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Schule > Physik > Mechanik > Die Geschichte des Umweltauto

1.1. Erstes Auto bis Heute

Alles begann im 19. Jahrhundert. In Europa experimentieren viele Ingenieure mit dem Ziel, ein Fortbewegungsmittel mit eigenem Antrieb zu konstruieren. Der Belgier Lenoir mit seinem Hippomobile mit Vergasermotor war einer davon. Der erste Prototyp eines Automobils war der Delamarre-Deboutteville und wurde 1884 in Frankreich zum Patent angemeldet. All diese Erfindungen wurden nie in Serien produziert.
Der Cannstätter Gottlieb Daimler baute 1887 ebenfalls unabhängig, ein Auto und gründete die Daimler-Motoren-Gesellschaft.
1888 wurde die Alltagstauglichkeit der "pferdelose Kutsche" bewiesen, indem Bertha Benz mit ihren Söhnen die erste Fernfahrt von Mannheim nach Pforzheim durchführte.
Im Jahre 1916 wurden die Bayerischen Flugzeug-Werke gegründet und 6 Jahre später wurde das Gelände von dem Bayerischen Motoren-Werk übernommen.
Die Daimler Motorengesellschaft und der Benz & Cie. Schlossen sich zur Daimler-Benz AG im Jahre 1926 zusammen.
Der erste VW Käfer rollte 1945 in Wolfsburg zum ersten Mal vom Band. Als die Produktion 2002 eingestellt wurde, war der Käfer bereits das meistverkaufte Auto der Welt.
Im Jahre 1950 begann die Serienfertigung des VW-Bus Typ 2 (auch Bulli). 6 Jahre später wurde in Hannover ein eigenes Werk errichtet, da die Produktion sehr erfolgreich war.
Günstigere Kleinwagen, wie der BMW Isetta dominierten in der Nachkriegszeit, um 1950, das Straßenbild. Die ersten Trabanten produzierte 1957 die vorherige Audi Fabrik als VEB Automobilwerk in Zwickau. Der ostdeutsche Kleinwagen besaß eine Außenhaut aus Kunststoff. Er wurde deswegen auch als "Rennpappe" bezeichnet. In Jahre 1963 wurde der bekannteste Sportwagen produziert, der Porsche 911. Die Ära der DDR Autos endete 1991 mit der Wiedervereinigung. Der letzte hergestellte Trabbi landete im Museum.
Die Massenproduktion von Kraftfahrzeugen erlebte einen bedeutenden Aufschwung in der Industrie und Wirtschaft. Die Automobilindustrie ist einer der erfolgreichsten Industriezweige Deutschlands.


1.2. Veränderung des allgemeinen Aufbaus mit der Zeit

Das erste im Jahre 1886 von Carl Benz erbaute Automobil, war der Benz Patent-Motorwagen Nummer 1. Der Rahmen bestand aus zusammengeschweißten Stahlrohren. Der Wagen hatte einen Hinter Antrieb, ein Verbrennungsmotor. Benz entschied sich bei dem Aufbau, für ein Tricycle, ein dreirädriges Veloziped. Das Vorderrad hing in einer ungefederten "Gabel" und wurde durch eine mit einer Kurbel verbundenen Zahnstange gelenkt. Die Achselschenkel-Lenkung kam erst 1893 zum Einsatz. Die drei mit Vollgummi bereiften Drahtspeichenräder, wurden von Benz selbst gefertigt.
Das Vorderrad lief in einem Kugellager und die Hinterräder in Weißmetallbuchsen. Der Wagen wurde mit Ketten links und rechts von der Vorgelegewelle über die Hinterräder angetrieben, die über eine Starrachse und Vollelliptikfedern mit dem Rahmen verbunden waren. Bei diesem ersten Automobil gab weder Getriebe mit zwei oder mehr Gängen, noch einen Rückwärtsgang. Es gab nur einen Gang und zwar in Form einer festmontierten Antriebsscheibe mit integriertem Differential. Desweiteren war daneben noch eine Leerlaufscheibe. Der Flachriemen zwischen Motor und Vorgelegewelle wirkte gleichzeitig als Kupplung. Der Flachriemen wurde zum Anfahren von der Los- auf die Festscheibe verschoben und das Fahrtempo durch den Hülsenschieber (unterhalb des Fahrersitzes) geregelt. Über dem Motor befand sich der Vorratsbehälter für das Kühlwasser. Es wurde mit einem Handhebel gebremst, der auf die Vorgelege-Riemenscheibe wirkte. Selbst eine Fußbremse gab es noch nicht. Die Sitzbank befand sich vor dem Motor, auf geschwungenen Federn auf den Rahmen. Festen Halt gab ein niedriges, lederbezogenes Geländer im Rücken und an den Seiten.
Der erste VW Käfer (1945) besaß einen Vierzylinder-Boxermotor im Heck des Autos. und die Aufteilung des Fahrzeugs in Bodenplatte und Karosse ("Häuschen"). Dieses Konzept blieb während der Produktionszeit gleich. In den 1960er und 1970er Jahren verschwanden die Luftkühlung und der Heckmotor aus dem Automobilbau und in den 1950er Jahren wurden die selbsttragenden Karosserien ohne separates Fahrwerk im Automobilbau Standard.
Desweiteren besaß der Käfer auch ein vorderen Kurbellenker- bzw. Traghebelachse Die Radaufhängung und Radführung übernehmen bei diesem System je zwei kurze Längslenker links und rechts, die an übereinander angeordneten Achsrohren mit Drehfederelementen angebracht worden sind. Die vorderen Federelemente oder bestehen aus Blattfedern. Die hintere Pendelachse wird an Längsschubstreben geführt, die mit im Rahmenträger gelagerten Drehfederstäben, also Rundstäben aus Stahl, verbunden sind. Erst hatte der Käfer Seilzugbremsen ohne Längenausgleich. Anfang 1914er Jahre gab es hydraulische Bremsen. 1957 wurde der Sicherheitsgurt für den PKW entwickelt. Der VW Standard wurde erst 1963 auf die weniger schiefziehende Hydraulik umgestellt.
Die Heckfenster bestanden aus zwei halbovalen Scheiben, welche durch einen Mittelsteg geteilt war. Diese Konstruktion führte später für die Modelle bis Baujahr 1953 zu dem Namen "Brezelkäfer". Erst in den fünfziger Jahren wurde die Massenherstellung eines gewölbten Einscheibenfensters gestartet.
1962 wurde eine elektro-pneumatisch gesteuerte Viergang-Halbautomatik (automatische Kupplung) eingebaut. Seit 1967 wurde eine Dreigang-Halbautomatik mit Drehmomentwandler angeboten. Diese Automatik-Käfer waren anstelle der alten Pendelachse mit Antriebswellen in den Achsrohren mit einer fahrsichereren Schräglenkerhinterachse mit offenen Antriebswellen versehen. Diese Achse wurde auch für die Modelle 1302 und 1303 ab 1970 verwendet, zusammen mit einer McPherson-Aufhängung vorne. Das Reserverad lag unter dem vergrößerten vorderen Kofferraum.
Die Veränderungen zum Vorherigen Auto sind wie folgt. Die Karosserie wurde im Front- Heck- und Dachbereich verändert. Er ist von der Karosserie her, nicht so rund wie der VW Käfer. Die Leistung des Ottomotors betrug 26 PS. Der Kraftstoff verbrauch konnte durch den zweistufigen Vergasertyp um 1/100km gesenkt werden. Die Höchstgeschwindigkeit betrug ca.107 km/h.
Die nächste Weiterentwicklung wäre der VW Golf. Die Karosserie wurde gegenüber dem Trabant etwas Verändert, sie wurde von außen etwas schmaler gebaut und in die Länge gezogen. Die Leistung wurde auf 81 kW (110 PS) verbessert. Im letzten Modelljahr 1983 wurde der Hubraum des Golfs GTI von 1,6 l auf 1,8 l angehoben. Die nachkommenden Golf Modelle hatten sogar - 241 bzw. - 250 PS. Der Allradantrieb wurde 1972 Erfunden und hinzugefügt. 1980 kam der Airbag dazu, welcher seit 1960 in Entwicklung war. Die verschiedenen Automobilmodelle hatten auch bis heute unterschiedliche Motoren. Zum Beispiel der Verbrennungs - Golf GTI Ottomotor wurde von den Leistungen bis heute immer wieder verbessert. Heute hat der Golf die Leistung 169 kW (230 PS). Des Weiteren gibt's den Dieselmotor, (dessen Katalysatoren 1990 erfunden wurden) Elektromotor und der Hybritmotor (eine Mischung aus Elektro - und Verbrennungsmotor), welche 1997 Entwickelt wurde.

2.1 Kraftstoffgewinnung

2.1.1 Diesel

Diesel ist ein Kraftstoffgemisch, das hauptsächlich aus Kerosin und Gasöl besteht. Kerosin und Gasöl werden großenteils aus Erdöl gewonnen und für die Dieselherstellung entschwefelt. Diesel ist eine auf die erforderlichen Qualitäten zugeschnittene Mischung. Die zur Verfügung stehenden Komponenten können stark schwankende Qualitäten haben, die vom Rohöl abhängig sind, so dass es unterschiedlichen Mischungsverhältnisse aus Kerosin, Leichtgasöl und Schwergasöl gibt. Um die Kälteeigenschaften von Dieselkraftstoff zu beeinflussen, muss im Winter ein erhöhter Anteil Kerosin beigemischt werden.

2.1.2 Benzin

Weltweit gibt es 9 verschiedene Arten Benzin zu gewinnen. Die 2 Hauptsächlichen sind das Destillieren und das Kracken von Erdöl. Bei der Destillation werden die Flüssigkeiten im Erdöl bei 40° bis 200° verdampft. Dadurch werden sie getrennt und einzeln wieder verflüssigt. Beim Kracken von Erdöl wird unterschieden zwischen Thermisch und Katalytisch. Die thermische Methode ist das erhitzen von Rohöl unter einem Druck von 70 bar und einer Temperatur von 800° Die katalytische Methode wird heute mehr verwendet. Dabei werden Katalysatoren verwendet , die die Spaltung der Flüssigkeiten fördert.

2.1.3 Strom

Der Antrieb von Elektroautos ist der Strom. Gewonnen wird er in Kraftwerken. Der elektrische Strom wird als Ökostrom bezeichnet, wenn er durch natürliche Einwirkungen, wie Sonne, Wind und Wasser in Solarparks, durch Windkrafträder und Wasserkraftwerken gewonnen wird. Heute sollen diese Methoden häufiger verwendet werden, da die bisherigen umweltschädlich sind. Bis vor einiger Zeit wurden hauptsächlich Kohle- und Atomkraftwerke zur Gewinnung von Strom genutzt. Da aber die Kohle immer weniger wird, durch technische Fehler in Atomkraftwerken schon viele Menschen umkamen und über Jahrhunderte Gebiete verstrahlt sind, wurden in Deutschland sämtliche Atomkraftwerke abgeschaltet. Die Kohlekraftwerke werden weiterhin genutzt, doch nicht mehr so viel wie vorher.
Strom kann aber auch selbst hergestellt werden, indem man zu Hause auf dem Dach Solarzellen installiert. So hat man weniger Kosten und versorgt sein Haus und das Elektroauto mit Strom. Zusammengefasst bedeutet das also, dass der Strom für die Elektroautos hauptsächlich ökologisch gewonnen werden.

2.2 Kraftstoffverbrauch

CO2 -Emissionen

Um die CO2-Emissionen für ein Fahrzeug zu berechnen braucht man den Umrechnungsfaktor. Der Faktor ist je nach Kraftstoff verschieden.
Bei Diesel: 26,2 kg/10 Liter, bei Benzin : 23,2 kg/ 10 Liter. Als Beispielrechnung für einen Diesel: 7,0 l / 100 KM x 26,2 kg/10 Liter = 183,4 g/km CO2.
Als Beispielrechnung für einen Benziner: 9,0 l / 100 KM x 23,2 kg/ 10 Liter = 208,8 g/km CO2. Bei Elektroautos gibt es keine Emissionen, da keine Abgase entstehen.

4.1 Pro und Kontra

Pro
Beim Elektroauto sind die Betriebs-, und Unterhaltskosten gering, da es mit Strom statt Benzin bzw. Diesel betankt wird. Einmal Tanken kostet je nach Stromtarif des Fahrzeugs und Verbrauch des Fahrzeugs maximal 1,45 Euro für 100 Kilometer Fahrt.
Es hat auch den Vorteil, dass die Steuer und Versicherungsbeiträge niedriger sind. Im Jahr müssen nur ungefähr 10 bis 30 Euro an KFZ-Steuern gezahlt werden. Eine günstige KFZ Versicherung kostet nur 100 Euro jährlich.
Das Elektroauto ist auch sehr umweltfreundlich, denn es erzeugt keine Abgase, und es fährt fast schon geräuschlos. Das ist in Städten ziemlich sinnvoll, da es sonst immer sehr laut in Großstädten ist.
Elektromotoren sind weniger wartungsintensiv als ein Verbrennungsmotor.

Kontra
Die Anschaffung von einem Elektroauto ist zurzeit sehr teuer. Zum Beispiel kostet der Kleinstwagen "Tazzari Zero" schon etwa 23.000 Euro. Größere Autos, also zum Beispiel 4-Sitzer wie der "Stromer" schon 42.000 Euro.

Das Laden der Batterie ist auch sehr langwierig, denn die Ladezeit kann bis zu 10 Stunden dauern.

Die Batterie ist meist das größte Verhängnis bei Elektroautos. Sie hält sich nicht sehr lange und das heißt, dass man sich wieder eine neue anschaffen muss. Dadurch entstehen wieder hohe Kosten. Die Lebensdauer beträgt gerade mal 3 bis 5 Jahre.

Weit kommt man mit einem Elektroauto auch nicht. Derzeit beträgt die Reichweite etwa 80- 300 Kilometer. Das hängt vor allem vom jeweiligen Fahrzeugtyp ab.

Fazit

Vorteile und Nachteile gleichen sich ganz gut aus daher könnte sich der Kauf eines Elektroautos lohnen. Es ist für Menschen die sich in einem Radius von 80 Kilometern bewegen gut geeignet.

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