- Kluges Denken
- 1. Elektromagnetische Federung von Bose
- Elektromagnetische Federung von Bose
- 2. Reifen aus Polyurethan (Kunststoff)
- Reifen aus Polyurethan (Kunststoff)
- 3. Abklappbare Heckscheiben
- Abklappbare Heckscheiben
- 4. Rahmenkonstruktion aus Aluminiumguss
- Rahmenkonstruktion aus Aluminiumguss
- 5. Prismatische Seitenspiegel
- Prismatische Seitenspiegel
- 6. Plattenspieler im Auto
- Plattenspieler im Auto
- 7. Motorräder im Auto
- Motorräder im Auto
- 8. Hayes Selfselector CVT
- Hayes Selfselector CVT
- 9. Miller Cycle-Motoren
- Miller Cycle-Motoren
- 10. Magerverbrennungsmotoren
- Magerverbrennungsmotoren
Kluges Denken
Seit es das Auto gibt, haben Erfinder, Unternehmer und Wissenschaftler versucht, es zu verbessern.
Nicht alle waren erfolgreich, wie diese Beispiele zeigen:
1. Elektromagnetische Federung von Bose
In der Automobilindustrie war das Audiounternehmen Bose ein krasser Außenseiter – aber sein Gründer, Dr. Amar Bose, war ein Benzinfan. Er besaß einen luftgefederten Pontiac und einen hydropneumatischen Citroën und suchte nach einem raffinierten Mittelweg zwischen den beiden Fahrzeugen.
Bose erkannte, dass die Art und Weise, wie ein Lautsprecher auf den Schall reagiert, auf die Federung eines Autos übertragen werden konnte. Trotz der damit verbundenen Kosten wurde 1980 innerhalb des Unternehmens eine Forschungsabteilung unter dem Namen ‘Project Sound’ gegründet.
Zwei Jahrzehnte Entwicklungsarbeit brachten eine “aktive” Federung hervor, die aus computergesteuerten elektromagnetischen Linearmotoren bestand.
Die so ausgerüsteten Testfahrzeuge reagierten Tausende Male pro Sekunde und blieben unabhängig von der Straßenoberfläche eben und gedämpft. Wie der Titel “aktiv” schon sagt, reagierte das System auf die Straße, bevor die Insassen sie wahrnehmen konnten.
Elektromagnetische Federung von Bose
Die Ergebnisse, die der Presse 2004 in einem Lexus LS400 von 1994 vorgeführt wurden, waren dramatisch. Das serienmäßige Auto kippte um und geriet in Kurven ins Schlingern; der von Bose modifizierte Lexus blieb auf unebenem Untergrund und bei heftigen Spurwechseln unbeeindruckt.
Leider sprachen Kosten, Gewicht und Komplexität gegen das Projekt, trotz seiner unbestrittenen Kompetenz. Der Xantia Activa von Citroën, der 1996 in Produktion ging (und in Großbritannien verkauft wurde), erzielte ähnliche Ergebnisse wie das System von Bose, indem er eine zehnkugelförmige, miteinander verbundene Weiterentwicklung seiner Hydractive II-Hardware, bekannt als ‘SC.CAR’, verwendete.
Die Rechte an der elektromagnetischen Federung von Bose wurden schließlich 2017 an ein anderes Unternehmen, ClearMotion, verkauft. Seitdem wurde die Arbeit an dem System fortgesetzt, aber bisher hat es noch kein Hersteller für den Einsatz übernommen. Bose selbst hat die aktive Technologie in Lkw-Sitze ausgegliedert; die Transportbranche scheute die damit verbundenen Kosten.
2. Reifen aus Polyurethan (Kunststoff)
Im Jahr 1975 gelang dem österreichischen Kunststoffhersteller Polyair ein Durchbruch, der die Produktion von Luftreifen für Autos vereinfachen sollte. Er entwickelte ein Verfahren zum Spritzgießen (‘Druckguss’) von kabellosen Reifen aus Polyurethan, das auf früheren Forschungen von Firestone und Goodyear aufbaute.
Der ‘LIM’ genannte Reifen war widerstandsfähiger gegen Reifenpannen als ein Gummireifen, konnte in jeder Farbe hergestellt werden und entwickelte weniger Hitze, wenn er mit hoher Geschwindigkeit gefahren wurde. Bis 1983 hatte Polyair nach intensiven Tests einen Polyurethanreifen entwickelt, der dem heutigen Gummireifen ebenbürtig war.
Polyair behauptete, die Produktion sei viel einfacher als bei den bisherigen Reifen. Die für die Herstellung von LIMs erforderliche Ausrüstung sei weitaus weniger kompliziert und könne in Industriegebieten oder vor Ort in Autofabriken eingesetzt werden – anstatt Reifen zu Tausenden einzukaufen.
Reifen aus Polyurethan (Kunststoff)
Zeitgenössische Berichte sprachen von erfolgreichen Versuchen der Regierung in Venezuela mit lokal produzierten Gürtelreifen und umfangreichen arabischen Investitionen.
Leider hatte Polyair 1975 aufgrund von Berichten über schlechte Fahreigenschaften seiner handgefertigten Reifen der ersten Generation Mühe, Freunde in der etablierten Reifenindustrie zu finden; drei Jahre später erwarb BF Goodrich jedoch eine Minderheitsbeteiligung an dem Unternehmen. Die veröffentlichten Polyair-Patente, von denen viele inzwischen abgelaufen sind, stammen aus den Jahren 1977, 1978, 1980 bzw. 1985.
3. Abklappbare Heckscheiben
Eine gute Belüftung für die Passagiere war die Grundvoraussetzung für jeden Innenarchitekten, egal ob es sich um große oder kleine Autos handelte. Da eine Klimaanlage in den frühen Fünfzigern noch nicht weit verbreitet und erschwinglich war, schlug Ford eine mechanische Alternative vor – eine Heckscheibe, die sich wie eine Türöffnung nach oben und unten bewegen ließ. Sie tauchte erstmals im Konzeptfahrzeug D-528/Beldone von 1955 auf, aber es sollte noch zwei Jahre dauern, bis sie einen Namen hatte: Breezeway.
Abklappbare Heckscheiben
In Wahrheit war Breezeway, das in den unbeliebten Mercury Turnpike Cruiser eingebaut wurde, eine Adaption der klappbaren hinteren Fenster, die man bei vielen Coupés mit Rumpelsitzen findet, aber Ford, das auf jeden Marketingvorteil gegenüber Chrysler und General Motors erpicht war, bot das (wiederum unbenannte) Merkmal bei seinem Continental von 1958-1960 an und ließ den Namen Breezeway zwischen 1963 und 1968 bei verschiedenen Mercury-Modellen, darunter dem hier abgebildeten Monterey, ein zweites Mal aufleben.
Bei den Händlern war Breezeway keine sehr beliebte Option: Es hielt zwar die Passagiere auf den Rücksitzen kühl, aber Gerüche, Straßenschmutz und andere unangenehme Dinge fanden leicht ihren Weg in den Innenraum.
Kleinere, effizientere Klimaanlagen, die in großen Stückzahlen produziert wurden, sorgten für das Aus von Breezeway; von Sammlern begehrt, wird es heute als Kuriosität betrachtet.
4. Rahmenkonstruktion aus Aluminiumguss
Autos mit Aluminiumkarosserie haben in den letzten 30 Jahren an Beliebtheit gewonnen: Verbesserungen in der Materialtechnologie haben es Unternehmen wie Aston Martin, Audi, Honda, Lotus und Jaguar ermöglicht, von den Vorteilen in Bezug auf Korrosionsbeständigkeit, Gewichtseinsparung und Recyclingfähigkeit zu profitieren.
Dem Ingenieur, Verkäufer und Pionier des Frontantriebs, Jean-Albert Grégoire, standen in den fünfziger Jahren keine derartigen Möglichkeiten zur Verfügung, als er nach einer Möglichkeit suchte, seine Aluminiumgussrahmen-Konstruktion (carcasse en aluminium coulé), die er für den Amilcar Compound aus der Vorkriegszeit entwickelt hatte, in die Ausstellungsräume zu bringen.
Stahl war im Nachkriegsfrankreich ein wertvolles Gut und viele Hersteller von Luxusautos aus der Vorkriegszeit, darunter auch Hotchkiss, hatten ein marodes Angebot an Autos, die nicht in den Pons-Plan für den industriellen Wiederaufbau passten. Aluminium unterlag nur wenigen Beschränkungen und wurde vom Konsortium Aluminium Français (AF) aggressiv gefördert.
Grégoires früherer Entwurf für einen Kleinwagen, der mit AF produziert wurde, der Aluminium Français Grégoire (AFG), kam nicht in Produktion, da die Verhandlungen mit den britischen und australischen Regierungen gescheitert waren. Rover für seinen 75 (P4), der 1948 auf den Markt kam, aufgrund ähnlicher Materialbeschränkungen traditionell hergestellte Aluminiumplatten verwendet.
Rahmenkonstruktion aus Aluminiumguss
Hotchkiss kaufte die Rechte an Grégoires Entwurf – das neue Auto, das ihm zu Ehren Hotchkiss-Grégoire genannt wurde, aktualisierte die Produktpalette des Unternehmens auf einen Schlag. Der ‘H-G’ bot einen Vierzylindermotor, eine Einzelradaufhängung rundum, eine Zahnstangenlenkung und Frontantrieb. Das Fahrwerk und die Verkleidungen waren an einem einteiligen “Rahmen” aus Aluminiumguss befestigt, der aus einer Motorhaube, den vorderen Windschutzscheibenpfeilern und den äußeren Schwellern bestand.
In der Theorie brillant, in der Herstellung teuer und zeitaufwendig: Hotchkiss ging bei der Produktion des H-G pleite, der mehr als doppelt so viel kostete wie der (kaum weniger anspruchsvolle) Citroën Traction 15CV. Zu allem Überfluss gefiel den Käufern auch noch das bauchige Styling des H-G nicht. Seine Form wurde von dem Aerodynamikprofessor Marcel Sédille so bestimmt, dass sie so glatt wie möglich war.
Da die Verkäufe der konventionellen Anjou-Limousine ins Stocken gerieten, hielt sich Hotchkiss mit Aufträgen für Nutz- und Militärfahrzeuge über Wasser, bis es schließlich
durch Fusionen in den heutigen Thales-Konzern integriert wurde.
5. Prismatische Seitenspiegel
In den frühen Neunzigern wurden Tausende von Worten über die prismatischen Seitenspiegel von de Montfort geschrieben – benannt nach der Universität in Leicestershire, die zu ihrer Entwicklung beigetragen hat (später wurde ein prismatischer Spiegel für den “toten Winkel” entwickelt, der mit dem de Montfort-Spiegel nichts zu tun hat).
Es handelte sich um ein rein mechanisches System (ohne die Kameratricks moderner Pendants), das bei der Anbringung an den Türen einen weitaus flacheren Querschnitt aufwies und so den Luftwiderstand verringerte; pro Seite wurde ein Sichtfenster in das Innere des Fahrzeugs verlegt, was die Ermüdung verringerte und gleichzeitig tote Winkel beseitigte.
Prismatische Seitenspiegel
Im selben Jahr schloss der deutsch-kanadische OEM-Teilehersteller Magna einen Lizenzvertrag mit de Montfort ab, um dessen Technologie zu nutzen. Seitdem haben die Gesetzgeber, insbesondere in den Vereinigten Staaten, die Fortschritte bei der Entwicklung von Seiten- und Rückspiegeln nur langsam anerkannt.
6. Plattenspieler im Auto
Musik im Auto war in den fünfziger Jahren eine phantastische Vorstellung; zumindest in den Vereinigten Staaten konnten Autofahrer Radio hören.
1956 hatte Chrysler jedoch eine Alternative: einen speziell entwickelten Plattenspieler mit einem Anti-Skate-Mechanismus, der das Überspringen von Schallplatten verhinderte.
Der Erfinder, CBS Laboratories, schloss einen Vertrag mit Chrysler, um Imperial, Chrysler, DeSoto, Dodge und Plymouth mit dem ‘Highway Hi-Fi’-Gerät auszustatten, das speziell dimensionierte 45-Minuten-Schallplatten aus dem CBS Columbia-Katalog abspielte. Garantieansprüche und Ausfälle waren keine Seltenheit. Nachdem die Käufer den Aufpreis für das Gerät bezahlt hatten, stellten sie bald fest, dass Schallplatten, die nicht mit ins Haus genommen und abgespielt werden konnten, zu lästig waren (außerdem gab es keine Rock’n’Roll-Veröffentlichungen zur Auswahl).
Plattenspieler im Auto
Als Highway Hi-Fi 1959 starb, war ein neues Gerät von RCA Victor, der AP-1, bereits 1960 einsatzbereit. Diese Box spielte RCA-kompatibles Vinyl mit 45 Umdrehungen pro Minute ab und warf die Platten anschließend selbst aus. Philips, das sich stark vom AP-1 inspirieren ließ, brachte ein Jahr später den Auto Mignon auf den Markt und begeisterte damit das europäische Publikum.
Sir Paul McCartney hatte ein Exemplar des letzteren in seinem Aston Martin DB4, aber wir bezweifeln, dass er mit dem starken Druck der Abtastnadel auf seine Schallplatten zufrieden gewesen wäre, der eine entscheidende Komponente des Anti-Skip-Mechanismus des Auto Mignon ist, um die Nadel in der Rille zu halten.
Die Vierspur-, Achtspur- und Mikrokassettengeräte (eine weitere Erfindung von Philips) haben mit dem Plattenspieler im Auto das gemacht, was die Klimaanlage mit dem Lincoln-Mercury Breezeway gemacht hat: billiger, robuster und vielseitiger.
7. Motorräder im Auto
Autos verursachen Staus, aber Motorräder können trotzdem durchkommen. Das ist die Essenz des Motorcompo von Honda aus dem Jahr 1981 – ein zusammenklappbares 49ccm-Motorrad-‘Zubehör’, das in den Kofferraum des gleichzeitig auf den Markt gebrachten City-Superminis. Das Motorcompo wurde von der Ska-Band Madness beworben und erschien häufig in Kōsuke Fujishimas Manga You’re Under Arrest (und später im Anime).
Honda war von seinem Park-and-Ride-ohne-Busse-Schema so überzeugt, dass es 10.000 Motocompo-Verkäufe pro Monat prognostizierte; in Wirklichkeit wurden innerhalb von zwei Jahren etwa 53.000 ausgeliefert. Das Konzept war zwar alles andere als neu, zumindest was die Mobilität betraf (in den letzten Jahren stellte Hondas Heritage Division das City-Motocompo-Duo mit einem historischen Denta-Generator als weitere Ikone der Mobilität aus), aber niemand sonst hat versucht, ein Auto mit einem Motorrad als Reserve zu verkaufen, das man in den Kofferraum schnallen konnte.
Der Z-Eco von Zagato aus dem Jahr 1992 kam dem noch am nächsten – ein umgebauter Fiat Cinquencento, dessen Kabine zur Hälfte in ein Tandemverdeck umgewandelt wurde und an dessen geteilter Karosserie in Längsrichtung ein Elektromotorrad montiert war.
Motorräder im Auto
Der Z-Eco von Zagato aus dem Jahr 1992 kam dem noch am nächsten – ein umgebauter Fiat Cinquencento, dessen Kabine zur Hälfte in ein Tandemverdeck umgewandelt wurde und an dessen geteilter Karosserie in Längsrichtung ein Elektromotorrad montiert war.
Nur wenige nutzten den Motorcompo für den vorgesehenen Zweck – er war zwar straßenzugelassen, aber sein 2,5-PS-Motor sorgte für eine Höchstgeschwindigkeit von etwa 50 km/h, je nachdem, wie viel Gyoza sein Fahrer am Vorabend gegessen hatte. Wie der Sinclair C5 war auch dieses Fahrzeug niedrig und anfällig für Bodenwellen, tiefe Pfützen und große Fahrzeuge.
Seine schiere Kühnheit machte ihn zu einem Kulthit unter den Revivalisten der Achtzigerjahre, die erkannten, dass er in die Laderäume der überlebenden leistungsstarken City Turbo IIs mit ihren weiten Bögen passte und so eine Nische besetzte. Die Werte schossen in die Höhe; Motorcompos werden heute für mehr verkauft als straßentaugliche Citys, es sei denn, es handelt sich um einen Turbo II.
Honda ist sich sehr wohl bewusst, was aus dem Motocompo geworden ist: 2011 stellte das Unternehmen einen faltbaren Elektroroller vor, der als ‘Motorcompo’ bekannt wurde, und neun Jahre später ließ es sich den Namen ‘Motorcompacto’ für die zukünftige Verwendung schützen.
8. Hayes Selfselector CVT
Bald darauf unterzeichnete er einen Lizenzvertrag mit Austin und Cloudsley Engineering in Großbritannien, um sein ‘Variable Speed Power Transmission’ weiterzuentwickeln.
Austin hatte die Exklusivrechte und bewarb das Getriebe als ‘eine Vereinfachung, keine Komplikation des Getriebes’ und fügte hinzu, dass ‘es alle Gänge (außer dem Rückwärtsgang) und alle Kupplungsvorgänge (außer beim Anfahren und Anhalten) überflüssig macht. Es gibt keinen Lärm; der Antrieb ist praktisch geräuschlos.
Der Hayes Selfselector wurde unter dem Slogan ‘Fahren vereinfacht – Schalten abgeschafft’ vermarktet und konnte ab 1933 für die ansonsten äußerlich identischen Austin 16 und 18 mit York- oder Westminster-Karosserie bestellt werden, wobei 1935 eine verbesserte (einfachere) Mk2-Version erschien. Es handelte sich um eine teure Option, die den Preis des Wagens um £40 (fast 3800 euros, inflationsbereinigt für 2024) erhöhte, und beim Anfahren und Anfahren musste immer noch eine Kupplung ein- und ausgekuppelt werden.
Hayes Selfselector CVT
Der hohe Preis, um hinter einem Hayes herzufahren, schreckte viele Käufer ab – und Fehler waren angesichts der engen Toleranzen und der speziellen ‘Drivex’-Flüssigkeit, die im Betrieb benötigt wurde, häufig. Das Hayes-Getriebe wurde noch vor dem Zweiten Weltkrieg ausgemustert.
Wenn es funktionierte, verbrauchten Autos mit Hayes-Getriebe jedoch weniger Kraftstoff als ihre handgeschalteten Brüder. Trotz hartnäckiger Gerüchte, dass General Motors versuchte, die Lizenz zu kaufen, entwickelte Perbury Engineering das CVT-Getriebe für den Einsatz in Autos weiter, gefolgt von Leyland Truck and Bus, dessen Abteilung Advanced Technology auf der Suche nach einer besseren Kraftstoffersparnis eine Einheit mit Hayes-Prinzipien in ein experimentelles National-Bus-Fahrgestell einbaute.
Der 1984 fertiggestellte Motor wurde mit der Fusion des Unternehmens mit Volvo Bus 1987/8 nicht mehr finanziert und blieb ein Einzelstück.
9. Miller Cycle-Motoren
Saugen, quetschen, knallen – blasen. Der Viertakt-Otto-Zyklus ist seit mehr als 100 Jahren die Grundlage der Verbrennung, aber 1957 modifizierte Ralph Miller ihn, um mehr Wirtschaftlichkeit zu erreichen.
Wenn das Einlassventil länger geöffnet bleibt, wird der Verdichtungstakt effizienter, vorausgesetzt, die überschüssige Luft kann durch einen Kompressor gespült (ersetzt) werden.
Genau das hat Mazda bei seinem Xedos 9 Miller Cycle verwendet. Trotz seines Gewichts, des Automatikgetriebes und des 210 PS starken 2,3-Liter-V6-Motors war der Kraftstoffverbrauch für die damalige Zeit beeindruckend (9.4 l/100 km). Limousinen waren damals nicht für ihre Sparsamkeit bekannt; angesichts des Sprithungers der zeitgenössischen Rotary-Fahrzeuge war der Xedos 9 Miller Cycle eine willkommene Ergänzung der Mazda-Palette.
Miller Cycle-Motoren
Mazda hat die Miller-Prinzipien zwar nie wieder bei einem V6-Motor verwendet, dafür aber bei späteren Viertaktmotoren in seiner SkyActiv-Motorenreihe mit Direkteinspritzung, zunächst als 1,3-Liter-Motor für den Kleinwagen Demio (Mazda 2) im Jahr 2007 auf dem japanischen Markt und später als SkyActiv-G für den weltweiten Einsatz ab 2012.
Drei Jahre später wendete der Volkswagen Konzern die Miller-Prinzipien auch auf seine Vierzylinder-TFSI-Motoren an, da er von den gleichen Kraftstoffeinsparungen überzeugt war. Wie der so genannte ‘fünfte Takt’ hat auch der Miller Cycle-Motor seine Wirkung nicht verfehlt.
10. Magerverbrennungsmotoren
Die Anforderungen an Katalysatoren – und die immer strengeren Emissionsvorschriften für NOx – sorgten dafür, dass die Magerverbrennungsmotoren bis 2006 vom Markt verschwunden waren, aber jahrzehntelang galten sie als eine Möglichkeit, den Kraftstoffverbrauch zu senken. Chrysler, Ford, Honda, Mitsubishi, Honda und Toyota haben alle verschiedene Versuche mit Magerverbrennungsmotoren unternommen, mit unterschiedlichen Ergebnissen (und Kraftstoffeinsparungen).
Das ideale Luft-Kraftstoff-Verhältnis beträgt 14,7:1 – d.h. für jedes Gramm Kraftstoff werden 14,7 Gramm Kraftstoff benötigt. Die Zugabe von mehr Luft macht das Gemisch magerer, was zu einer schwächeren oder ‘magereren’ Verbrennung bei niedrigen Geschwindigkeiten oder bei Teillast führt und den Kraftstoffverbrauch verbessert. Eine Möglichkeit, dieses Ziel zu erreichen, besteht darin, ein ideales Gemisch in der Nähe der Zündkerze und ein schwächeres Gemisch an anderer Stelle im Topf zu haben, das anschließend ‘angezündet’ werden kann.
Ford arbeitete an der ‘Verwirbelung’ und der Brennraumform, die bei der ‘Magerverbrennung’ in seinem Canted Valve Hemispherical (CVH)-Motor hilft, sowohl in ‘echter’ US-amerikanischer als auch in europäischer Ausführung. Honda, das die Technologie der Schichtladungsmotoren mit seinem Compound Vortex Controlled Combustion (CVCC)-Motor weiterentwickelt hatte, gab sie für sein Programm der computergesteuerten Kraftstoffeinspritzung (PGM-FI) auf.
Das CVCC-Aggregat wurde hergestellt, um die Abgasnormen ohne Katalysator zu erfüllen: Die Ingenieure argumentierten, dass Motoren mit Katalysator mehr Kraftstoff verbrauchten und daher mehr C02 produzierten.
Magerverbrennungsmotoren
Als sich der Schwerpunkt der Gesetzgebung zunehmend auf die Reduzierung der NOx-Emissionen verlagerte, entwickelte Honda später Magerverbrennungsmotoren mit sensorgesteuerten Breitband-Kraftstoffeinspritzsystemen. Ein solches Aggregat, der 1,0-Liter-ECA-‘Triple’, verhalf dem Insight-Hybrid der ersten Generation von 1999 zu bis dahin unerreichten Verbrauchswerten.
Toyotas Carina E bot den europäischen Autofahrern ab 1993 einen Magerverbrennungsmotor; sein 1,6-Liter 4A-FE wurde aufgrund geänderter Emissionsvorschriften aus der EWG vertrieben, lebte aber auf anderen Märkten (und in Form des 1,8-Liter 7A-FE) bis 2002 weiter.
Mitsubishi experimentierte mit Magerverbrennungsmotoren und Direkteinspritzung in seinen Gasoline Direct Injection (GDI)-Einheiten. Die speziellen Katalysatoren, die in verschiedenen Carismas, Galants und Volvo S/V40, die im Rahmen des Nedcar-Programms produziert wurden, eingebaut wurden, reagierten empfindlich auf schwefelhaltige Kraftstoffe und 10-prozentiges Ethanol-Benzin (E10).
