die optimale Kraftstoff-Zumessung, eine bestmögliche Gemisch-Verbrennung und einen minimalen Geräuschpegel. Hochdrucksysteme erleichtern zudem die Arbeit der -> Abgasnachbehandlungssysteme.

Hybridfahrzeuge kombinieren einen Verbrennungs- mit einem Elektromotor. Beim Bremsen oder Segeln – also dem Fahren ohne Gaszugeben – wird die Batterie geladen. Bei sogenannten Vollhybriden ist die kurzzeitige, rein elektrische Fahrt möglich. Zunehmend kommen Mildhybrid-Versionen in die Serienanwendung, bei denen der Elektromotor lediglich zusätzliche Kraftspritzen (Boosten) zur Verfügung stellt. Bei Fahrzeugen mit Startstop-Systemen wird inzwischen von Micro-Hybriden gesprochen.

Mechanischer Verdichter in Form eines Gebläses, der für die -> Aufladung des Motors sorgt. Im Gegensatz zum -> Turbolader direkt von der Kurbelwelle angetrieben – Vorteil: kein Turboloch, Nachteil: erhöhter Verbrauch durch den permanenten Antrieb des Kompressors.

Weitere Energieträger neben den üblichen Öl-Abprodukten, beispielsweise Wasserstoff, Gas, aber auch synthetisch hergestellte Kraftstoffe.

Kraftstoffmenge, die ein Auto für eine bestimmte Wegstrecke benötigt. Wird in Liter pro 100 Kilometer angebeben, im US-Raum beträgt die Mengeneinheit Meilen pro Gallone. Der Kraftstoffverbrauch wird im Rahmen eines EU-Zyklusverfahrens ermittelt.

Spezieller Wärmetauscher zwischen Verdichterausgang (-> Turbolader, -> Kompressor) und Ansaugseite des Motors zur Senkung des unerwünschten Temperaturanstiegs der Ansaugluft. Er kühlt die bei maximaler -> Aufladung auf rund 140 Grad erhitzte Luft auf etwa 60 Grad zurück. Dadurch lässt sich dem Motor mehr Luftvolumen zuführen.

Mehrfach gelagerte Welle eines Viertaktmotors zur Öffnung bzw. Schließung der Ein- und Auslassventile. Der Antrieb erfolgt von der Kurbelwelle her über Kettenräder und Rollenkette, Zahnräder und Zahnkette oder durch Zahnriemenräder und Zahnriemen.

Während seit langem eine Warnlampe über eine kritische Situation beim Öldruck informiert, musste der Ölstand traditionell über einen Messstab kontrolliert werden. Mittlerweile gehen die Hersteller vermehrt dazu über, auch die Ölstandskontrolle auf elektronischem Wege vorzunehmen und zu signalisieren.

Memory-Funktion zur Speicherung von Daten der elektronischen Systeme. Dadurch können aufgetretene Störungen von der Werkstatt schnell und gezielt abgerufen werden. Die Onboard-Diagnose (OBD) ist vom Gesetzgeber vorgeschrieben.

Nachgeschaltetes Abgasreinigungssystem für Diesel-Fahrzeuge, das Rußpartikel eliminiert, indem die aufgefangenen Teilchen in bestimmten Regenerierungsphasen weggebrannt werden. Serie bei allen modernen Dieseln, beispielsweise im Hyundai Santa Fe und im i30.

Optische Aufforderung zum Hoch- oder Runterschalten im Display als Mittel zur Verbrauchsreduzierung, Bestandteil des -> i-Blue-Pakets von Hyundai.

Weil die Luftschwingungen im Ansaugrohr darüber entscheiden, wie gut die Zylinder gefüllt werden und wie gut sich damit der Drehmoment gestaltet, sind variable Saugrohre eine probate Lösung für die Verbesserung der Motor-Zugkraft. Einige, vor allem sportliche Fahrzeuge haben darum zusätzliche, mit Drehschiebern abgesperrte Saugrohre, die elektronisch in Abhängigkeit von der Drehzahl zu- oder abgeschaltet werden.

Automatisches Abschalten des Motors bei längerem Stand als Mittel zur Verbrauchsreduzierung, selbsttätiger Neustart bei Berührung des Gaspedals. Bestandteil des -> i-Blue-Pakets von Hyundai.

Turbolader dienen, genau wie -> Kompressoren, der -> Aufladung eines Motors mit zusätzlicher Luft. Dabei treibt der Abgasstrom eine oder mehrere Turbinen an, welche heutzutage im Diesel-Bereich meist mit beweglichen Luftschaufeln versehen sind. Diese sorgen für den jeweils optimalen Einlassquerschnitt. Die Geschwindigkeit des Turbinenrads wird als Ladedruck bezeichnet. Dank der unter hohem Druck in den Motor gepressten Luft verbessern sich Zylinderfüllung und Verbrennung. Ergebnis sind Mehrleistungen bis 50 Prozent. Meist ist der Turbolader mit einem -> Ladeluftkühler gekoppelt. Turbolader werden im Zuge der Bemühungen um -> Downsizing mittlerweile zunehmend auch bei Benzinmotoren eingesetzt.

Steuerung zum Öffnen und Schließen der im Kopf hängenden Ein- und Auslassventile. Den Antrieb besorgt eine heutzutage in der Regel oben liegende -> Nockenwelle. Verbessert werden Füllung und damit Verbrennung im Motor durch eine variable Ventilsteuerung über eine verdrehbare Nockenwelle, wie sie beispielsweise der Hyundai Grandeur aufweist.

Nach dem erfolgreichen Einsatz im Rennsport gelangte die Vierventiltechnik auch in Serien-Pkw-Motoren. Dank der höheren Zahl an Ventilen ist ein besserer Füllungsgrad im Zylinder möglich, der Gasaustausch vollzieht sich schneller und effektiver.