Der Motor alleine bringt ein Fahrzeug nicht nach vorne. Dazu gehören noch ein paar Komponenten mehr. Darum spricht man heute von Antriebsstrang. Zum Antriebsstrang gehört neben dem Motor auch das Getriebe mit Anfahrelement und Differential, ggf. Achsverteilergetriebe und weiteren Differentialen, Antriebswellen, Öle, Kühler, Hydraulikkomponenten (Pumpen, Ventile, Stuerblöcke, Kolben etc.), Filter, Aktuatorik, Sensorik sowie die dazugehörige Software im Steuergerät und künftig weitere Generatoren und Elektro-Motore für die Integration als Hybriden oder gar Vollelektrischen Antriebs. Wie man sieht, ist dies ein recht breites Betätigungsfeld. Im Folgenden einige Informationen zum Antriebsstrang und seinen Komponenten. Zum Wissensausbau für besseres Customizing!
Automatikgetriebe
Bei vielen Autofahrern und Autoschraubern sind Automatikgetriebe mit einer Menge Vorurteilen versehen. Man ist langsamer, man hat weniger Fahrstufen, die Beschleunigung ist schlechter, der Kraftstoffverbrauch ist höher und eigentlich ist die Automatik auch ganz und gar unsportlich. In den Anfängen des Automobils traf dies auch zu, wobei man beim Schaltgetriebe auch nicht vergessen darf, dass es synchronisierte Gänge nicht von Anfang an und erst recht nicht in beliebiger Anzahl gab. Es gab auch grundsätzlich nur eine Art von Automatikgetrieben. Das Getriebe hatte einen hydrodynamischen Drehmomentwandler und mehrere über nasse Kupplungen betätigte Planetenradstufen zur Leistungsübertragung. Diese Bauart von Automatikgetrieben gibt es heute auch noch, jedoch ergänzt um automatisierte Handschaltgetriebe, Doppelkupplungsgetriebe und Stufenlosgetriebe. Der normale Autofahrer wird in der Regel beim Umstieg von der anderen Technik zuerst nichts merken, denn alle haben das gleiche Bedienkonzept (Wählhebel, keine Kupplung). Der Volksmund spricht üblicherweise vom Automatikgetriebe und unterscheidet (leider) nicht die Funktionsweise. Die aktuelle Entwicklung von Automatikgetrieben (AT) hat jedoch dem normalen Handschaltgetriebe (HS) mehr als nur eine Nase voraus. Die komplette Integration ins Fahrzeug bietet Verbrauchs- und Beschleunigungsvorteile die bis auf den Preis keine Nachteile mehr entstehen lassen. Und doch gibt es Nachteile, wenn man automatisierte HS mit ATs auf eine Stufe setzt, gerade im Bereich Fahrkomfort.
Weitere klassische Vorteile der hydrodynamischen Getriebe (Drehmomentwandler und Stufenautomat) dargestellt:
• Lastabhängige, stufenlose Übersetzungsänderung erlaubt die Anpassung der Übersetzung an die Belastung der Abtriebswelle.
• Nahezu verschleißfrei, bei einfachen Systemen gibt es keinen Abrieb
• Elastische Verbindung zwischen Motor und Triebstrang reduzieren Schwingungen und Drehmomentstöße werden gedämpft, da An- und Abtrieb nicht formschlüssig
verbunden sind (nur Wandler ohne Kupplung bzw. offen gefahren)
• Rückwirkungsfreie Auslegung möglich, da ein Abwürgen des Motors nicht möglich ist (solang Kupplung offen oder nicht vorhanden)
Dem stehen als Nachteile gegenüber:
• Schlechter Wirkungsgrad in weiten Betriebsbereichen (nur wenn Wandler ohne Freilauf und (Überbrückungs-)Kupplung eingesetzt wird)
• Hoher Innovationsaufwand für Nachfolgegetriebegeneration, denn das Getriebe muss lastschaltbar sein (konventionelle Automatgetriebe, CVT) oder eine zusätzliche Schaltkupplung (Wandlerschaltkupplung) zur Reduktion der Primärmasse (Massenträgheitsmoment) oder bauraum- und schnittstellengleich zu Hybridsystemen sein.
Im klassischen Automatik Getriebe arbeitet als Anfahrelement ein hydrodynamischer Drehmomentwandler. Klassisch besteht dieser wiederum aus einer Pumpe (impeller), Turbine (turbine) und Leitrad (stator) die koaxial angeordnet sind und einen Kreislauf bilden. Pumpe und Turbine sind dabei drehbar, das Leitrad ist fest. Die Pumpe ist mechanisch mit dem Schwungrad des Motors verbunden und wir somit durch den Motor angetrieben. Als Arbeitsflüssigkeit wird ATF-Öl verwendet. Die Schaufeln der Pumpe setzen das Öl im Wandler in Richtung Turbine in Bewegung. Der entstehende Ölstrom treibt dabei die Turbine an. Die Pumpe wandelt dabei mechanische Energie in Fluidenergie. Die Turbine ist mechanisch mit der Eingangswelle des Getriebes verbunden und stellt die Rückkopplung vom hydraulischen Weg der Kraftübertragung zum mechanischen dar. Die Turbine wandelt die Fluidenergie zurück in mechanische Energie. Die erzeugten Verluste bleiben als Wärme im Öl. Beim Fahrzeugstart treibt die Pumpe die Turbine an. Die Pumpe hat Motordrehzahl n1 und die Turbine steht still n2=0. Der Ölstrom bewirkt, dass die Turbine an Geschwindigkeit gewinnt und bis zur Motordrehzahl beschleunigt wird, so dass n2 ungefähr n2 wird. Hätte der Wandler kein Leitrad, so wäre dies die Funktionsweise einer hydraulischen Kupplung. Durch das Leitrad wird eine Drehmomenterhöhung bewirkt die für eine Steigerung der Zugkraft sorgt. Das aus der Turbine ausströmende Öl strömt auf das Leitrad bzw. auf dessen Schaufeln und wird durch diese umgelenkt. Durch die Umlenkung des Ölstroms wird das Drehmoment erhöht. Zur Vollständigkeit: Das aus dem Leitrad ausströmende Öl wird von der Pumpe angesaugt und wieder zum antreiben der Turbine verwendet. Mit steigender Turbinendrehzahl ändert sich jedoch der Anströmwinkel des Öls auf das Leitrad, so dass der Widerstand abnimmt und dementsprechend auch das Drehmoment nicht mehr erhöht wird und schlussendlich auf das Eingangsmoment abfällt. Der Wandler wird dabei stetig durch eine kleine Zahnradpumpe mit Öl versorgt. Eine Füllung des Wandlers ohne Ölspülung würde auf schnellstem Weg zum Hitzetod führen. Da während der Fahrt kein mechanischer Kraftschluss vorhanden ist, wird trotzdem die Turbine weiterhin von der Pumpe angetrieben. Dabei herrscht einerseits Schlupf und andererseits werden die Strömungsverhältnisse sehr schlecht, der Wirkungsgrad lässt sehr zu wünschen übrig. Für den Autofahrer heißt dies, dass der Kraftstoffverbrauch steigt. Um die Effizienz zu steigern verwendet man einen Freilauf im Leitrad, der bei etwa 80% Drehzahlgleichheit auslöst und das Leitrad frei im Ölstrom treiben lässt. Um bei konstanter Fahrt den Schlupf zu eliminieren, wird eine Wandlerüberbrückungskupplung verwendet, die mechanisch die Pumpe mit der Turbine verbindet. Weitere Entwicklungen sind geregelte Wandlerkupplungen zur frühzeitigen Schließung der Kupplung und Pumpenkupplungen um Schleppverluste zu vermeiden, da die Pumpe trotzdem fördert. Durch die hydrodynamische Leistungsübertragung werden Drehungleichförmigkeiten des Motors effizient unterdrückt. Bei Verwendung von Überbrückungskupplungen hingegen werden im geschlossenen Zustand wieder Schwingungen übertragen, was zu Komforteinbussen führt. Um diese zu eliminieren, hat man torsionsgedämpfte Kupplungen entwickelt, die das gleiche Prinzip der Dämpfung verwenden, wie z.B. Kupplungsscheiben oder Zweimassenschwungräder. Eine Weiterentwicklung ist der Turbinentorsionsdämpfer der auch Stöße aus der Hydraulik eliminiert. Durch die Hydraulik lassen sich sehr hohe Drehmomente übertragen. Dabei ist der hydraulische Durchmesser des Torus entscheidend, denn der Wert wirkt sich in der fünften Potenz aus. Für atemberaubende Burn-Outs hingegen sind Überbrückungskupplungen eher Gift. Beim "Anfahren" hilft die Drehmomenterhöhung schneller die Rutschgrenze des Reifens zu erreichen. Sämtliche Stöße und Schlupfverluste werden von der Hydraulik aufgenommen. Dies heisst natürlich auch, dass die Hydraulik gekühlt werden muß. Serienmäßig waren früher im Volumenmarkt meist keine Hydraulikölkühler verbaut. Ausnahmen bilden hier großvolumige Motoren schwerer Limousinen, bei uns seltener anzutreffen, in den USA doch des Öfteren vertreten. Aufgrund der gestiegenen Anforderungen gehört ein Ölkühler jedoch mittlerweile zum Standartumfang. Wichtig für jeden Ölkreislaufs ist auch hier, dass ein gemässigtes Temperaturniveau eingehalten wird. Dies bestimmt sich nicht nur aus der Kühlergröße sonder auch aus der von Gehäuse und Leitungen abgegebenen Wärme durch Konvektion, der Ölsorte, der umlaufenden Ölmenge, der Filterart, der Pumpe und natürlich auch aus den Dichtungswerkstoffen. Wer großes vor hat, sollte sich also diese Parameter seines Getriebes näher anschauen und ggf. Maßnahmen ergreifen. Ein riesiger Ölkühler bringt z.B. nichts, wenn die Pumpe es nicht schafft entsprechend Öl zu fördern oder lokal zu hohe Temperaturen für Dichtungen entstehen.
Bei bestehenden Antriebssträngen hat man meist keine große Möglichkeit den Wandler in seinen Kenndaten zu beeinflussen. Manchmal gab/gibt es in einer Generation mehrere Wandler mit verschiedenen Kennungen bei Bauraum- und Anschlussmaßgleichheit. Hier kann u.U. eine andere Kennung verwendet werden. Auch soll es vorkommen, das es Wandler mit gleichen Anschlussmaßen in mehreren Generationen gegeben hat, d.h. hier kann man evt. einen Generationssprung machen. Sollte jedoch z.B. eine Kupplung hinzugekommen sein, so wird einerseits die Position der Verzahnung auf der Welle meist nicht mehr passen und hat das Getriebe keinen hydraulischen Steuerausgang für die Kupplung.
Die Kennung (Wandlerkennlinie) wird durch mehrere Parameter beeinflusst:
- Wandlergröße im Sinne des hydraulischen Durchmessers D. Man beachte, daß der Durchmesser mit der fünften (!) Potenz in das Moment eingeht M~D^5
- Meridianquerschnitt (meist Rund, Oval, Rund-Hoch, Quer-Oval, etc.)
- Schaufelwinkel
- Verlauf der Schaufel zwischen Ein- und Austritt
Um das Zusammenspiel zwischen Motor, Wandler und Getriebe bestmöglich auszuwählen, werden diverse Kennfelder erstellt, die die verschiedenen Betriebspunkte darstellen. Hier wird aus dem Motorkennfeld (Drehzahl ggü. Drehmoment/Leistung) und dem Wandlerkennfeld (Pumpenmoment-Wandlung-Wirkungsgrad ggü. Drehzahlverhältnis) das Primärkennfeld, aus dem diverse Informationen abgelesen werden können (Betriebspunkte, Hochlaufkurve, Wandlerdiagram), erzeugt. Das Sekundärkennfeld, welches sich aus dem Primärkennfeld ableitet, zeigt dabei die Zugkraft über Getriebeeingangsdrehzahl, Hochlauf und Verlustleistung. Die Diagramme bzw. Kennfelder werden für alle Betriebsbereiche (Reversieren v<0, Zug 0<v<1, Schub v>1) erstellt.
Zusammenfassung Kupplung
In der Kupplungsscheibe kann zur Schwingungsisolation ein ein- oder mehrstufiger Torsionsdämpfer, gegebenenfalls mit Vordämpfer integriert sein. Zur optimalen Schwingungsisolation kann auch ein zweiteiliges Schwungrad (Zweimassenschwungrad, ZMS) mit einem zwischengeschalteten elastischen Element vor die Kupplung geschaltet werden (Abb. 2.2.4). Die Resonanzfrequenz dieses Feder-Masse-Systems liegt unterhalb der Erregerfrequenz (Zündfrequenz) des Motorleerlaufs und damit außerhalb des Betriebsdrehzahlbereiches. Es wirkt als schwingungsisolierendes Element gegenüber dem Motor nachgeschalteten
Triebwerkskomponenten (Tiefpassfilter). Immer weiter steigende Drehungleichförmigkeiten in Kombination mit niedrigen Primärmassen erzeugen Schwingungen auf der Riemenseite. Auch hier werden künftig Riemenscheiben mit Torsionsdämpfer zum Standart gehören.
Ein vollständiges Kupplungssystem besteht heute grundsätzlich aus Schwungrad, Kupplungscheibe, Torsionsdämpfer, Druckplatte, Ausrücker sowie Ausrückgabel, Führungsrohr, Nehmerzylinder, Kugelbolzen
Kraftfahrzeugkupplung ist zwischen Motor und Getriebe angeordnet. Die Anforderungen sind vielfältig:
- Fahrzeugmasse muss beim Anfahren ruckfrei an den Motor angeschlossen werden
- Schwingungsgeräusche sollen gedämpft werden
- zuverlässiges Trennen und Schließen des Kraftflusses beim Schalten gewährleisten
- angenehme und stressfreie Bedienung
- möglichst hohe Lebensdauer
Das Drehmoment des Motors wird je zur Hälfte vom Schwungrad und von der Kupplungsdruckplatte durch Reibung auf die Beläge der Kupplungsscheibe übertragen.
Über die Belagfederung, Mitnehmerscheibe und den Torsionsdämpfer der Kupplungsscheibe wird das Drehmoment dann auf die Verzahnung der Getriebeeingangswelle und somit in das Getriebe eingeleitet.
Voll eingekuppelt herrscht Haftreibung. Während des Einkuppelvorgangs herrscht Gleitreibung vor. Diese erzeugt Wärme und Verschleiß. Die Kupplung arbeitet während dieses Vorgangs als Drehzahlwandler. (Zum Verständnis: auch wenn die Drehzahl gleich ist = stationärer eingekuppelter Zustand = nSchwungrad=nKupplungsscheibe, dann ist die Kupplung immer noch ein Drehzahlwandler mit u=1 durch n2/n1)
Die schnellstmögliche und vollständige Unterbrechung der Drehmomentübertragung ist eine Grundvoraussetzung für Funktion und Lebensdauer des Schaltgetriebes.
Beim Auskuppeln unterstützen in der Regel Motorschwingungen die Belagfedern beim Abdrücken der Kupplungsscheibe vom Schwungrad. Wenn sich jedoch resultierende Axialkräfte ergeben, die die Kupplungsscheibe an eine der beiden Gegenreibflächen drücken und so ein Schleppmoment aufbauen, kann es zu Trennproblemen kommen.
Solche Axialkräfte können durch Unterdruck, einseitig wirkende Schwingungen des Schwungrades und der Anpressplatte oder durch geneigten Einbau des Motor-Getriebe-Blocks verursacht werden.
Die elastische Verformung des gesamten Kupplungssystems ist die Basis für die Dosierbarkeit der Kupplung. Eine komplett starre Kupplung hätte keinen Dosierweg. Je starrer die Kupplung wird, desto "sportlicher" fühlt sie sich an oder der Komfort nimmt ab.
Mithilfe des Ausrücklagers kann der feststehende Ausrückmechanismus die Kupplung betätigen. Achtung, die rotierenden Teile haben immer noch Motordrehzahl! Die Betriebstemperatur entspricht mit einiger Verzögerung der der Getriebeglockenluft plus Eigenerwärmung. Da die Alterung des Schmierfetts im Ausrücklager mit steigender Betriebstemperatur schneller voran schreitet, kann es zum frühzeitigen Ausfall des Ausrückerlagers kommen. Temperaturen von 180°C stellen hier eine typisches Maximum dar.
Daher sollte hier nur hocherwertiges und Temperaturbeständiges Fett zum einsatz kommen. Die Getriebeglockeluft wird dabei hauptsächlich durch den Motor und das Getriebe beeinflusst. Während des Kupplungsvorgangs trägt die freiwerdende Wärmemenge aus der Reibarbeit ihr übriges dazu bei die Luft zu erwärmen.
Die Seilzugbetätigung als Kraftübertragung zwischen Pedal und Betätigungshebel am Getriebe wurde bei modernen Fahrzeugen weitestgehend durch die hydraulische Betätigung ersetzt, da sie zum einen funktionelle aund bauraumtechnische Nachteile hat. Die Hydraulik hat grundsätzlich geringere und über die Lebensdauer nahezu konstante Reibungsverluste. Die Nachstellung bei Belagverschleiß ist einfach und zuverlässig. Die Schwingungsdämpfung, mit der sich Pedalvibrationen und Geräusche unterdrücken lassen, ist besser als beim Seilzug. Aber bei Motoren mit kritischem Schwingsniveau (Drehungleichförmigkeiten) muß ein Vibrationsdämpfer, eine "Hydraulik-Spule", verwendet werden, um auf ein erträgliches Niveau zu kommen. Ohne diesen ist die Hydraulik nicht besser als ein Seilzug. Die hydraulische Betätigung besteht aus dem Geberzylinder der vom Bremsflüssigkeitsbehälter versorgt wird, dem Nehmerzylinder und der zu ihm führenden Druckleitung. Nehmerzylinder und Ausrücker können zu einem Bauteil zusammengefasst sein.
Grundsätzlich sei eines gesagt, gegen Missbrauch ist keine Kupplung geschützt. Um einen vorzeitigen Ausfall zu verhindern, gehen manche Fahrzeughersteller dazu über, die Kupplung zu "überwachen" und schränken je nach Modell der Ermittlung die Fahrzeugfunktion ein, bis hin zur Fehlermeldung, in der Hoffnung, das der Fahrer so zur Besinnung kommt und die Werkstatt aufsucht.
Der Kupplungsdurchmesser bestimmt im wesentlichen das Gewicht und die Kosten der Kupplung. Da der Durchmesser der Kupplung mit dem durchmesser des Schwungrads einhergeht, beeinflusst dieser auch die Bodenfreiheit des Fahrzeugs. Allerdings wächst mit dem Durchmesser das Massenträgheitsmoment der Kupplungsscheibe. Dadurch erhöht sich der Kraftbedarf zum Schalten des Getriebes und die Synchroneinrichtungen werden höher belastet. Das Ansprechverhalten des Fahrzeugs wird träger. Doch hat eine größere Kupplung auch eine größere Belagfläche und ein besseres Wärmespeichervermögen. Beides wirkt sich positiv auf den Belagverschleiß und die Übertragungssicherheit in kritischen Situationen aus.
Bei der Auslegung (Konstruktion sagte man früher mal) einer Kupplung, wird immer ein Kompromiss aus Kosten, Bauraum, Gewicht, Funktionsreserven bei Fehlbedienung, Lebensdauer und Komfort gewählt. Dies hängt stark von der Philosophie des Fahrzeugherstellers ab.
Die Kraftübertragung in einer trockenen Kupplung erfolgt heute fast ausschließlich mithilfe von organisch gebundenen Reibbelägen. Diese werden auf Belagfedern genietet, die als gewellte Segmente aus Stahlblech eine flexible Anpassung des Belags an die Gegenreibfläche ermöglichen. Die organischen Beläge bestehen aus Garnen, die in einem Reibzement aus Harzen, Kautschuken und Funktionsstoffen wie z. B. Ruß, Grafit oder Kaolin eingebettet sind. Die Garne bestehen i.d.R. aus Glas-, Polyacrylnitril-, Aramid-, und anderen Fasern sowie einem Messing- oder Kupferdraht.
Heutige Doppelkupplungssysteme stellen dabei neue Anforderungen an den Reibbelag. Durch den häufigen Energieeintrag beim Schaltvorgang unter Last wird das Betriebstemperaturniveau erhöht. Dies erfordert eine hohe Verschleißbeständigkeit des Reibbelags. Auch Impulsstartkupplungen, die bei Hybriden Antrieben genutzt werden, stellen ähnlich hohe Anforderungen, da in sehr kurzer Zeit der gesamte Reibvorgang unter hoher Last statt findet.
Sinterbeläge sind auch hier keine Alternative. Diesen werden nach wie vor dem Motorsport und industriellen Anwendungen aus Komfortgründen vorbehalten. Kupfer ist der Grundwerkstoff gesinterter Metallbeläge. Dabei werden 4 bis 8 Reibsegmente (pads) kreisförmig angeordnet. Sinterbeläge zeichnen sich durch einen auch bei extremer Belastung hohen Reibungskoeffizienten aus. Dieser führt allerdings zu erheblichem Verschleiß der Gegenreibflächen.
Braucht man Rennsportkupplungen/Motorsportkupplungen?
Schon die sehr leistungsstarken Motoren der Top-Straßenfahrzeuge stellen bei sportlicher Fahrweise höchste Anforderungen an die Übertragungssicherheit und Wärmekapazität der Kupplung. Im Motorsport sind die Anforderungen noch extremer: Temperaturen um 1000°C, über 18000 1/min oder die Übertragung von bis zu 1600 Nm Drehmoment sind eine Herausforderung. Erst Recht bei minimaler Baugröße, extrem niedrigem Gewicht, kleinem Massenträgheitsmoment, hoher Betriebssicherheit, Dosierbarkeit der Kupplung und hoher Lebensdauer. Um die Zielwerte zu erreichen, werden bei Motorsportkupplungen durchaus Gehäuse aus Titan und Reibpaarungen aus Carbon-Materialien eingesetzt. Solche Kupplungen sind als Mehrscheiben-Lamellen Kupplung ausgeführt. Der Reibungskoeffizient nimmt bei dieser Kupplung mit steigender thermischer Belastung zu. Der Verschleiß ist erst erst auf hohem Temperaturniveau akzeptabel. Dieses Reibverhalten eignet sich daher nicht für normale Straßenfahrzeuge. Komfort spielt hier keine große Rolle, das System muß nur idiotensicher funktionieren. In der Zwischenzeit werden automatisierte Getriebe (hydraulisch, elektrisch betätigt) eingesetzt, die fehlbedienungen nahezu ausschliessen und die Betätigungszeit auf ein minimum reduzieren. Antwort: Ja.
Kann ich mit einer normalen Kupplung einen Rennstart durchführen?
Wird die Reibungswärme wie beim Rennstart schlagartig zugeführt, steigt die Reibflächentemperatur schnell auf Werte, die ausreichen, um die organischen Bestandteile der Beläge zu schädigen sowie Anpressplatte und Schwungrad durch innere Überhitzung zu verformen. Der Reibungskoeffizient des Reibbelags sinkt schnell ab. Wenn die Wärmezufuhr rechtzeitig unterbrochen und Zeit zur Abkühlung aller Komponenten gegeben wird, kann sich die Kupplung schnell erholen. Da der Belag durch seine geringe Wärmeleitfähigkeit bei rechtzeitiger Trennung nur oberflächlich geschädigt wurde, kann durch weiteren normalen Verschleiss die beschädigte Schicht des Belags abgetragen werden.
Kritischer sind sehr dünne Anpressplatten/Druckplatten, die durch Ihre geringe Masse schneller erhitzen als der Reibbelag und verformen sich. Die Platte bricht aufgrund von überlagerung von Fliehkräften und und Wärmespannungen. Über den Daumen gepeilt kann man sagen, ein ABE Test entspricht einem Rennstart.
Anfahren im richtigen Gang
Pkw und Transporter mit Pkw-Antriebssträngen haben Viergang-, Fünfgang- oder Sechsganggetriebe und werden grundsätzlich im 1. Gang angefahren. Anders ist es bei LKW-Getrieben mit 12-16 Gängen. Dieses ist so ausgelegt, dass man in der Ebene im 2. Gang anfahren kann. Mit dem 1. Gang lässt sich dann die Kupplungsbelastung bei Steigungsanfahrten entsprechend reduzieren, dass ein durchschnittlicher Fahrer keine Kupplung verbrennt.
Der Fahrer spielt die größte Rolle, da er Anfahrdrehzahl und Kupplungsdauer bestimmt. Einen großen Einfluss hat die Anfahrdrehzahl. Die Drehzahl geht quadratisch in die Reibungsarbeit ein. Eine zu hohe Drehzahl führt zu verbrannten Kupplungen. Eine zu niedrige kann zu unnötigen Stößen führen. Die Kupplungsdauer bestimmt die Reibzeit, in der die Kupplung als Heizelement missbraucht wird. Die überwiegende Mehrheit der Autofahrer lässt die Kupplung zu lange schleifen. Auf der anderen Seite heisst dies, das zur Verfügung stehende Motormoment wird nicht vollständig ausgenutzt.
Kupplungsfreigabe
Die Allgemeine Betriebserlaubnis (ABE) für einen Pkw setzt den Nachweis durch den Fahrzeughersteller voraus, dass fünfmal innerhalb von fünf Minuten mit dem zulässigem Gesamtgewicht (ggf. mit Anhänger) an einer 12 %igen Steigung angefahren werden kann.
Funktionsbeschreibung Klimaanlage (klassisches System mit Expansionsventil)
Die Klimaanlage des Fahrzeugs ist ein Verbund aus Fahrzeugheizung und Kältemittelkreislauf. Dies ermöglicht die Erzeugung der gewünschten Klimakonditionen, völlig unabhängig von den äußeren Bedingungen. Damit ist die Klimaanlage durchaus relevant für Sicherheit und Fahrkomfort. Der Unterschied zwischen Klimaanlage und Klimaautomatik ist, wie der Name schon sagt, im automatisch regelnden Teil der Klimaautomatik zu finden. Ein System aus Düsen, Klappen, Stellgliedern und Sensoren verteilt entsprechend der eingestellten Temperatur gekühlte oder erwärmte Luft im Fahrzeuginnenraum.
Die Komponenten des Kältemittelkreislaufs sind durch Schlauch-/Rohrleitungen verbunden und bilden ein geschlossenes System. In diesem System zirkuliert das Kältemittel, angetrieben vom Kompressor. Der Kreislauf besteht aus zwei Teilen, dem Hochdruckteil (zwischen Kompressor und Expansionsventil) und dem Niederdruckteil (zwischen Expansionsventil und Kompressor).
Der Kompressor wird vom Fahrzeugmotor über den Keilriemen angetrieben und verdichtet das gasförmige Kältemittel. Es wird unter Hochdruck durch den Kondensator gepresst. Der Kondensator ist ein Wärmetauscher. Der Kondensator befindet sich vor dem Motorkühler und kühlt das Kältemittel ab. Dabei wird dem stark erhitzten Kältemittel Wärme entzogen, was dazu führt, dass es kondensiert und entsprechend seinen Zustand von gasförmig auf flüssig ändert. Der Filter-Trockner scheidet Verunreinigungen und Lufteinschlüsse vom flüssigen Kältemittel ab. Dies erhöht die Effektivität des Systems und schützt die Komponenten vor Beschädigungen. Desweiteren dient er als Kältemittelspeicher. In Ihm befindet sich ein Filterelement aus Granulat, welches nur eine bestimmte Menge Feuchtigkeit aufnehmen kann.
Zwischen Trockner und Expansionsventil wird der Druck konstant gehalten. Das Expansionsventil sitzt direkt vor dem Verdampfer und steuert die Menge des zu verdampfenden Kältemittels. Das durchgelassene Kältemittel wird im Verdampfer entspannt und über das Expansionsventil . Beim Verdampfen im Verdampfer wird Verdunstungskälte frei. Der Verdampfer ist auch ein Wärmetauscher. Das Kältemittel ändert hier seinen Zustand von flüssig in gasförmig und der Druck sinkt. Der Verdampfer befindet sich im Fahrzeuginnenraum. Durch die Fahrzeuginnenraumlüftung wird warme Frischluft oder warme Innenraumluft (Umluftbetrieb) durch den Verdampfer in den Innenraum geblasen. Die warme Luft kühlt sich dabei an der Verdampferoberfläche ab und wird getrocknet. Das Kältemittel erreicht zum Schluss über das Expansionsventil wieder den Kompressor, wo der Kreislauf von vorne beginnt.
