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Automobil

Das Automobil (von griech. autos [selbst] und lat. mobilis [beweglich]), kurz Auto, ist neben dem Fahrrad eines der am häufigsten genutzten Fahrzeuge zur Personen- und Lastenbeförderung.

Table of contents
1 Geschichte
2 Technik
3 Sicherheit
4 Nachteile des Autos
5 Entwicklungstendenzen
6 Design / Autotypen
7 Siehe auch
8 Weblinks

Geschichte

Erfindung des Automobils

Das vermutlich erste Automobil wurde 1678 vom Jesuitenpater Ferdinand Verbiest (1623?1688) am chinesischen Hof gebaut und eingesetzt. Es handelte sich dabei um eine selbstfahrende Dampfmaschine.

Der Kolbenmotor, nach dessen Schema auch die meisten heutigen Motoren arbeiten, ist eine Erfindung des niederländischen Physikers Christiaan Huygens (1629?1695). Es handelte sich um einen Explosionsmotor bei dem tatsächlich Schießpulver als Explosionsstoff eingesetzt wurde.

Bereits 1768 wurde von N. J. Cugnot für die französische Armee ein Dampfwagen zum Transport von Kanonen gebaut, der jedoch sehr anfällig war und kaum benutzt wurde.

Im 19. Jahrhundert wurde eine Vielzahl an Dampfautomobilen gebaut. Bereits 1828 gab es einen mehr oder weniger regelmäßigen Pendeldienst mit einem Dampfbus zwischen London und Bath. Im 20. Jahrhundert wurde ein erfolgreicher Dampf-Lkw gebaut, der Sentinel.

Automobil wird definiert als selbstfahrendes Vehikel (Automobile) das sich unabhängig von Schienen und ohne den Einsatz von Zugtieren selbständig und aus eigenem Antrieb beliebig auf Straßen und Wegen fortbewegen kann.

Siehe auch: Liste bedeutender Erfindungen

Das heutige Automobil

Die Entwicklung der heutigen Autos begann 1886 in Deutschland. Es wurde am 3. Juli 1886 in Mannheim von Carl Benz erfunden. Kurz danach folgten unabhängig davon in Cannstatt bei Stuttgart Gottlieb Daimler und Wilhelm Maybach sowie Siegfried Marcus in Wien.

Die erste Überlandfahrt unternahm Bertha Benz am 5. August 1888 von Mannheim nach Pforzheim.

Kaum ein anderes industrielles Massenprodukt hat den Alltag der Menschheit mehr verändert als das Automobil. Ungefähr seit dem Jahr 1900 hat es mehr als 2500 Firmen gegeben, die Automobile für den Markt produzieren. Viele Firmen, die im 19. Jahrhundert Eisenwaren oder Stahl produzierten, fingen Mitte des Jahrhunderts mit der Produktion von Waffen oder Fahrrädern an und entwickelten dadurch die nötigen Kenntnisse, die Jahrzehnte später im Automobilbau benötigt wurden.

Selbst heute gibt es noch viele kleine Betriebe im Bereich Automobilproduktion, die nur eine handvoll ? zumeist exklusive ? Fahrzeuge produzieren, beispielsweise die Firmen Stutz (USA) oder Morgan (GB).

Technik

Die meisten produzierten Fahrzeuge basieren auf der Grundkonstruktion des Mercedes Simplex (1906 ? siehe Foto oben, sog. Simplexkonstruktion), also Motor vorne, Getriebe, Antriebswelle. Der Begriff Simplex geht auf Kaiser Wilhelm II. zurück, der sich 1906 auf einer Automobilausstellung in Berlin den Startvorgang des Mercedes erklären ließ und den rund 10 minütigen "Startvorgang" als "Simplex" bezeichnete. Die deutsche Kaiserfamilie war sehr automobilbegeistert, der Bruder von Kaiser Wilhelm II., Prinz Heinrich, erfand zwei Jahre nach der Amerikanerin Mary Anderson als erster Deutscher einen Scheibenwischer und meldete diesen 1905 zum Patent an.

Komponenten des Autos

  • Antriebseinheit (Kraftmaschine/Motor, Getriebe, Kupplung, Gelenkwellen)
  • Fahrwerk (Radaufhängung, Lenkung, Bremse, Autoreifen, Autofelge, Differentialgetriebe)
  • Karosserie (früher bzw. bei LKWs Rahmen und Aufbau)
  • Innenausstattung (zum Beispiel Sitze, Armaturenbrett, Handschuhfach)
  • Aussenausstattung (beispielsweise Stoßstange, Scheibenwischer, Nebelschlussleuchte)
  • Elektrik (zum Beispiel Zündung, Lichtmaschine, Anlasser, Beleuchtung)
  • Mechatronischen Komponenten wie ESP und ABS
  • Insassensicherheit Sicherheitsgurte, Airbag
  • Steuergeräte mit Mikroelektronik zur Erfassung von sensorischen Daten, Berechnung und Regelung innerhalb der Fahrzeugelektronik (Ein deutsches Oberklassefahrzeug im Jahre 2004 hat ca. 90 MB Speicherplatz für Software)

Der Antrieb

Heute verfügen die meisten Autos über einen Verbrennungsmotor. Treibstoffe hierzu sind vor allem Benzin (Ottomotor) und Diesel (Dieselmotor), in manchen Ländern auch Alkohol. Durch die rasante Verbeitung des Autos trägt das ber Verbrennung entstehende Co2 wesentlich mit zur globalen Erwärmung des Klimas bei.

Der Durchschnittsverbrauch heutiger Autos könnte um 50%unter dem derzeitigen Standard liegen, würde die Industrie alle Möglichkeiten zur Einsparung nutzen, wie das von Greenpeace für lediglich 1,3 Millionen ? umgebaute Serienmodell eines Reanult Twingo beweist, der Twingo Smile. Durch leichte Modifikationen wurde bei gleicher Leistung der Verbrauch um 50% reduziert.

Aus Emissionsgründen oder um Alternativen zu fossilen Brennstoffen zu verwenden, werden Prototypen und Kleinserien mit den Treibstoffen Erdgas, Flüssiggas, Pflanzenöl (beispielsweise Rapsöl, Bio-Diesel) oder Wasserstoff entwickelt. Diese Fahrzeuge haben keinen nennenswerten Anteil am gesamtaufkommen. Vermehrt werden heute auch Autos mit Elektromotor produziert. Die Energie kommt hier aus Speichern wie Akkumulatoren oder Brennstoffzellen, die entweder mit Wasserstoff oder Alkohol betrieben werden. Beim Hybridantrieb zweier japanischer Hersteller besitzen die Wagen sowohl einen Ottomotor als auch einen Elektromotor. Der Ottomotor lädt dabei normalerweise die Batterie für den Elektromotor auf, der seine Vorteile wie hohes Drehmoment über den gesamten Drehzahlbereich ausspielen kann. Andere Betriebsarten bei diesen Wagen sind reiner Elektroantrieb oder Zuschaltung des Ottomotors bei hohen Leistungsbedarf (siehe auch Toyota Prius und Honda).

Wasserstoff muss extrem energieaufwendig gewonnen werden, da ist die Gesamtenergiebilianz, ähnlich wie bei Elktroautos, eher nicht sehr gut.

Autos mit Solarzellen und optionalem Pedalantrieb sind bisher rein experimentell. Und in Frankreich bastelt jemand an einem Druckluftauto.

Motoren können nach ihrem "Funktionsprinzip" unterteilt werden:

  • Hubkolbenmotor (allgemeiner: Kolbenmaschine), in diesem Fall Verbrennungsmotor, wird nach Treibstoffsorte Ottomotor (Benzin, Alkohol, Wasserstoff) oder Dieselmotor (Diesel, Bio-Diesel) bzw. nach Funktionsprinzip (Zweitaktmotor, Viertaktmotor) unterschieden.
  • Wankelmotor
  • Elektromotor

Siehe auch:
  • Aerodynamik: Tropfenform, Spoiler, cw-Wert
  • Antriebstechnik: Heckantrieb, Frontantrieb, Allradantrieb
  • Automobilfertigung

Sicherheit

Die Sicherheit von Kraftfahrzeugen kann durch organisatorische und konstruktive Maßnahmen verbessert werden.

  • Zu den organisatorischen Maßnahmen zählen zum Beispiel: Verkehrslenkung (ganz simpel durch Schilder oder etwas moderner durch Verkehrsleitsysteme), gesetzliche Regelungen (Gurtpflicht, Telefonierverbot), Verkehrsüberwachung und straßenbauliche Massnahmen.

  • Die konstruktiven Sicherheitseinrichtungen moderner Automobile lassen sich grundsätzlich in zwei verschiedene Bereiche eingliedern.
    • Die aktiven Sicherheitseinrichtungen sollen einen Unfall verhindern oder in der Schwere herabsetzen. Beispiele: ABS, ASR, ESP
    • Die passiven Sicherheitseinrichtungen sollen, wenn ein Unfall nicht zu vermeiden ist, die Folgen abmildern. Beispiele: deformierbare Lenkräder mit ausklinkbaren Lenksäulen, Sicherheitsgurt, Airbag, Überrollbügel, Knautschzone

Nachteile des Autos

Wegen dieser Hauptprobleme muss man das Automobil als Risiko für Mensch und Umwelt einstufen:
  • Unfallhäufigkeit: Laut WHO sterben jährlich mehr als 1,2 Millionen Menschen an den Folgen von Verkehrsunfällen, in denen Automobile verwickelt sind.
  • Toxizität: In Deutschland sterben nach Schätzung des Umweltbundesamtes jährlich mindestens 14.000 Menschen infolge von Diesel-Abgasen.
  • Klimaerwärmung: Mit fossiler Energie betriebene Automobile produzieren große Mengen des Treibhausgases CO2.
  • Flächenverbrauch für Straßen, Autobahnen und Parkplätze.
  • Kriegsgefahr: Wegen des enormen Ölverbrauchs des Autos wird Öl immer knapper und umkämpfter.
  • Welthunger: Die meisten Entwicklungsländer geben mehr Devisen für Öl und Autos aus als für alle anderen lebenswichtigen Importe. Weiterhin wird bereits damit begonnen, landwirtschaftliche Flächen zur Erzeugung von Autotreibstoffen wie Methanol und Biodiesel zu verwenden, während die Menschen noch zu Tausenden verhungern ? beispielsweise in Brasilien.

Weitere Problemfelder sind
  • Lärmemission: Nach Studien des Umweltbundesamtes gibt es einen klaren Zusammenhang zwischen Verkehrslärm an Straßen und Herz-Kreislauf-Erkrankungen.
  • Rohstoffverbrauch: Bei der Herstellung eines Automobils werden beispielsweise mehrere hunderttausend Liter Wasser verbraucht.
  • Der Stromverbrauch zur Produktion eines Autos ist sehr hoch.
  • Die Gewinnung der Metalle findet unter ökologisch extrem problematischen Bedingungen statt. Häufig wird hierfür der von der Vernichtung bedrohte Regenwald im grossen Aussmass gerodet, u.a. um Holzkohle für den grossen Energiebedarf bei der Verhüttung zu gewinnen. Besonders die Gewinnung und weiterverabeitung von Bauxit trägt hierzu bei, der Stoff, aus dem Tonerde bzw. Aluminiumoxid gewonnen wird, das weiterverarbeitet wird.
  • Die langen Transportwege der Tonerde sind durch den dabei entstehenden Energiebedart ein weiterer
Umwelzzerstörender Aspekt.
  • Das als umweltschonende Massnahme benannte Recycling alter Autoteile ist sehr Energieaufwendig.
  • All diese Punkte tragen dazu bei, das der in Litern je 100 km gemessene Verbrauch insgesamt deutlich höher ausfällt, wenn die enormen Energiemengen, die bei der Produktion anfallen, mit hinzugerechnet werden. Umweltschützer fordern, eine Gesamtenergiebilanz anzugeben.
  • Das niedrige Gewicht bei Aluminiumautos und der damit einhergehende niedrige Verbrauch wird zu grossen Teilen durch die Verschwendung bei der Aluminiumgewinnung relativiert

  • Gesamtenergiebilianz bei Fahrzeugen mit Hybridantrieb - fen-net.de
  • Pflanzenöl als Kraftstoff - Die-Umwelt-Akademie.de

Kritiker des Automobils

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