Das Antriebskonzept
Ich habe hier wohl das Antriebskonzept der Zukunft gefunden. Finde ich ich im Moment die Ideale Lösung für alle Fahrzeugklassen, von Auto bis LKW.
1.Beispiel
Motorherstellerseite
Was meint ihr?
Beste Antwort im Thema
Die in Deutschland verbreitete Ansicht, dass Topspeed über 200 ein wesentliches Qualitätsmerkmal einen Autos ist, wird sich genauso schnell überleben, wie die Elektrofahrzeuge an Marktanteil gewinnen.
173 Antworten
Ich stehe berichtigt 🙂
Der F102 war dem Audi 100 zwar ähnlich aber nicht exact sein Vorgänger, war auch schon ein paar Jahre her 😁
Hab mir dann statt dem Audi 80 den Citroen GS angelächelt.
War nicht genug Geld im Haus für den 100...
Mit den Pickups muss ich Dir recht geben, da ist Gewicht nicht sehr von Bedeutung, die sind mehr auf Haltbarkeit ausgelegt.
Selber fahre ich ein Durchschnittsauto, einen Ford Taurus, haben aber auch einen Mini und einen Subaru Forester (mein Lieblingsauto) und einen Dodge Pickup in der Familie.
Der Taurus ist ruhig und fährt einfach zuverlässig vor sich hin... Auf Alufelgen natürlich 😁
Das BMW soviel Leichtmetall verbaut war mir echt nicht bekannt.
Allerdings hatten wirs ja hier schon wo der gute BMW Mann verzweifelt in China nach Magnesium Guss suchte 😁
Gruss, Pete 🙂
Zitat:
Original geschrieben von Noris123
[
Beim 5er BMW z.B. wird der komplette Vorderwagen aus Alu gefertigt, Motor aus Magnesium/Alu-Verbund.
Ist bestimmt nicht gerade billig, wird aber gar nicht an die große Glocke gehängt und vermutlich gibt es genügend Fahrer die das nicht mal wissen.Zur Reduzierung der ungefederten Massen besteht die gesamte Radaufhängung und sogar die Radnabe aus Alu.
Doofe Frage, ist das wirklich viel leichter? Oder hat das nur irgendwelche produktionstechnische Gründe?
Immerhin ist Leichtmetall deutlich weniger belastbar, sprich um die gleiche Festigkeit zu erreichen muss es dicker, also schwerer werden. Und "intelligente" Formen kann man sicher auch aus Stahl herstellen.
Zitat:
Original geschrieben von Abbuzze_0
Doofe Frage, ist das wirklich viel leichter? Oder hat das nur irgendwelche produktionstechnische Gründe?Zitat:
Original geschrieben von Noris123
[
Beim 5er BMW z.B. wird der komplette Vorderwagen aus Alu gefertigt, Motor aus Magnesium/Alu-Verbund.
Ist bestimmt nicht gerade billig, wird aber gar nicht an die große Glocke gehängt und vermutlich gibt es genügend Fahrer die das nicht mal wissen.Zur Reduzierung der ungefederten Massen besteht die gesamte Radaufhängung und sogar die Radnabe aus Alu.
Immerhin ist Leichtmetall deutlich weniger belastbar, sprich um die gleiche Festigkeit zu erreichen muss es dicker, also schwerer werden. Und "intelligente" Formen kann man sicher auch aus Stahl herstellen.
Wundert mich auch irgend wie ...
Diese Art von Leichtbau (mit Leichtmetallen) rechnet sich nur bei teilen die entweder nicht all zu lange halten oder aber nur geringe Belastungen standhalten müssen. Alu ist natürlich deutlich leichter ... aber dafür auch im selben Maß weniger belastbar ... aber vieleicht kennst sich hier jemand genauer damit aus ...
Was ich allerdings die letzten Jahre über festellen musste ist, dass dieses Alu = Leicht eher ein Marketinginstument ist als dass es technisch wirklich Sinn machen würde (zumindest in vielen Fällen) ...
Alu ist in den meisten Fällen merklich leichter, trotz geringer Festigkeit. Wer fährt heute noch ein Stahlfahrrad? Alu ist aus Gewichtsgründen Standard, wer mehr Geld hat kauft Carbon. Allerdings muss auch materialoptimiert konstruiert werden, es macht wenig Sinn das gleiche Bauteil einfach aus Alu statt aus Stahl zu fertigen. Z.B. mal am Beispiel Fahrrad: Alurohre sind vom Durchmesser größer. Allerdings ist der Steifigkeitsvorteil mit zunehmendem Rohrdurchmesser größer als der Mehreinsatz an Material. Ein Alurohr mit gleichem Durchmesser wie ein Stahlrohr und nur größerer Wandstärke wäre dagegen nicht leichter. Nur kann man hier praktisch das Stahlrohr nicht beliebig dünner und größer machen, hier hat Alu einfach einen konstruktiven Vorteil. Der Effekt macht Alu bei Blech und hohlen Bauteilen zur guten Wahl im Leichtbau. Massive Teile wie Felgen baut man dagegen gerne aus Alu um dessen höhere Wärmeleitfähigkeit zu nutzen. Radnaben und Felgen aus Alu kühlen z.B. die Bremse. Da kann Alu eine indirekte Gewichtseinsparung bewirken. Mit der besseren Wärmeabfuhr kann eine Bremsscheibe etwas kleiner Dimensioniert werden.
Großer Vorteil von Alu: Fast die doppelte Energieaufnahme pro Gewicht als Stahl. Das macht es zur idealen Wahl für Knautschzonen.
Bei BMW kommt noch ein anderer Aspekt dazu. Die treiben im Vorderwagen massiven Leichtbau. Allerdings nur da. Vorne sitzt mit Knautschzone, Motor, Getriebe und Co. vieles mit hohem Gewicht. Trotzdem möchte man für ideales Fahrverhalten eine 50/50 Gewichtsverteilung. Gerade bei größeren Motoren muss hierzu vorne extrem auf das Gewicht geachtet werden. Hinten werden dagegen viel einfache Stahlbleche ohne Rücksicht auf Gewicht verbaut. Da darf es halt ein paar kg schwerer sein.
Gruß Meik
Zitat:
Original geschrieben von Meik´s 190er
Alu ist in den meisten Fällen merklich leichter, trotz geringer Festigkeit. Wer fährt heute noch ein Stahlfahrrad? Alu ist aus Gewichtsgründen Standard, wer mehr Geld hat kauft Carbon. Allerdings muss auch materialoptimiert konstruiert werden, es macht wenig Sinn das gleiche Bauteil einfach aus Alu statt aus Stahl zu fertigen. Z.B. mal am Beispiel Fahrrad: Alurohre sind vom Durchmesser größer. Allerdings ist der Steifigkeitsvorteil mit zunehmendem Rohrdurchmesser größer als der Mehreinsatz an Material. Ein Alurohr mit gleichem Durchmesser wie ein Stahlrohr und nur größerer Wandstärke wäre dagegen nicht leichter. Nur kann man hier praktisch das Stahlrohr nicht beliebig dünner und größer machen, hier hat Alu einfach einen konstruktiven Vorteil. Der Effekt macht Alu bei Blech und hohlen Bauteilen zur guten Wahl im Leichtbau. Massive Teile wie Felgen baut man dagegen gerne aus Alu um dessen höhere Wärmeleitfähigkeit zu nutzen. Radnaben und Felgen aus Alu kühlen z.B. die Bremse. Da kann Alu eine indirekte Gewichtseinsparung bewirken. Mit der besseren Wärmeabfuhr kann eine Bremsscheibe etwas kleiner Dimensioniert werden.Großer Vorteil von Alu: Fast die doppelte Energieaufnahme pro Gewicht als Stahl. Das macht es zur idealen Wahl für Knautschzonen.
Bei BMW kommt noch ein anderer Aspekt dazu. Die treiben im Vorderwagen massiven Leichtbau. Allerdings nur da. Vorne sitzt mit Knautschzone, Motor, Getriebe und Co. vieles mit hohem Gewicht. Trotzdem möchte man für ideales Fahrverhalten eine 50/50 Gewichtsverteilung. Gerade bei größeren Motoren muss hierzu vorne extrem auf das Gewicht geachtet werden. Hinten werden dagegen viel einfache Stahlbleche ohne Rücksicht auf Gewicht verbaut. Da darf es halt ein paar kg schwerer sein.
Gruß Meik
Hm ... Du kennst dich also auch nicht besser aus als ich wie es scheint 😉
Genau das Fahrad ist wohl ein sehr schlechtes Beispiel!
Denn hier scheiden sich die Geister ...
Es gibt moderne Räder (Rennräder, MTB, usw .... ) sowohl aus Stahl wie auch aus Aluminium ...
Und ein Freund von mir wird nun wohl auch wieder auf Stahl umsteigen ... denn sein Alurahmen ist nun zum zweiten mal gebrochen (kein Billigschrott!!!) ... speziell bei belasteten MTB geht die Rechnung leider nicht so wirklich auf !!!
Und leichter ist das Ding leider auch nicht ... besteht aber aus 7005 Alu (also Standart) ... bricht aber immer am Hinterbau.
Speziell die volumösen, dünnwandingen Alurohre verlieren außderdem schnell ihre Festigkeit wenn sie mal eine ordentliche Delle bekommen ... das kann schnell mal passieren im Gelände ... ebenso ist die Verformbarkeit deutlich schlechter -> eher Bruch anstatt Verformung (speziell bei den höher legierten mit guter Festigkeit) ... des ist auch kein sehr angenehmes Verhalten für Sicherheitsrelevante Teile 😉
Das selbe Bild sieht man bei Motorrädern ... Honda hat sein neuestes und auch leichtestes Cross-Motorrad nun wieder auf einen Stahlrahmen aufgebaut (wohl auch aus Kostengründen) ... aber so einfach scheint es wohl auch hier nicht zu sein zwecks "Alu = leichter" !!
Es gibt Teile bei denen bringt Alu einen Gewichtsvorteil ... und es gibt Teile da ist das ganze Sinnlos ... der Fahrradrahmen ist wohl grade im Grenzbereich ... bzw. bei manchen Typen bringt es was bei anderen ist es weniger Sinnvoll ...
Zweifelsohne gilt Alu dennoch als fortschrittlicher und pauschal als leichter und verkauft sich somit beim Fahrrad sicherlich besser 😉
Aber eigentlich gehts hier um Ungefederte Masse und Radaufhängung ... kennt sich da denn jemand genauer aus ... hatte mal jemand einen Stahl- und einen Aluquerlenker in der Hand ... oder sowas in der Art ??!
Fahrrad ist ein gutes Beispiel, auch für Fehlkonstruktionen 😁
Aber MTB aus Stahl? Sowas gibt´s noch? Neben Carbon und Alu doch eher eine Randerscheinung für Old-School-Freaks heutzutage. Da geht es eher zu Magnesium oder Scandium-Legierungen.
Wenn es bricht war es eine nicht belastungsgerechte Konstruktion. Und Leichtbau mit sehr dünnwandigen Rohren hat bei MTBs die in hartem Gelände eingesetzt werden nichts verloren. Guck aber mal rüber zum Rennradsegment. Da hat man das Problem mit Beulen nicht. Und die heutigen Rahmengewichte und Steifigkeiten wären mit Stahl bei weitem nicht möglich ohne 2kg mehr Material zu verwenden. Beim MTB ist das ähnlich, allerdings ist hier das Sturzrisiko und damit die Gefahr Beulen in die Rohre zu bekommen hoch. Daher finden sich da auch deutlich dünnere Rohre mit dickeren Wandstärken - trotz höherem Gewicht. Das ist halt der Punkt belastungsgerecht zu konstruieren und nicht derart auf Leichtbau zu gehen bis es ein Risiko im normalen Einsatz ist. Mir ist es auch ein Rätsel wie man sich an ein MTB einen Carbonlenker bauen kann.
7005 ist Standard, aber schon eine der hochfesten Alulegierungen. (AlZn4,5Mg1,5Mn). Wird üblicherweise nur wärmebehandelt eingesetzt, z.B. als T6 was ich im Fahrradbereich häufig findet. Und ist eine der gut schweißbaren Legierungen.
Wobei vieles auch von der Fertigung abhängt. Es gibt z.B. auch Dinge wie Kaltverfestigung. So sind Schmiedeteile bei gleicher Festigkeit leichter als Gussteile. Sieht man gut bei Felgen. Einfache Alufelgen sind aus Aluguß, Leichtbau- oder Sportfelgen oft geschmiedet.
Querlenker von BMW hatte ich mal in der Hand (leider nicht auf der Waage). Subjektiv hatte der gewichtsoptimierte Aluquerlenker etwa das halbe Gewicht gegen den Querlenker des Vormodells.
Gruß Meik
Die Frage ist wieviel Einsparung wurden durch bessere Konstruktion erreicht, und wieviel durch den Materialwechsel?
Du hast recht mit der größeren statischen Höhe, die die Belastbarkeit verbessert. Habe nach den Widerstandsmomenten von Stahl- und Aluvierkantrohren gesucht, aber für Alu leider noch nichts gefunden, da hätte man einen direkten Vergleich des Materials.
Grob heißt es bei Leichtmetall 1/3 des Gewichts, bei 1/3 der Festigkeit - mit einer angepassten Konstruktion kann man natürlich was rausholen.
Alu liegt im Vergleich zu Stahl tatsächlich bei rund 1/3 in Gewicht und Elastitzität. Die Belastbarkeit ist stark von der Legierung, Wärmebehandlung und Herstellung abhängig. Eine hochfeste Alulegierung kann höhere Zugfestigkeiten haben als einfache Stahlsorten.
Der Punkt ist aber immer die Konstruktion. Ein Rohr wird in der 3. Potenz stabiler mit zunehmendem Radius, das Gewicht nimmt aber nur mit der 2. Potenz zu. D.h. auch ein Stahlrohr könnte man theoretisch größer und mit extrem dünnen Wandstärken bauen. Allerdings kommt hier dann die Problematik mit Beulen und Knicken hinzu, immer dünner geht also nicht. Hier kommt dann der Vorteil der Leichtbaumaterialien. Trotz ihrer geringeren Festigkeit haben Rohre mit größerem Durchmesser die gleiche Steifigkeit bei weniger Gewicht. Und immer noch Wandstärken die noch nicht so knick- und beulenanfällig sind.
Ein Beispiel: Rohr mit Durchmesser 10cm und 1cm Wandstärke aus Stahl. Aus Alu bräuchte es 3cm Wandstärke bei gleichem Radius und damit wäre das Gewicht gleich. (Unter Annahme 1/3 Gewicht und 1/3 Steifigkeit) Bei doppeltem Durchmesser, also damit 8fache Steifigkeit bei gleicher Wandstärke, wäre das Alurohr mit knapp 0,4cm Wandstärke gleich stabil. Das Stahlrohr mit 0,12mm zwar ebenso, aber mit der dünnen Wandstärke schon akut knickgefährdet. Das Widerstandsmoment eines Rohrs liegt bei 2pi*Wandstärke*Radius^3 als Näherung wenn die Wandstärke deutlich kleiner als der Durchmesser ist.
Das macht bei Alu 0,4cm*pi*20cm Materialeinsatz zu 1cm*pi*10cm Materialeinsatz bei Stahl, also schon weniger als bei Stahl. Dazu noch das 1/3 geringere Gewicht. D.h. in dem Beispiel wäre das Alurohr nur 26% so schwer wie das Stahlrohr - bei gleicher Festigkeit.
Mal vereinfacht abgeschätzt. D.h. der einfache Alueinsatz bringt´s nicht. Wenn man anderes Material sinnvoll verwenden will muss man die ganze Konstruktion anpassen und materialgerecht bauen. Einfach ein Stahlteil durch ein massiveres Aluteil ersetzen spart kein Gewicht.
Gruß Meik
Gerade aber auch der Fahrradbau um bei diesen schönen Bsp. (wenn auch von meiner Wenigkeit nicht mit solchen Wissenschafts-expertisen gestützt ;o)
zeigt den Faktor Psychologie / Mode / Hype....auf Stahl folgte Alu und im weiteren "Wahsinn" Carbon, Titan...etc.:
Und wer sitzt auf dem (x)x.xxx EUR-teuren Bock zuhauf:....wenn nicht anabolgestärk mit Null-Ausdauer die Platte (zu Wiesbaden rauf) am Kollaps japsend...dann im durchgeschwitzten Baumwollhemd bei der nächsten Abfahrt auskühlend/morgen krank-nicht-zur-Arbeit....oder das "T-Mobi.."-bedruckte High-Tech-Polyester nach allen bierbauchseiten geformte....
Und bleibt´s finanz. beim "gewöhnlichen" Alu, dann am Roadbike wenigstens die Carbon-Scheiden schön sichtbar...;o)
Ich fahr im übrigen ein Marin "Pine Mountain"/ChroMo, Hardtail mit´ner Z2...;o)
Unabhängig von der Psyche ist das Gewicht der Räder in den letzten Jahren mächtig runter gegangen. Ein Rennrad unter 7kg ist heute keine Kunst mehr und mit höherwertigen Serienteilen problemlos zusammenstellbar. Leichte Rahmen wiegen gerade um 1kg.
Bin da mit einem Cannondale Multisport 2000 (Zeitfahrrad) und einem RedBull NPL (CC-Fully) unterwegs. Beide aus Alu und im Jahr in Training und Alltag zwischen 6 und 10tkm bewegt. Der Renner hat schon die 60tkm-Marke geknackt - ohne Bruch und Ermüdungserscheinungen bisher. 🙂
Gruß Meik
jauh, hab da momentan auch eher eine Edel-Patina/Staub-Schicht drauf...;o)
Doch die 7kg-Flitzer, so preiswert&massig die mittlerweile zu haben sind, dem Doppel-Zentner-Mann wohl kaum zu empfehlen, da sollte anderweitig erstmal Speck-weg !
Und oberhalb von LX..XT..}, bzw. 105..Ultegra...}...ist doch weder im Preis-/Leistungsverhältnis noch von nennenswerten Mehrnutzen/Funktion für den Normalsterblichen
Kann die Auto-Zunft hier noch folgen soweit...?!?..(ist alles schön übertragbar / ich schwör, ey....;o)
Die Basisgruppen funktionieren schon super, teurer ist lediglich leichter und schöner. Bei den sehr leichten Teilen gibt´s nicht selten die Einschränkung auf 85kg-Fahrergewicht. Bin mit Ultegra bzw. SRAM X7 unterwegs. Sozusagen obere Mittelklasse 😛
In Punkto Verwendung und Problematik bei Leichtbau sind Fahrräder sicher vergleichbar. Ich schwör auch, ey ... 😁
Gruß Meik
Zitat:
Original geschrieben von Meik´s 190er
Alu liegt im Vergleich zu Stahl tatsächlich bei rund 1/3 in Gewicht und Elastitzität. Die Belastbarkeit ist stark von der Legierung, Wärmebehandlung und Herstellung abhängig. Eine hochfeste Alulegierung kann höhere Zugfestigkeiten haben als einfache Stahlsorten.Ein Beispiel: Rohr mit Durchmesser 10cm und 1cm Wandstärke aus Stahl. Aus Alu bräuchte es 3cm Wandstärke bei gleichem Radius und damit wäre das Gewicht gleich. (Unter Annahme 1/3 Gewicht und 1/3 Steifigkeit) Bei doppeltem Durchmesser, also damit 8fache Steifigkeit bei gleicher Wandstärke, wäre das Alurohr mit knapp 0,4cm Wandstärke gleich stabil. Das Stahlrohr mit 0,12mm zwar ebenso, aber mit der dünnen Wandstärke schon akut knickgefährdet. Das Widerstandsmoment eines Rohrs liegt bei 2pi*Wandstärke*Radius^3 als Näherung wenn die Wandstärke deutlich kleiner als der Durchmesser ist.
Gruß Meik
Der Punkt geht mir nicht ganz ein ... Stahl ist um das dreifache härter ... aber trotzdem soll es mit einer gedrittelten Wandstärker dullen- und knickgefärdetert sein ???
Du wirst wohl mit einem Hammer in ein 4mm Alurohr genau so leicht eine Dulle rein bekommen wie in ein 1.2mm Stahlrohr ...
Und wie gesagt ... das sind Produkte direkt für die breite Masse ... hier spielen vor allem Prestige, Optik und die allgemeine Meinung eine starke Rolle ... und Alu gilt nun mal als "fortschrittlicher" ... und Stahl eben als veraltet ...
Und wie auch schon erwähnt find ich "die großen Vortschritte im Fahrradleichtbau" eher lächerlich (außer für wirklichen Sporteinsatz) ... denn da sitzen dann Leute drauf die 5-20kg Übergewicht haben ... und suchen nach einem Alurahmen der 300g leichter ist als ein Stahlrahmen ...
Schau doch zum Vergleich mal die Motorradrahmen an ... speziell die hochbelasteten Crossmotorräder ... die schauen auch auf jedes Gramm und da siehst du sowohl Alu- als auch Stahlrahmen ... so gravierend und eindeutig wie du den Gewichtsvorteil hier schilderst ist er absolut nicht!!
Hast du mal Rahmen auf die Waage gestellt? 300g mehr oder weniger sind bei gut 1kg Rahmengewicht 30% Gewichtseinsparung! Oder beim MTB mit 2kg Rahmengewicht immer noch 15%. Das gleiche beim Auto und wir reden schnell über 100kg. 300g bei einem 100kg Fahrer sind lächerlich. Aber auch am Auto lasse sich die kg dann am einfachsten beim Fahrer einsparen 😁 😁
Mit Knickprolbem ist nicht die Beule mit dem Hammer gemeint. Bieg mal einen Strohhalm, da kannst du das gut sehen. Da knickt irgendwann die Unterseite des Rohrs weg obwohl die Belastbarkeit noch bei weitem nicht ausgereizt ist. Das passiert wenn die Rohre extrem dünnwandig werden. Hier hilft größere Wandstärke mehr als größere Materialfestigkeit. Daher wird ein Stahlrahmen auch nicht an das Gewicht eines Alurahmens kommen können.
Der Vergleich zu Cross und MTB hinkt. Wie oben schon geschrieben kommen da neben Leichtbau auch andere Dinge zum tragen. Ein Crossmotorrad oder ein MTB müssen im rauhen Einsatz auch mal einen Sturz verkraften. Hier geht Haltbarkeit einfach vor Gewicht. Zudem ist das Rahmengewicht da noch nicht sooo entscheidend da mit Motor und Antrieb noch viele schwere Teile vorhanden sind. Beim Fahrrad hat der Rahmen einen weit höheren Anteil am Gesamtgewicht.
Alurahmen haben den Nachteil dass sie nicht gerichtet werden dürfen. Wenn krumm dann Schrott. Stahl lässt sich in gewissen Grenzen noch wieder richten. Ein Fahrwerksteil am Auto oder ein gecrashter Träger werden eh getauscht. Und abgesehen von Audi mit dem Spaceframe beim A2 und A8 gibt es kaum Hersteller die es bei tragenden Teilen in der Fahrgastzelle einsetzen. Hier muss im Spaceframe dann auch gleich der betreffende Teil ausgetauscht werden was nicht gerade einfach und billig ist. Da haben aber auch hochfeste Stähle ihr Problem. Eine Karosse aus hochfestem Stahl ist nach einem Unfall auch kaum zu richten.
Gruß Meik
Zitat:
Original geschrieben von dernagelneue
Und wie gesagt ... das sind Produkte direkt für die breite Masse ... hier spielen vor allem Prestige, Optik und die allgemeine Meinung eine starke Rolle ... und Alu gilt nun mal als "fortschrittlicher" ... und Stahl eben als veraltet ...... so gravierend und eindeutig wie du den Gewichtsvorteil hier schilderst ist er absolut nicht!!
Wenn Du der Meinung bist dass Alu bzw. Leichtmetall absolut keinen eindeutigen Gewichtsvorteil bietet und nur aus Prestige und Optikgründen eingesetzt wird dann nehmen wir doch mal das Beispiel Flugzeugbau.
Ich nehme mal nicht an dass man da auf Alu setzt weil "Stahl eben als veraltet" gilt.
Will ja nicht ausschließen dass man auch ein "Eisenflugzeug" auf einer 3 km langen Startbahn in die Luft bringen kann.
Der Beweis steht aber noch aus, m.W. hat das nämlich noch kein Hersteller versucht.😁