月: 2023年9月

Was ist eine Onboard-Kamera?

Eine Onboard-Kamera ist ein Gerät, das in der Regel in ein Fahrzeug eingebaut wird, um während der Fahrt Bilder und Daten zu erfassen.

Es gibt verschiedene Formen und Funktionen von Onboard-Kameras, aber ihre Hauptaufgabe besteht darin, den Fahrer beim sicheren Fahren zu unterstützen und die Situation um das Fahrzeug herum zu beurteilen. Darüber hinaus bieten einige fortschrittliche Modelle auch erweiterte Fahrerassistenzfunktionen wie Hinderniserkennung, Spurhalteassistent und automatische Einparkhilfe.

Onboard-Kameras sind somit ein wesentliches Element zur Verbesserung der Fahrzeugsicherheit und spielen eine Schlüsselrolle bei der Verwirklichung weiterer automatisierter Fahrtechnologien. Für Konstrukteure und Einkäufer in der Automobilindustrie ist die Auswahl und Integration der richtigen Onboard-Kamera ein Schlüsselfaktor bei der Entwicklung der nächsten Fahrzeuggeneration.

Anwendungen von Onboard-Kameras

Aufgrund ihrer Funktionalität und Vielseitigkeit sind Onboard-Kameras zu einem wichtigen Bestandteil moderner Fahrzeuge geworden und werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt.

1. Einparkhilfe

Das Einparken ist einer der sensibelsten Aspekte des Autofahrens und bedeutet für den Fahrer oft Stress. Onboard-Kameras sind ein wichtiges Hilfsmittel für sicheres und gefahrloses Rückwärts- und Parallelparken. Sie bieten Ansichten von hinten und oben und helfen dem Fahrer, den Abstand zwischen dem Fahrzeug und der Umgebung genau zu bestimmen.

2. Unfallaufzeichnung

Onboard-Kameras sind ein zuverlässiges Instrument zur Aufzeichnung von Unfall- oder Kollisionsmomenten. Sie können bei späteren Versicherungsansprüchen oder Polizeiberichten ein sehr wertvolles Beweismittel sein. Die Aufnahmen von Onboard-Kameras sind oft notwendig, um die Ursache und die Verantwortung für einen Unfall zu ermitteln.

3. Fahrtenbücher

Onboard-Kameras sind auch für die Aufzeichnung des täglichen Fahrverhaltens nützlich. Dies kann zur Analyse und Verbesserung der Fahrgewohnheiten oder zum Schutz des Fahrers im Falle eines bestimmten Vorfalls oder Problems genutzt werden.

4. Überwachung im Fahrzeug

Onboard-Kameras werden auch zur Überwachung von Fahrzeugen eingesetzt, um Diebstähle und Einbrüche zu verhindern. Sie werden auch zur Aufzeichnung des Fahrerverhaltens im Taxi- und Lieferdienstgewerbe und zur Überwachung des Fahrgastverhaltens in Szenarien verwendet, in denen Fahrzeuge gemeinsam genutzt werden.

5. als Teil von ADAS (Advanced Driver Assistance Systems)

Schließlich können Onboard-Kameras als Teil eines fortschrittlichen Fahrerassistenzsystems (ADAS) eingesetzt werden. Dazu gehören Funktionen wie Spurverlassenswarnung, Vorwärtskollisionswarnung und Fußgängererkennung. Diese Systeme sind so konzipiert, dass sie die Reaktionszeit des Fahrers ergänzen und Unfälle verhindern.

Funktionsweise der Onboard-Kameras

Es gibt zwei Arten von Onboard-Kamerasystemen: monokulare Kamerasysteme und Stereokamerasysteme.

1. monokulare Kamerasysteme

Monokulare Kamerasysteme berechnen den Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug oder Fußgänger auf der Grundlage der vertikalen Pixelposition der von einer einzigen Kamera erfassten Bildkoordinaten. Monokulare Kameras haben den Vorteil, dass sie kostengünstig und klein sind, haben aber den Nachteil, dass sie eine große Fehlerspanne aufweisen. Die Genauigkeit von monokularen Kameras hat sich jedoch in den letzten Jahren mit der Entwicklung der Bildverarbeitungstechnologie verbessert.

2. Stereokamerasystem

Stereokamerasysteme verwenden zwei Kameras, um Objekte zu erkennen. Wie das menschliche Auge nutzt es das Prinzip der Triangulation, das auf der Parallaxe der Abbildungsposition beruht: Aus dem Abstand zwischen den beiden Kameras, den Brennweiten der Kameras und der Parallaxe wird die Entfernung zum Objekt mit der Triangulationsmethode gemessen und der gesamte Bildschirm kann als dreidimensionales Bild erfasst werden.

Die Entfernungsmessung mit Stereokameras erfolgt mit einem vierstufigen Algorithmus: Vorverarbeitung wie Verzerrungskorrektur und Normalisierung der Bildhelligkeit, Bildtransformation für den Abgleich, Abgleich zur Disparitätsschätzung und Triangulation. Zu den Matching-Algorithmen gehören verschiedene Matching-Methoden, wie die SGM-Methode (Semi Global Matching), die die Disparität in Bereichen ohne Bildmuster schätzt, und die SAD-Methode (Sum of Absolute Difference), die zuverlässige Daten ohne Daten in Bereichen ohne Bildmuster verwendet. Es stehen verschiedene Abgleichsmethoden zur Verfügung, z. B.:

Arten von Onboard-Kameras

Es gibt eine Vielzahl von Onboard-Kameras, je nach Funktion und Anwendung. Die wichtigsten Typen sind folgende:

1. Frontkameras

Sie werden am vorderen Teil des Fahrzeugs angebracht, um die Sicht nach vorn zu verbessern. Sie erkennt Hindernisse, Fahrspuren, Ampeln, Fußgänger usw. auf der Straße und liefert dem Fahrer Informationen; sie funktioniert als Teil des ADAS-Systems und trägt zur Kollisionsvermeidung und zum automatisierten Fahren bei.

2. Rückfahrkamera

Die Rückfahrkamera ist am Heck des Fahrzeugs angebracht und erfasst rückwärtige Bereiche, die im Rückspiegel nur schwer zu erkennen sind. Dies erhöht die Sicherheit beim Einparken erheblich.

3. Seitenansichtskamera

Sie wird an der Seite des Fahrzeugs angebracht und deckt tote Winkel ab. Diese Kamera verbessert die Sicht in toten Winkeln, die beim Fahrspurwechsel oder an Kreuzungen schwer zu erfassen sind.

4. Rundum-Kamerasystem

Mehrere Kameras sind an verschiedenen Stellen des Fahrzeugs installiert, um einen 360°-Blick auf das gesamte Fahrzeug zu ermöglichen. Dies erleichtert das Einparken und Manövrieren auf engem Raum.

Was ist ein Autoscheinwerfer?

Autoscheinwerfer sind die Leuchten auf beiden Seiten der Vorderseite eines Fahrzeugs. Autoscheinwerfer werden auch als Frontscheinwerfer oder Scheinwerfer bezeichnet.

Autoscheinwerfer haben zwei Aufgaben. Die erste Aufgabe von Autoscheinwerfern besteht darin, dem Fahrer die Sicht auf den Weg und das Vorankommen zu erleichtern. Die zweite Aufgabe von Autoscheinwerfern besteht darin, Personen in der Umgebung des Fahrzeugs darauf aufmerksam zu machen, dass sich das Fahrzeug in ihrer Nähe befindet. Diese beiden Funktionen von Autoscheinwerfern verbessern die Sicherheit des Fahrers und seiner Umgebung.

Anwendungen von Autoscheinwerfern

Autoscheinwerfer werden eingesetzt, um die Sicherheit des Fahrers und seiner Umgebung zu erhöhen, indem sie, wie oben beschrieben, ein starkes Licht vor dem Fahrzeug ausstrahlen.

Autoscheinwerfer strahlen das stärkste Licht aller Fahrzeugleuchten aus. Autoscheinwerfer können durch Veränderung der Leuchtweite auf zwei Arten eingestellt werden: Die erste, Abblendlicht genannt, leuchtet bis zu etwa 40 m vor dem Fahrzeug, die zweite, Fernlicht genannt, leuchtet bis zu etwa 100 m vor dem Fahrzeug. Die zweite Methode wird als Fernlicht bezeichnet, das bis zu 100 m vor dem Fahrzeug leuchtet.

Funktionsweise und Merkmale von Autoscheinwerfern

Es gibt drei Haupttypen von Lichtquellen für Autoscheinwerfer: Halogenlampen, HID und LED.

Halogenlampen waren die Hauptlichtquelle für Autoscheinwerfer, bis sich HIDs durchsetzten (vor der Heisei-Ära). Die Vorteile von Halogenlampen in Autoscheinwerfern liegen darin, dass sie im Vergleich zu HIDs und LEDs ein helleres Licht abgeben, was bedeutet, dass die Umgebung des Fahrzeugs weniger geblendet wird und die Autoscheinwerfer relativ freundlich zu Fußgängern und zum Gegenverkehr sind. Ein Nachteil von Halogenlampen ist, dass ihr Stromverbrauch höher ist als der von HID und LED. Ein weiterer Nachteil ist, dass Halogenlampen eine kurze Lebensdauer haben, was bedeutet, dass Autoscheinwerfer häufiger ausgetauscht werden müssen.

HID ist eine Art von Autoscheinwerfer, der mit einer Bogenentladung arbeitet und keinen Glühfaden wie Halogenlampen hat. Ein Nachteil von HID ist, dass es nach dem Einschalten der Autoscheinwerfer einige Zeit dauert (etwa 5-10 Sekunden), bis die maximale Lichtintensität erreicht ist.

LEDs sind eine Lichtquelle für Autoscheinwerfer, die in den letzten zehn Jahren immer beliebter geworden ist. LEDs sind Leuchtdioden. Der größte Vorteil von LEDs als Lichtquelle für Autoscheinwerfer ist ihre Langlebigkeit. Stunden (je nach Nutzung). Es ist also möglich, ein neues, mit LED ausgestattetes Auto zu kaufen und es zu fahren, ohne die Autoscheinwerfer auch nur ein einziges Mal austauschen zu müssen, bevor man es loslässt. Es gibt nur wenige Nachteile von LEDs als Autoscheinwerfer-Lichtquelle. Es ist daher zu erwarten, dass sich LEDs in Zukunft als Lichtquelle für Autoscheinwerfer durchsetzen werden.

Was ist ein KFZ-Steuergerät?

Ein KFZ-Steuergerät ist ein Gerät, das verschiedene Funktionen eines Fahrzeugs elektronisch steuert.

In der Vergangenheit wurden die Motoren zunehmend elektronisch gesteuert, um die Emissionsvorschriften einzuhalten, und es wurden Steuergeräte eingebaut, um eine fein abgestimmte Steuerung zu ermöglichen. Damals stand ECU für Engine Control Unit (Motorsteuergerät).

Heutige KFZ-Steuergeräte werden dagegen als Electronic Control Units bezeichnet, da sie neben der Motorsteuerung auch Funktionen wie Getriebe, Bremsen, Servolenkung und Airbags steuern und in jedem Fahrzeug 50 bis 100 Steuergeräte eingebaut sind.

Anwendungen von KFZ-Steuergeräten

Je nach Verwendungszweck wird eine Vielzahl unterschiedlicher Arten von KFZ-Steuergeräten in Fahrzeuge eingebaut.

• Motorsteuergeräte ECU
  Steuert die Menge der Kraftstoffeinspritzung und den Zündzeitpunkt, die der Motor benötigt
• Hybrid-Steuergeräte
  Steuert den Motor von Hybridfahrzeugen, um sie je nach Bedingungen wie Anfahren und normales Fahren optimal zu betreiben
• Getriebesteuergerät
  Steuert das Schalten zwischen verschiedenen Getriebeübersetzungen nach Bedarf
• Steuergerät für die Servolenkung
  Steuert das Lenkrad, damit der Fahrer das Fahrzeug mit weniger Kraftaufwand lenken kann
• Airbag-Steuergeräte
  löst die Airbags aus, indem es die Aufprallstärke im Falle einer Fahrzeugkollision bestimmt
• Steuergeräte für erweiterte Fahrunterstützungssysteme
  Unterstützt verschiedene Anwendungen wie Bremsen zur Reduzierung von Kollisionsschäden, Abstandsregelung und Software-Updates über drahtlose Kommunikation.

Funktionsweise der KFZ-Steuergeräte

Die Schnittstellen der von den Sensoren an die KFZ-Steuergeräte gesendeten Signale werden in Ein-Aus-Signale, analoge Signale und serielle Kommunikation unterteilt. Zur digital verarbeiteten seriellen Kommunikation gehören CAN (Controller Area Network) mit einem Differenzialspannungssystem unter Verwendung von zwei Drähten, LIN (Local Interconnect Network) mit einer leitungsartigen Busstruktur, einer reinen Übertragungskommunikation zwischen Sensor und Steuergerät auf einer Eins-zu-Eins-Basis und SENT (Single Edge Nibble Transmission), eine reine Übertragungskommunikation zwischen Sensoren und Steuergeräten, und PSI (Peripheral Sensor Interface 5), eine verdrillte Zweidraht-Kommunikation mit Strommodulation.

1. CAN (Controller Area Network)

Die konventionelle Kommunikation von Steuergerät zu Steuergerät erfordert eine große Anzahl von Kabeln, was das Gewicht und den Platzbedarf für die Verkabelung erhöht. Die CAN-Kommunikation hingegen ermöglicht eine Verbindung mit weniger Kabelbäumen und erlaubt die gemeinsame Nutzung einer einzigen Information durch mehrere Steuergeräte.

Wenn mehrere Steuergeräte Daten frei übertragen, besteht die Gefahr von Datenkollisionen. Die Lösung hierfür ist ein Mechanismus namens CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) in CAN.

Dabei werden den übertragenen Daten Prioritätsinformationen hinzugefügt. Selbst wenn mehrere Steuergeräte gleichzeitig Daten übertragen, wird die Priorität der Daten verglichen und die Daten mit der höchsten Priorität werden als zu übertragende Daten ausgewählt.

2. LIN (Local Interconnect Network)

LIN wird in Karosseriesteuerungssystemen verwendet, bei denen keine Hochgeschwindigkeitskommunikation erforderlich ist. Beispiele sind Außenspiegel und elektrische Sitze. Es verwendet ein Master-Slave-System, bei dem die Kommunikation von zwei Arten von Endgeräten durchgeführt wird: einem Master-Knoten, der den Kommunikationsplan verwaltet, und einem Slave-Knoten, der Daten sendet und empfängt. 

3. SENT (Single Edge Nibble Transmission)

SENT wird in der elektrischen Servolenkung, der Motorsteuerung usw. eingesetzt, wo hochpräzise analoge Signale verarbeitet werden; es zeichnet sich durch eine höhere Kommunikationsgeschwindigkeit als die LIN-Kommunikation aus. SENT bezieht sich auf die reine Übertragungskommunikation zwischen Sensoren und Steuergeräten.

Aufbau eines KFZ-Steuergeräts

Ein KFZ-Steuergerät besteht aus einem Mikrocontroller, Peripheriegeräten wie Eingabe-/Ausgabegeräten und Kommunikationsmodulen. In einem Automobil werden Signale, die von verschiedenen Sensoren wie Kameras, Millimeterwellen-Radar, Ultraschallsensoren und LiDAR (Light Detection and Ranging) erfasst werden, an das Eingabegerät des KFZ-Steuergeräts gesendet, wo der Mikrocontroller im Steuergerät auf der Grundlage dieser Informationen Entscheidungen trifft und die Signale über das Ausgabegerät an Das System wird elektronisch gesteuert, indem Anweisungen an die Aktoren in jedem Teil des Systems gesendet werden.

Was ist eine Fahrzeugbremse?

Eine Fahrzeugbremse ist eine Vorrichtung, die zum Abbremsen oder Anhalten eines Fahrzeugs dient.

Fahrzeugbremsen werden auch als Fußbremsen bezeichnet, da sie durch Betätigung des Pedals mit dem Fuß aktiviert werden. Man unterscheidet zwei Haupttypen von Fahrzeugbremsen: Scheibenbremsen und Trommelbremsen.

Eine dieser beiden Bremsenarten oder eine Kombination aus beiden wird in Autos verwendet. Früher gehörten Scheibenbremsen zur Ausstattung von Luxusautos, aber heute sind Scheibenbremsen weiter verbreitet.

Anwendungen von Fahrzeugbremsen

Fahrzeugbremsen werden verwendet, um ein Fahrzeug zu verlangsamen oder anzuhalten. Fahrzeugbremsen werden aktiviert, wenn der Fahrer auf die Fußbremse tritt.

Die Betätigung der Fahrzeugbremsen selbst ist sehr einfach, da der Fahrer einfach mit dem Fuß auf die Fußbremse tritt. Es muss jedoch darauf geachtet werden, dass die Fußbremse nicht plötzlich betätigt wird, da dies zu einer Notbremsung führt.

Der Trick, um ein Fahrzeug mit der Fahrzeugbremse zu verlangsamen und anzuhalten, besteht darin, zunächst langsam mit den Zehen auf die Bremse zu treten, ohne dabei die Ferse zu berühren. Sobald das Auto langsamer geworden ist, lassen Sie die Bremse etwas los, bevor Sie das Auto zum Stehen bringen, und treten Sie schließlich fest auf die Bremse. So können Sie das Fahrzeug mit der Fahrzeugbremse sanft abbremsen und anhalten.

Funktionsweise der Fahrzeugbremsen

Durch das Betätigen des Fußpedals wird Druck auf die Bremsflüssigkeit im Bremssystem des Fahrzeugs ausgeübt. Dieser hydraulische Druck wird auf die Bremsen im Reifenbereich des Fahrzeugs übertragen und die Bremsen werden aktiviert. Es gibt zwei Arten von Fahrzeugbremsen, die jeweils nach einem anderen Prinzip funktionieren

1. Scheibenbremsen

Scheibenbremsen wandeln die kinetische Energie des Fahrzeugs in thermische Energie um, wobei zwei Arten von Bauteilen – Scheibenrotoren und Bremsbeläge – verwendet werden, die sich mit den Rädern drehen, während das Fahrzeug in Bewegung ist. Wenn die Bremsen betätigt werden, drücken die Bremsbeläge auf den Scheibenrotor, der sich mit den Rädern dreht.

Durch die Reibung zwischen der Bremsscheibe und den Bremsbelägen wird kinetische Energie in Wärmeenergie umgewandelt, wodurch das Fahrzeug verlangsamt und angehalten werden kann. In der Vergangenheit war die Bremsscheibe meist ein einzelner Vollscheibentyp, aber in letzter Zeit sind belüftete Scheiben, also Bremsen mit Belüftungskanälen im Inneren der Bremsscheibe, zur Norm geworden.

Durch diese Belüftungskanäle kann die in der Bremsscheibe erzeugte Wärme effizient abgeführt werden, was bei hohen Geschwindigkeiten oder langen Bremszeiten von großem Vorteil ist.

2. Trommelbremsen

Trommelbremsen verwenden eine Trommel, die sich mit den Rädern dreht, und die darin befindlichen Bremsbacken, um das Fahrzeug zu verlangsamen und anzuhalten. Wenn die Bremsen betätigt werden, werden die Bremsbacken in der Trommel von innen nach außen gedrückt.

Dadurch wird die kinetische Energie des Fahrzeugs in thermische Energie in Form von Reibungswärme umgewandelt, wodurch das Fahrzeug verlangsamt und angehalten werden kann. Obwohl sie eine geringere Bremsleistung als Scheibenbremsen haben, werden sie in einigen Fahrzeugmodellen verwendet, da sie kostengünstiger hergestellt werden können.

Weitere Informationen über Fahrzeugbremsen

1. Seitenbremsen

Neben den Bremsen, die das Fahrzeug bis zum Stillstand abbremsen, werden auch andere Arten von Fahrzeugbremsen verwendet, um das Fahrzeug zu sichern, wenn es stillsteht. Sie werden auch als Handbremsen bezeichnet und betätigen eine Bremstrommel oder eine Scheibenbremse, die über einen Draht oder ein Kabel unter dem Fahrzeugboden mit den Hinterrädern des Fahrzeugs verbunden ist.

In den letzten Jahren wurden Fahrzeuge auch mit elektronisch gesteuerten Seitenbremsen ausgestattet. Diese Systeme werden über Tasten oder Schalter bedient und von der ECU (Electronic Control Unit) des Fahrzeugs gesteuert. Elektronisch gesteuerte Seitenbremsen bieten einen reibungsloseren Betrieb und erweiterte Funktionen, die Sicherheit und Komfort verbessern können.

2. Automatisches Bremssystem

Das automatische Notbremssystem (AEB) verhindert Unfälle, indem es automatisch die Bremsen betätigt, wenn sich das Fahrzeug Hindernissen oder Fußgängern vor dem Fahrzeug nähert usw. AEB verwendet Sensoren, um die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Umgebungsbedingungen zu erfassen. AEB nutzt Sensoren zur Erkennung der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Umgebung, um Unfälle zu verhindern, bevor der Fahrer die Gefahr bemerkt.

In der Regel verwendet AEB eine Kombination aus Radar-, Kamera- und Ultraschallsensoren. Diese Sensoren erkennen Hindernisse und Fußgänger vor dem Fahrzeug und sammeln Informationen wie Abstand und Geschwindigkeit. Auf der Grundlage dieser Informationen kann das AEB-System den Fahrer warnen oder automatisch die Bremsen betätigen, wenn es eine Gefahr erkennt.

Beachten Sie, dass AEB nur ein Assistenzsystem ist und die Aufmerksamkeit des Fahrers erfordert; auch die Gefahr für nachfolgende Fahrzeuge muss bedacht werden, da die Geschwindigkeit des Fahrzeugs bei Aktivierung von AEB schnell sinken kann.

Was ist ein Head-Up-Display?

Ein Head-Up-Display ist ein Display, das sich vor der Windschutzscheibe oder der Instrumentenhaube befindet.

Es zeichnet sich durch die Anzeige von Fahrzeuggeschwindigkeit und Navigationsinformationen aus. Da die erforderlichen Informationen auf begrenztem Raum angezeigt werden, wird davon ausgegangen, dass die Notwendigkeit, den Blick zu bewegen, verringert wird, wodurch die Ermüdung des Fahrers verringert wird.

Obwohl die Geschichte der Head-Up-Displays noch jung ist, wurden sie in den letzten Jahren in vielen Fahrzeugen eingesetzt. Es kann auch separat verkauft werden und ist ein nachrüstbares Bauteil.

Anwendungen von Head-Up-Displays

Head-Up-Displays werden verwendet, um die für das Fahren notwendigen Informationen in die Sichtlinie des Fahrers zu projizieren. Zu den wichtigsten Informationen, die auf dem Head-Up-Displays angezeigt werden, gehören die Geschwindigkeit, Informationen zur Fahrzeugnavigation und der Kraftstoffstand.

Das Navigationssystem kann in der Regel zwischen dem Fahrer und dem Beifahrer platziert werden. Bei der Überprüfung des Navigationssystems muss der Fahrer nach unten schauen, aber wenn die Informationen auf das Head-Up-Display projiziert werden, muss der Fahrer seine Augen nicht abwenden. Aus diesem Grund wird erwartet, dass sich die Verwendung von Head-up-Displays weiter verbreiten wird, um zu verhindern, dass die Menschen den Blick abwenden.

Funktionsweise des Head-Up-Displays

Die Anzeige eines Head-Up-Displays ist transmissiv. Das Gerät ist so konzipiert, dass es das Bild transparent projiziert.

Wenn ein Teil der Windschutzscheibe für das Head-up-Display verwendet wird, werden Spiegel eingesetzt, anstatt die Informationen direkt auf die Windschutzscheibe zu projizieren. Die Anzeigeeinheit, die in der Regel die erforderlichen Informationen anzeigt, befindet sich im Armaturenbrett, und das von der Anzeigeeinheit projizierte Bild wird durch einen Diffusor oder eine Lupe vergrößert, die auf der Windschutzscheibe reflektiert wird.

An diesem Punkt überschneidet sich der Lichtweg, durch den das Bild tatsächlich projiziert wird, mit dem vom Fahrer wahrgenommenen Lichtweg, so dass das Bild auf der Windschutzscheibe reflektiert zu sein scheint. Aufgrund dieser Funktionsweise erscheinen Bereiche, die nicht auf dem Head-Up-Display angezeigt werden, transparent, so dass die Verwendung eines Head-Up-Displays die Augenbewegungen während der Fahrt reduziert.

Arten von Head-Up-Displays

Bei einem Head-Up-Display des Projektionstyps erscheint ein durchsichtiger Bildschirm auf einem speziell dafür vorgesehenen Display und zeigt Informationen an.

Es gibt auch einen Smartphone-Display-Typ, bei dem der Bildschirm eines Smartphones auf das Display projiziert wird. So kann das Navigationssystem genutzt werden, ohne dass der Blick auf das Smartphone gerichtet werden muss. Das Smartphone wird auf das Head-Up-Display-Gerät gelegt und die Informationen werden zurückgespiegelt. In anderen Fällen werden das Head-Up-Display und das Smartphone über Wi-Fi verbunden, um Informationen zu projizieren.

Bestrahlungsarten können Informationen auf die Windschutzscheibe projizieren. Bilder können vom Head-Up-Display projiziert und direkt auf der Windschutzscheibe angezeigt werden.

Auswahl eines Head-Up-Displays

Es gibt zwei Arten von Head-up-Displays: eines, das mit dem On-Board-Diagnosesystem des Fahrzeugs verbunden ist, und eines, das mit einem Smartphone verbunden ist. Bei der Verwendung eines Fahrzeugdiagnosesystems wird der Stecker über ein Kabel mit dem Head-Up-Display verbunden, das, wenn es mit GPS ausgestattet ist, über USB mit Strom versorgt werden kann und einige Funktionen nutzen kann.

Bei einem Head-Up-Display, das mit einem Smartphone verbunden ist, hängen die Grundfunktionen zum Beispiel von der Anwendung ab. Bei spiegelnden Smartphone-Bildschirmen wird der projizierte Bildschirm invertiert. Bei einer Verbindung über Kabel oder Bluetooth können Android Auto und Apple CarPlay genutzt werden.

Aufbau des Head-Up-Displays

Die Verbindung zwischen dem Fahrzeug und dem Head-up-Display kann über eine Zigarettensteckdose oder ein On-Board-Diagnosegerät hergestellt werden, wie z. B. ein Autoladegerät mit USB-Anschluss, das bei Anschluss an die Zigarettensteckdose im Fahrzeug Strom liefert und sich leicht abtrennen lässt. Fahrzeuginterne Diagnosegeräte bieten eine stabile Stromversorgung und eine ununterbrochene Funktion des Messgeräts. Im Fahrzeug eingebaute Diagnosegeräte sind jedoch schwer zu entfernen.

Was ist ein EV-Ladegerät?

EV-Ladegeräte sind Geräte zum Aufladen von Elektrofahrzeugen (EVs) und Plug-in-Hybrid-EVs.

Mit der Verbreitung von Elektrofahrzeugen wurden EV-Ladegeräte an verschiedenen Orten installiert, z. B. in Privathaushalten, Hotels, Krankenhäusern, Gewerbebetrieben, an Autobahnen und Tankstellen usw. Es gibt zwei Arten von EV-Ladegeräten: kabelgebundene (mit Kabel) und kabellose (berührungslos).

Derzeit ist die kabelgebundene Lademethode am weitesten verbreitet, da sie weniger Ladezeit benötigt als die berührungslose Lademethode, aber es wird erwartet, dass sie in Zukunft in Kombination mit der bequemeren berührungslosen Lademethode verwendet wird. Kabelgebundene Ladesysteme können weiter in normale Ladegeräte und Schnellladegeräte unterteilt werden.

Anwendungen von EV-Ladegeräten

EV-Ladegeräte werden zum Aufladen von Elektro- und Hybridfahrzeugen verwendet. Zu den kabelgebundenen Stromversorgungssystemen, die derzeit weit verbreitet sind, gehören normale und schnelle Ladegeräte.

1. Normale Ladegeräte

Normale Ladegeräte werden hauptsächlich in Haushalten, auf Geschäftsparkplätzen, in Hotels, Krankenhäusern und gewerblichen Einrichtungen installiert. Da die Standardladezeit für normale Ladegeräte 8-10 Stunden beträgt, werden sie zu Hause und in Hotels verwendet, um die Batterie nachts und zu anderen Zeiten, in denen das Auto nicht benutzt wird, vollständig aufzuladen, und laden dann die Batterie in Krankenhäusern, gewerblichen Einrichtungen und an anderen Orten je nach der dort verbrachten Zeit auf.

2. Schnellladegeräte

Schnellladegeräte werden an Autobahnen, Tankstellen und anderen Orten installiert, an denen sich viele Nutzer für kurze Zeit aufhalten und an denen es nur wenige Einschränkungen in Bezug auf den Installationsplatz gibt. Schnellladegeräte können ein Fahrzeug in etwa 30 Minuten aufladen und werden daher zum Aufladen eines Fahrzeugs auf dem Weg zwischen Wohnort und Zielort und zurück verwendet.

Funktionsweise der EV-Ladegeräte

Es gibt zwei Arten von normalen Ladegeräten mit einem kabelgebundenen Stromversorgungssystem, mit Spannungen von 100 V und 200 V. Der einphasige Wechselstrom (AC) für den Hausgebrauch wird direkt in das Fahrzeug eingespeist, und die Gleichrichterschaltung im Fahrzeug wandelt ihn in Gleichstrom (DC) um, um die Batterie des Fahrzeugs zu laden.

Bei einem Schnellladegerät mit einem kabelgebundenen Stromversorgungssystem wandelt der AC/DC-Wandler im Schnellladegerät den dreiphasigen 200-V-Wechselstrom in einen Hochspannungs-Gleichstrom mit hoher Leistung um, der dann an das Fahrzeug geliefert wird. Es gibt drei Haupttypen von Schnellladeprotokollen: CHAdeMO, das hauptsächlich in Japan entwickelt wurde; CCS (Combined Charging System), das hauptsächlich von europäischen und US-amerikanischen Automobilherstellern entwickelt wurde; und Tesla Supercharger, das unabhängig von Tesla-Fahrzeugen entwickelt wurde. Es gibt drei Arten von Ladeprotokollen.

Weitere Informationen über EV-Ladegeräte

1. Kontaktlose Ladesysteme

Kontaktloses Laden ist eine weitere Methode, die derzeit entwickelt und standardisiert wird. Das kontaktlose Laden ist ein System, bei dem der Strom drahtlos von einer am Boden installierten Sendespule zu einer Empfangsspule am Fahrzeug übertragen wird.

Zu den Vorteilen gehören die Bequemlichkeit des automatischen Aufladens, ohne aus dem Auto aussteigen zu müssen, und die Sicherheit, da das Ladegerät nicht berührt werden muss und somit die Gefahr eines Stromschlags ausgeschlossen ist. Es gibt zwei Hauptarten von berührungslosen Stromversorgungssystemen: elektromagnetische Induktion und Magnetfeldresonanz. Magnetfeldresonanzsysteme sind den elektromagnetischen Induktionssystemen in Bezug auf ihre Fähigkeit, Strom über große Entfernungen zu übertragen, und ihre Stromübertragungseffizienz überlegen.

2. CHAdeMO

Das CHAdeMO-Protokoll verwendet CAN-Kommunikationsstandards zur Steuerung der Datenkommunikation zwischen Fahrzeugen und Ladegeräten, so dass E-Fahrzeuge und Schnellladegeräte verschiedener Hersteller aufeinander abgestimmt werden können. Um die Sicherheit von Schnellladegeräten zu gewährleisten, die große Ströme verarbeiten, ist es außerdem wichtig, dass die Steuerstromversorgung unabhängig ist und dass es eine Funktion gibt, die das gesamte Ladegerät vor Anomalien in der Hauptstromversorgung schützt, und dass ein Trenntransformator zwischen der Hauptstromversorgungsseite und der Sekundärseite (Gleichstromseite) eingesetzt wird.

Um sicherzustellen, dass die Lebensdauer der EV-Batterie nicht beeinträchtigt wird, sendet das Steuergerät an Bord des Fahrzeugs Anweisungen an das Schnellladegerät für den optimalen Ladestromwert entsprechend den Bedingungen der verbleibenden EV-Batteriemenge, und das Schnellladegerät sendet den Strom entsprechend den Anweisungen des Steuergeräts.

3. CCS (Kombiniertes Ladesystem)

CCS-Fahrzeugeingänge sind so konzipiert, dass sie sowohl AC- als auch DC-Laden mit nur einem Fahrzeugeingang ermöglichen. Der Eingang bezieht sich auf den Stecker am Ende des Stromkabels im Fahrzeug, der auch als Steckdose bezeichnet wird.

Die CCS-Anschlusstypen sind in Nordamerika unter SAE J1772 (Steckertyp 1) und in Europa unter IEC 62196 (Steckertyp 2) genormt. Die Kommunikation erfolgt nicht über Stromleitungen, sondern wird PWM-Signalen überlagert. Die Ladesequenz wird in Form einer Anfrage von der EV-Seite und einer Antwort von der Ladestation kommuniziert.

Was ist ein Bremsschlauch?

Ein Bremsschlauch ist ein Schlauch, der die Bremsflüssigkeit den Radbremszylindern leitet.

Er überträgt den hydraulischen Druck der Bremsen auf die Räder und stoppt das Fahrzeug aufgrund der Reibung zwischen der Scheibe oder Trommel auf der Radseite und den Bremsbelägen. In der Regel werden Gummischläuche verwendet, aber einige sind mit einem Geflecht aus rostfreiem Stahl ummantelt oder mit PVC beschichtet, das weniger dehnbar und haltbarer ist als Gummi.

Der Aufbau eines Bremsschlauchs besteht von innen aus mehreren Schichten: Innenrohrgummi, untere Fadenschicht, Zwischengummi, obere Fadenschicht und Außenhautgummi, die alle aus verschiedenen Gummisorten bestehen. Für das Innenrohrgummi wird Nitrilgummi verwendet, da es mit der Bremsflüssigkeit in Berührung kommt. Dieses Material hat eine ausgezeichnete Öl- und Abriebfestigkeit. Die äußere Gummischicht besteht aus witterungsbeständigem und sehr haltbarem Gummi.

Anwendungen von Bremsschläuchen

Bremsschläuche sind hydraulische Leitungen, die den Hauptbremszylinder auf der Karosserieseite mit den Radzylindern und Bremssätteln auf der Radseite verbinden. Die Räder werden durch die Aufhängung in der Vertikalen und in anderen Richtungen erheblich gegen die Karosserie verschoben, und bei den Vorderrädern kommt noch eine Verschiebung durch die Lenkung hinzu. Um diese Verschiebung aufzufangen, werden Bremsschläuche verwendet; bei Fahrzeugen mit Vierrad-Einzelradaufhängung sind vier Bremsschläuche erforderlich. Bei Fahrzeugen mit Einzelradaufhängung an zwei Rädern, wie z. B. Bussen und Lastkraftwagen, sind mindestens drei Schläuche erforderlich.

Neben dem großen Hubraum sind sie auch einem hohen Hydraulikdruck und hohen Temperaturen ausgesetzt. Das liegt daran, dass die Bremse kinetische Energie in Wärme umwandelt, die auch auf den Bremsschlauch einwirkt. Bremsschläuche sind mehrlagig, um dem Druck, dem großen Hubraum und den hohen Temperaturen standzuhalten.

Funktionsweise des Bremsschlauchs

Bremsschläuche sind großen Verlagerungen ausgesetzt und werden daher hauptsächlich aus Gummi hergestellt, um ihre Flexibilität zu erhöhen. Bei den Originalteilen der Automobilhersteller handelt es sich in der Regel um Bremsschläuche aus Gummi, aber es werden auch Gewebeschläuche verwendet.

Gewebeschläuche bestehen aus Teflonrohren, die mit einer gewebten Außenschicht aus Aluminium oder Edelstahl überzogen sind. Gummischläuche dehnen sich aus, wenn sie hohem Druck und Wiederholungen ausgesetzt sind, wodurch sich die Bremsleistung allmählich verschlechtern kann, und sie sind nicht vollständig haltbar. Gewebeschläuche sind haltbarer als Gummischläuche, und die Bremsleistung kann bei geringerer Schlauchausdehnung beibehalten werden.

Die auf die Bremsen eines Autos ausgeübte Kraft wird durch die Wirkung eines Hebels erhöht und dann durch eine Verdoppelungsvorrichtung, den so genannten Hauptbremszylinder, vervielfacht, der den Ansaugdruck des Motors nutzt, und der Durchmesser des Zylinders, der die Bremsen auf der Radseite betätigt, wird im Verhältnis zum Durchmesser des Hauptzylinders, der den Bremsdruck erzeugt, vergrößert, was schließlich zu einer Kraft von mehreren hundert Kilogramm führt. Der Hydraulikdruck beträgt zu diesem Zeitpunkt 70-100 kg. Der hydraulische Druck beträgt dann etwa 70-100 kg/cm², der auch auf den Bremsschlauch wirkt.

Was ist eine Kfz-Klimaanlage?

Unter einer Kfz-Klimaanlage versteht man das Klimatisierungssystem in einem Fahrzeug.

Der richtige Einsatz von Kfz-Klimaanlagen sorgt dafür, dass der Innenraum des Fahrzeugs eine angenehme Temperatur und Luftfeuchtigkeit aufweist. Um den Mechanismus der Kfz-Klimaanlagen in einfachen Worten zusammenzufassen, reguliert sie die Innentemperatur durch die Zirkulation eines Kältemittels, das die Temperatur trägt.

Das Gerät, der so genannte Kompressor, wird im Wesentlichen durch den Motor angetrieben. Da die Abwärme des Motors bei der Heizfunktion einiger Elektrofahrzeuge nicht genutzt werden kann, wird ein elektrischer Heizdraht verwendet, um das Wasser im Heizungskern zu erhitzen und so Wärme zu erzeugen.

Anwendungen von Kfz-Klimaanlagen

Wie der Name schon sagt, werden Kfz-Klimaanlagen in Autos eingesetzt. Ihre Aufgabe ist es, die Temperatur und Luftfeuchtigkeit im Auto zu regulieren und das Beschlagen der Scheiben zu verhindern. Ähnlich wie Klimaanlagen in Räumen sorgen Kfz-Klimaanlagen im Auto für eine angenehme Temperatur und Luftfeuchtigkeit im Fahrzeug.

In Zeiten hoher Luftfeuchtigkeit oder wenn sich viele Fahrgäste im Auto befinden, können die Scheiben je nach den Bedingungen der Innenlufttemperatur und -feuchtigkeit und der Außenlufttemperatur durch Kondensation beschlagen. Insbesondere wenn im Winter die Innenluft nur geheizt wird, ohne sie zu entfeuchten, kommt es ebenfalls zum Beschlagen.

In diesem Fall verringert sich das Beschlagen, wenn die Fensterscheiben entfeuchteter Luft ausgesetzt werden. Daher fördert das Einschalten der Klimaanlage zusätzlich zur Heizung die Entfeuchtung der Innenluft und verhindert das Beschlagen.

Funktionsweise von Kfz-Klimaanlagen

In der Klimaanlage zirkuliert ein Kältemittel, das gemeinhin als Klimagas bezeichnet wird. Dieses ist für den Wärmeaustausch verantwortlich.

1. Verdichtung

Ein Kompressor verdichtet das Klimagas. Das Klimagas wird mechanisch von einem gasförmigen Zustand mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck in einen halbflüssigen Zustand mit hoher Temperatur und hohem Druck verdichtet.

2. Kühlung

Das Klimagas wird durch den Verflüssiger abgekühlt. Das vom Kompressor komprimierte und halbflüssige Kältemittel wird in den Kondensator geleitet, wo es im Kondensator, der aus vielen Schichten dünner Rohre besteht, die zur Vergrößerung seiner Oberfläche gefaltet sind, Wärme abgibt und zu einer Flüssigkeit mit niedriger Temperatur und hohem Druck wird.

3. Zerstäubung

Dieses Kältemittel wird im Sammler (Sammelbehälter, Flüssigkeitsbehälter) gesammelt und durch das Expansionsventil zerstäubt. Das komprimierte Hochdruckkältemittel wird sofort zu einer Niedertemperatur- und Niederdruckzerstäubung entspannt.

4. Wärmeaustausch

Das bei niedriger Temperatur zerstäubte Kältemittel wird zum Verdampfer geleitet, wo es durch Wärmeaustausch mit der vom Gebläse eingeblasenen Luft gekühlt wird. Der Verdampfer hat auch eine Entfeuchtungsfunktion.

Wenn die wasserdampfhaltige Luft abgekühlt wird, bildet sich an der Oberfläche des Verdampfers Kondensation. Durch das Ableiten dieser Tröpfchen verringert das System die Menge des Wasserdampfs in der Luft, die dem Fahrzeuginnenraum zugeführt wird.

Weitere Informationen zu Kfz-Klimaanlagen

1. Kraftstoffsparende Nutzung

Wenn die Kfz-Klimaanlage in Betrieb ist, erhöht sich die Motordrehzahl und die Belastung, was sich auf den Kraftstoffverbrauch auswirkt. Je weniger Zeit der Kompressor läuft, desto besser ist die Kraftstoffeffizienz.

Daher ist es besser, schnell abzukühlen und die eingestellte Temperatur zu erreichen, um Kraftstoff zu sparen, als die Klimaanlage über einen längeren Zeitraum in einem schwachen Zustand zu betreiben, wie es bei Haushaltsklimaanlagen der Fall ist.

Neben dem Einsatz von Kfz-Klimaanlagen ist der Sonnenschutz ein weiteres wirksames Mittel, um die Temperatur im Auto niedrig zu halten. Die Infrarotstrahlung ist einer der Faktoren, die zu hohen Innenraumtemperaturen beitragen. Die Blockierung dieser Infrarotstrahlung hilft, hohe Temperaturen zu vermeiden.

2. Art des Klimatisierungsgases

Früher wurde ein Gas namens R12 verwendet. Seine Produktion wurde jedoch Ende 1995 wegen seiner stark ozonabbauenden Wirkung eingestellt.

Das heute weit verbreitete Klimagas heißt HFC134a. Es baut die Ozonschicht nicht ab, gilt aber als ein stärkeres Treibhausgas als Kohlendioxid. Dieses Klimagas muss bei der Autodemontage zurückgewonnen werden.

Das Klimaanlagengas R1234yf ist eine neue Art von Klimaanlagengas, das viel Aufmerksamkeit auf sich zieht. Es hat keine ozonabbauende Wirkung und ein geringeres Treibhauspotenzial als HFC134a, ein Treibhausgasindikator.

R1234yf ist ein Gas für Kfz-Klimaanlagen, das in Zukunft voraussichtlich weit verbreitet sein wird.

Was ist ein Autokühler?

Ein Autokühler ist ein wichtiger Bestandteil des Kühlsystems eines Fahrzeugmotors.

Er verhindert, dass der Motor bei langen Fahrten oder bei heißem Wetter übermäßig heiß wird. Das im Motor heiß gewordene Kühlmittel wird durch den Kühlerkern geleitet.

Anschließend wird es durch den Fahrtwind abgekühlt und zum Motor zurückgeführt, um ihn wieder abzukühlen.

Anwendungen von Autokühlern

Die Aufgabe des Autokühlers im Auto besteht darin, den Motor zu kühlen. Genauer gesagt tauscht er Wärme mit dem übermäßig heißen Motor aus und leitet das heiße Kühlmittel ab und kühlt es.

Bei längeren Fahrten oder bei heißem Wetter steigt die Motortemperatur an und es kommt zu einer Überhitzung. Im schlimmsten Fall kann sich der Motor festfressen und das Fahrzeug verschrottet werden.

Daher wird die Kühlflüssigkeit durch den Autokühler zirkuliert, um die Wärme aus dem Motor zu absorbieren und den Motor normal laufen zu lassen.

Funktionsweise von Autokühlern

Die Kühlflüssigkeit, die durch den Kern des Autokühlers fließt, wird durch den Fahrtwind und die von einem Ventilator eingeblasene Luft gekühlt. Im Inneren des Kerns sind die Rohre mit Rippen oder Platten versehen, um die Wärmeabgabefläche zu vergrößern, wodurch die Oberfläche für einen effizienten Wärmeaustausch mit der Luft vergrößert wird.

Das durch den Kern gekühlte Kühlmittel wird im unteren Tank am Boden des Autokühlers gesammelt. Das Kühlmittel im unteren Tank fließt durch einen Schlauch zu einem Kanal in der Nähe des Motors (Wassermantel), wo es die Motorwärme aufnimmt.

Das durch die Motorwärme heiß gewordene Kühlmittel wird im oberen Behälter oben im Autokühler gesammelt und zur erneuten Kühlung in den Kern geleitet. Dieser Vorgang wird wiederholt, um den Motor kontinuierlich zu kühlen.

Aufbau eines Autokühlers

Autokühler für Kraftfahrzeuge bestehen aus zwei Metall- oder Kunststoffsammelbehältern, die durch einen Kern mit zahlreichen engen Kanälen verbunden sind. Er hat eine große Oberfläche im Verhältnis zu seinem Volumen. Dieser Kern besteht in der Regel aus gestapelten, gerillten und z. B. durch Löten miteinander verbundenen Blechen.

Viele Jahre lang wurden Autokühler aus Messing- oder Kupferkernen hergestellt, die mit Kopfstücken aus Messing zusammengelötet wurden. Moderne Autokühler haben oft Aluminiumkerne und verwenden Kunststoffsockel mit Dichtungen, um Kosten und Gewicht zu reduzieren.

Diese Konstruktion hat zwar den Vorteil, dass sie leicht und rostfrei ist, aber sie hat auch Nachteile in Bezug auf die Haltbarkeit, wie z. B. die thermische Zersetzung der Kunststoffteile und das Austreten von Wasser aus der Verbindung zwischen den Kunststoff- und Metallteilen.

Weitere Informationen über Autokühler

1. Unterschiede in der Durchflussart

Es gibt zwei Arten von Autokühlern, je nachdem, in welche Richtung das Kühlmittel fließt: vertikale Strömung (Downflow) und horizontale Strömung (Crossflow). Bei der vertikalen Strömungsart fließt die Kühlflüssigkeit entsprechend der Schwerkraft von oben nach unten. Bei der horizontalen Strömung fließt die Kühlflüssigkeit waagerecht zum Boden.

Japanische Autos verwenden in der Regel den Down-Flow-Typ, während die Autos der europäischen Hersteller eher den Cross-Flow-Typ verwenden. Beim Down-Flow-Typ ist der Autokühler in vier Hauptteile unterteilt: Vorratstank, oberer Tank, Kern und unterer Tank.

2. Das Kühlsystem des Fahrzeugs

Neben dem Autokühler gehören folgende Komponenten zum Fahrzeugkühlsystem:

Wassermantel
Ein Durchgang für das Kühlmittel, der die Wärme aus dem Verbrennungsraum und den Zylinderwänden effektiv an das Kühlmittel weiterleitet.

Kühlerdeckel
Die Kühlwirkung wird verstärkt, indem der Autokühler abgedichtet und im Kühlsystem Druck erzeugt wird, um den Siedepunkt der Kühlflüssigkeit zu erhöhen. Ein Überdruckventil und ein Unterdruckventil sind eingebaut. Wenn der Druck im Kühlsystem eine bestimmte Grenze überschreitet, öffnet sich das Überdruckventil und der Dampf wird über eine Überlaufleitung in die Atmosphäre abgegeben.

Wasserpumpen
Diese Pumpen nutzen die Rotationskraft des Motors, um die Kühlflüssigkeit umzuwälzen. Die Wasserpumpe dreht sich in Abhängigkeit von der Motordrehzahl. Wenn sich die Wasserpumpe dreht, dreht sich das Laufrad im Inneren der Pumpe und saugt die Kühlflüssigkeit in die Pumpe und leitet sie zum Autokühler.

Thermostat
Dies ist ein Ventil im Strömungsweg, das sich öffnet, wenn die Temperatur des Kühlmittels ansteigt. Der Thermostat hat eine Starttemperatur und eine vollständig geöffnete Temperatur; wenn die Starttemperatur erreicht ist, öffnet sich das Ventil und das Kühlmittel beginnt zu fließen, und wenn die vollständig geöffnete Temperatur erreicht ist, öffnet sich das Ventil vollständig.

Das Thermostat ist geschlossen, wenn die Kühlflüssigkeit kalt ist, kurz nachdem der Motor angelassen wurde, und lässt keine Kühlflüssigkeit in den Autokühler fließen, wodurch die Warmlaufzeit des Motors verkürzt wird.

Kühlmittel (Kühlflüssigkeit)
Kühlmittel ist eine Flüssigkeit, die aus Wasser, Ethylenglykol und Additiven besteht und zur Kühlung des Motors verwendet wird. Kühlflüssigkeit enthält Rost- und Desinfektionsmittel, Gefrierschutzmittel, Reinigungsmittel, Entschäumer und Viskositätsverbesserer. Diese Zusätze verhindern Korrosion, Gefrieren und Ablagerungen im Motor und verbessern die Kühlleistung.

Was ist eine Fahrwerksfeder?

Fahrwerksfedern sind eine der Komponenten der so genannten Aufhängung eines Fahrzeugs, die für die Stabilität und die Fahrqualität beim Fahren verantwortlich ist.

Sie werden gemeinhin als Schraubenfedern bezeichnet. Fahrwerksfedern haben zwei Hauptfunktionen:

• Erhöhung des Bodenkontakts mit der Fahrbahn und Verbesserung der Fahrstabilität
• Absorption von Straßenstößen und Verbesserung des Fahrkomforts.

Um die beiden oben genannten Aufgaben zu erfüllen, muss die Federrate (Federhärte) je nach Verwendungszweck verändert werden. Der Stoßdämpfer muss entsprechend eingestellt werden.

Anwendungen von Fahrwerksfedern

Fahrwerksfedern dienen dazu, Stöße zu dämpfen und die Stabilität zu verbessern. Bei der Konstruktion der Federung ist es wichtig, die Federhärte der Schraubenfedern und die Dämpfungskraft des Stoßdämpfers entsprechend dem Verwendungszweck und der Umgebung, in der das Fahrzeug eingesetzt wird, einzustellen.

Die Federung hält ein Gleichgewicht zwischen Fahrkomfort und Fahrstabilität aufrecht, indem sie die Eigenschaften der einzelnen Komponenten nutzt. Eine weichere Federung verbessert den Fahrkomfort, da sie flexibel auf die Fahrbahnoberfläche reagiert, verringert aber die Kraft, die erforderlich ist, um fest auf dem Boden zu stehen. Dies erhöht die Wankneigung (die Kraft, sich seitlich in Fahrtrichtung zu neigen) beim Abbiegen und verringert die Stabilität.

Werden die Federn jedoch steifer gemacht, verringert sich die Wankneigung und die Stabilität der Karosserie wird verbessert, der Fahrkomfort wird jedoch verringert. Daher werden Schraubenfedern für Fahrzeuge, die für allgemeine Fahrzwecke bestimmt sind, auf weich oder auf sportliches Fahren usw. eingestellt.

Funktionsweise der Fahrwerksfedern

Es liegt in der Natur der Sache, dass Fahrwerksfedern den Aufprall einer Last durch Zusammenziehen absorbieren und durch Ausdehnen in ihre ursprüngliche Form zurückkehren. Diese Ausdehnungs- und Kontraktionsbewegung verringert den Aufprall.

Da gewöhnliche Metalle dem Aufprall auf den Boden nicht standhalten und brechen können oder die Feder nicht in ihre ursprüngliche Form zurückkehrt, wird ein spezielles Metall verwendet. Aufgrund der oben genannten Eigenschaften werden Schraubenfedern häufig nicht nur in Fahrzeugaufhängungen, sondern auch in Motorkomponenten und Kupplungen verwendet.

Weitere Informationen über Fahrwerksfedern

1. Aufbau der Aufhängung

Neben den Schraubenfedern bestehen die Aufhängungen aus den folgenden beiden Komponenten:

Stoßdämpfer (Dämpfer)
Der Stoßdämpfer dämpft die Ausdehnungs- und Einzugsbewegung der Schraubenfeder. Je stärker der Aufprall der Schraubenfeder auf den Boden ist, desto häufiger dehnt sich die Feder aus und zieht sich zusammen, wodurch der Fahrzeugaufbau instabil wird.

Eine instabile Karosserie wirkt sich negativ auf die Fahrstabilität und den Fahrkomfort aus. Stoßdämpfer werden daher eingesetzt, um die Anzahl der Ausdehnungen und Kontraktionen der Schraubenfedern zu verringern und so die Fahrstabilität und den Fahrkomfort zu verbessern.

Querlenker
Es gibt verschiedene Arten von Querlenkern, je nach Aufhängungstyp. Die am häufigsten verwendeten Federbein- und Doppelquerlenkertypen kombinieren einen oberen und einen unteren Querlenker.

Sie stützen die Reifen und begrenzen die Lage der Reifen zur Fahrbahn, wodurch die Fahrstabilität erhöht wird.

2. Aufhängungssystem

Die Aufhängungssysteme lassen sich in zwei Arten unterteilen: Achsaufhängungen und Einzelradaufhängungen.

Achsaufhängung

Dieses System besteht aus linken und rechten Rädern, die durch eine Achse verbunden sind. Die Vorteile dieses Systems sind, dass es eine relativ einfache Struktur hat, die es langlebig und leicht zu warten macht. Andererseits hat es den Nachteil, dass Stöße, die von einem Rad ausgehen, auf das andere Rad übertragen werden, was zu einem weniger komfortablen Fahrverhalten führt.

Da sie kostengünstiger hergestellt werden kann als die Einzelradaufhängung, wird sie häufig an der Hinterradseite von Fahrzeugen mit niedrigem Neupreis eingesetzt.

Einzelradaufhängung
Das linke und das rechte Rad bewegen sich unabhängig voneinander. Da es flexibel auf Änderungen der Fahrbahnoberfläche reagieren kann, hat es gegenüber dem System mit fester Achse Vorteile wie hohe Laufstabilität und guter Fahrkomfort.

Aufgrund der hohen Produktionskosten werden sie jedoch häufig in Sportwagen und Luxusfahrzeugen eingesetzt. Einzelradaufhängungen werden auch häufig an den Vorderrädern von Fahrzeugen der unteren Preisklasse verwendet.