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Elektronische Lenkung Effizienter mit Elektromechanik

| Autor/ Redakteur: Håkan Persson / Stefanie Michel

Auf Hydraulik basierende Lenksysteme in Fahrzeugen sind nicht optimal: schwer, wartungsintensiv und unflexibel, weil nur die Vorderräder einschlagen – und das begrenzt. Ein Hochschulprojekt zeigt, dass einige dieser Nachteile durch den Einsatz von Aktuatoren in einer elektronischen Lenkung behoben werden können.

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Bild 1: Elektromechanik statt Hydraulik: Eine Forschergruppe testet den Einsatz von Elektroaktuatoren für die Lenkung eines Fahrzeuges.
Bild 1: Elektromechanik statt Hydraulik: Eine Forschergruppe testet den Einsatz von Elektroaktuatoren für die Lenkung eines Fahrzeuges.
(Bild: Matthias Tidlund)

Angesichts der Tatsache, wie leicht sich unsere Fahrzeuge heutzutage durch gewundene Straßen und enge Kurven manövrieren lassen, könnte man vermuten, dass sich kaum noch Verbesserungspotenzial für moderne Servolenksysteme bietet. Die Ingenieure, die sich im Integrated Transport Research Lab (ITRL) der Königlich Technischen Hochschule (KTH) Stockholm mit dem Thema der sogenannten „überakturierten“ Fahrzeugtechnologie befassen, sehen das jedoch ganz anders. Mit ihrer Arbeit wollen sie feststellen, ob und wie ein Austausch der herkömmlichen hydraulischen Lenktechnologie gegen kompakte elektromechanische Lösungen Vorteile in puncto Leistung, Kosten, Wartung, Nachhaltigkeit und Flexibilität einträgt.

Defizite heutiger Lenksystemen

Was ist an heutigen Lenksystemen falsch? Die Servolenkung ist in den meisten aktuellen Fahrzeugen um eine große Lenksäule herum gebaut, die einen großen Teil der Fahrerseite einnimmt. Beim Drehen des Lenkrads wird Hydraulikflüssigkeit in Aktuatoren an der Vorderrad-Baugruppe geleitet wodurch die Räder auf den Kugelgelenken, über die sie mit der Aufhängung verbunden sind, nach links oder rechts schwenken. Diese Mimik funktioniert bis zu einem bestimmten Punkt zufriedenstellend, weist aber zahlreiche Einschränkungen auf.

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Zum einen nimmt die Lenksäule relativ viel Platz ein und hat ein beträchtliches Gewicht für ein mechanisches System, dessen Wartung überdies kompliziert und kostenintensiv ist. Wird die Lenkanlage beispielsweise in einem Unfall beschädigt, addieren sich die Kosten für die Reparatur oder den Austausch zu einer beträchtlichen Ausgabe. Darüber hinaus erfordern hydraulische Systeme eine regelmäßige Wartung. Ebenso regelmäßig muss das Öl einer Servolenkung nachgefüllt werden, während mögliche Undichtigkeiten die Sicherheit gefährden, da sie das Lenkverhalten beeinträchtigen.

Motor in erster Linie für eigentlichen Fahrantrieb nutzen

Auch die Energieeffizienz ist ein Problem, das untersucht wird: „Das klassische Lenksystem erhält seine Leistung durch eine direkte Verbindung zum Motor. Im Leerlauf müssen die Systeme mit wenig Leistung auskommen, während bei hoher Drehzahl ein Überangebot an Leistung herrscht“, erklärt der Direktor des ITRL, Peter Georén, Experte auf dem Gebiet der Transport-Innovationen. „Der Entwicklungstrend geht in die Richtung, den Motor in erster Linie für den eigentlichen Fahrantrieb zu nutzen und weniger für die Subsysteme.“

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