Neue Antriebssysteme bieten mehr Fahrspaß und Effizienz

Immer öfter entstehen neue Techniken für Automobile bei den Zulieferern. Die Chancen auf Realisierung steigen, wenn die Produkte radikale Verbrauchs- und CO2-Reduzierung betreffen. ZF als Nummer drei unter den deutschen Automobil-Zulieferern nach Bosch und Continental greift immer neue Ideen auf, um sie für Autohersteller in die Serie zu bringen. Ein Beispiel ist der abschaltbare Allradantrieb für SUV-Modelle.

Denn trotz aller Regelbarkeit moderner Allrad-Systeme erzeugen sie noch immer einen nicht unerheblichen Sprit-Mehrverbrauch gegenüber einem reinen Front- oder Heckantrieb. Vermeiden kann man diesen nur, wenn die bisher stets mitlaufende Kardanwelle völlig still gelegt wird. Dafür ordnet ZF je eine Kupplung direkt nach dem Hauptgetriebe und am hinteren Achsgetriebe an, so dass sich der gesamte hintere Antriebsstrang abkoppeln lässt. Das soll auf einen Schlag mindestens fünf Prozent Verbrauchseinsparung mit sich bringen. Wie unmerklich das Ab- und Zuschalten für den Fahrer von statten geht, konnten wir auf dem Rennkurs von Valencia an einem Land Rover Freelander erfahren.

Mit Nachdruck betreibt ZF momentan auch die Entwicklung des Elektro-Antriebs und kann dabei sogar auf eigene Erfahrungen zurückgreifen. Denn die Friedrichshafener liefern für die Hybrid-Modelle namhafter Hersteller bereits neueste Getriebeautomaten mit integrierten Elektromaschinen aus. Jetzt widmen sie sich einer neuartigen Version des reinen E-Antriebs für kleine und mittlere Pkw. Anders als der Wettbewerb wählt ZF dazu ein Hochdrehzahlkonzept mit robusten Asynchron-Motoren, deren Maximaldrehzahl von bis zu 21 000 Touren vom Getriebe umgesetzt werden.

Dank hauseigener Erfahrungen in der Verzahnung traut sich der Getriebespezialist zu, die wegen der hohen Drehzahl zu befürchtenden akustischen Probleme zu lösen. Zur Probe aufs Exempel waren während eines Workshops auf dem Circuit in Valencia Versuchsfahrzeuge auf Suzuki-Basis zu testen, die sich mit dem ZF-Antrieb, obwohl sie ohne zusätzliche Geräuschdämmung ausgestattet waren, als außerordentlich leise erwiesen haben. Weder bei voller Beschleunigung aus jeglichen Drehzahlen, noch im Schubbetrieb ist der Antrieb zu hören. Dabei installiert ZF mit 90 kW (122 PS) eine recht hohe Leistung in den Motor. Deshalb waren die Kleinwagen ziemlich sportlich unterwegs. Wenn der E-Antrieb so vehement antritt, dürfte es um seine Zukunft nicht schlecht bestellt sein.

Der größte Vorteil der ZF-Lösung ist das geringe Gewicht. Der Antrieb wiegt nur 45 Kilogramm. Die hier verwendeten Asynchron-Motoren soll einen um bis zu vier Prozent besseren Wirkungsgrad haben als die üblichen permanent angeregten E-Motoren. Wobei die gute Energiebilanz zunächst vor allem zur Steigerung der Reichweite genutzt werden soll, wie der Leiter der ZF-Vorentwicklung, Dr. Hans-Jörg Domian, im Gespräch mit dem MID verrät.

Seine für verschiedene Hersteller produzierten Komponenten für das Fahrwerk – wie Aktiv-Lenkungen und ähnliches – hat ZF in einem umgebauten 5er BMW untergebracht, um zu demonstriert, dass die Summe aktiver Fahrsysteme das Fahrzeughandling erheblich verbessert. Neben der Aktivlenkung und der lenkbaren Hinterrädern ist vor allem das System Torque Vectoring zu spüren, das die Antriebskräfte so verteilt, dass sie das Fahrzeug aktiv in die Kurve lenkt. Diese Umkehr der ESP-Funktion erhöht deutlich spürbar die Agilität des Fahrzeugs, das sich mit geringerem Lenkeinschlag, mit höheren Geschwindigkeiten leicht durch enge Kurvenfolgen dirigieren lässt. Das kommt aber nicht nur sportlich orientierten Fahrern entgegen, sondern trägt auch zur aktiven Fahrsicherheit bei, da es auch unterhalb des ESP-Regelbereichs aktiv wird. Torque Vectoring erzielt das gleiche Resultat wie ESP, bremst die Energie aber nicht ab, sondern setzt sie in sicheren Vortrieb um. Auch das dient der Reduzierung des Verbrauchs und dem geringeren CO2-Ausstoß; einem Ziel, dem sich Hersteller und Zulieferer gleichermaßen verpflichtet fühlen.