Riemengetriebene Stopp-Start-Systeme: Seitliche Spannrolle und andere Innovationen

Erinnern Sie sich noch, als Sie früher an einer roten Ampel oder im Stau Ihren Motor abstellen mussten, um Kraftstoff zu sparen? Das Gefühl, unserem Planeten etwas Gutes zu tun, war einfach wunderbar – und ist es natürlich immer noch. Zum Glück ist es heute einfacher denn je, etwas für die Umwelt zu tun. Schließlich ist es den Automobilherstellern gelungen, das Abstellen und Starten zu automatisieren. Das war eine deutliche Verbesserung, aber anfangs wurde der Motorstart von einem Startklappern begleitet. Im nächsten Schritt wurde die Startzeit reduziert. Dadurch stieg der Fahrkomfort zwar weiter, aber ein störendes Geräusch blieb. Möchten Sie erfahren, warum das bei modernen Stopp-Start-Systemen nicht mehr der Fall ist und was das mit Gates zu tun hat? Lesen Sie weiter und finden Sie es heraus!

 

2003 brachte Gates sein erstes riemengetriebenes Stopp-Start-System auf den Markt. Die Innovation basierte auf der Idee, dass Generatoren und Elektromotoren gar nicht so unterschiedlich sind. Der eine wird mechanisch angetrieben und liefert elektrische Energie (der Generator), während der andere elektrische Ladung aufnimmt und in mechanische Bewegung umwandelt (der Elektromotor). Ingenieure erkannten, dass ein Generator mit nur einer kleinen Modifikation tatsächlich beide Funktionen erfüllen kann. Warum also den Generator nicht als Motor verwenden? Da der Keilrippenriemen ohnehin alles verbindet, kann er einfach zur Kraftübertragung eingesetzt werden! 

 

Beim ersten riemengetriebenen Stopp-Start-System von Gates startete der Motor der Generator/Motor-Einheit, jetzt Starter-Generator mit Riemenantrieb genannt, den Motor. Dank des besseren Übersetzungsverhältnisses zwischen Generator/Motor-Einheit und Kurbelscheibe im Vergleich zum konventionellen Anlasser startete der Motor viel schneller. Es dauerte weniger als 0,3 Sekunden, um den Motor über die übliche erste Zünddrehzahl von rund 300 U/min. auf fast Leerlaufdrehzahl hochzuziehen. Außerdem war der Start für den Fahrer durch die Geräuschreduzierung kaum noch zu bemerken. 

 

Warum also den Generator nicht im normalen Betrieb einsetzen? Wenn Sie das Auto beschleunigen möchten, arbeiten beide Motoren, um für mehr Leistung zu sorgen. Außerdem verschwenden Sie beim Abbremsen des Autos keine wertvolle Energie mehr. Beides wird heute durch die Modi „Boost“ und „Rückgewinnung“ erreicht, wodurch Umweltverschmutzung und Kraftstoffverbrauch reduziert werden.

 

Bei riemengetriebenen Stopp-Start-Systemen wird der Riemen erstmals von wechselnden Seiten gezogen. Denn schließlich starten Sie über den Anlasser von der Kurbelwelle aus, aber wenn der Stopp-Start-Modus aktiviert ist, starten Sie über die Generatorscheibe. Nun wechselt also die gespannte und lockere Seite des Riemens. Daher war es für ein einzelnes Spannsystem schwierig, die Kraftfluktuation zu kontrollieren. In den Jahren 2007 und 2008 war die Idee, einfach zwei Spannrollen zu verwenden, aber diese Lösung hatte einige Nachteile. Sie brauchte nicht nur Platz. Auch mussten die Automobilhersteller zwei unterschiedliche Ausführungen für denselben Motor entwickeln, da die Version mit dem Stopp-Start-System zusätzliche Schraubpunkte erforderte. Außerdem war bekannt, dass die direkte physische Interaktion beider Spannrollen das erforderliche Spannungsniveau im Riemen reduzieren würde, um Reibungsverlust und Schlupf des Steuerriemens zu verringern. 

 

 

Heute bieten die Spannrollen an Motoren Funktionsmodi wie Boost, Rückgewinnung, Start und Erzeugung über die vorderen und die Nebenantriebsriemen. Die seitliche Spannrolle wird an der Lichtmaschine/dem Generator montiert. Sie steuert den Starter-Generator mit Riemenantrieb über zwei separate Riemenscheiben, die sich nicht unabhängig voneinander bewegen. Dies garantiert eine optimale Riemenspannung bei minimaler Lagerbelastung, was zu weniger Verschleiß im System und damit einer langen Lebensdauer der Antriebskomponenten führt.

 

Einige Varianten:

 

 

 

Natürlich wird der Keilrippenriemen durch all diese neuen Technologien viel stärker beansprucht: Riemen für Fahrzeuge mit riemengetriebenen Stopp-Start-Systemen unterliegen erheblichen dynamischen Belastungen und Vibrationsbelastungen. Heute liefert der Elektromotor auf einer winzigen Riemenscheibe bis zu 80 Nm, was zu bis zu zehnmal höheren Scherkräften im Bereich der Rippen führt. Auch hier fand ein Entwicklungssprung statt, um exzellenten Widerstand zu bieten und mit den Anforderungen Schritt zu halten. Da die Verwendung der üblichen Standardriemen zum Ausfall führen würde, hat Gates den speziellen Riemen Micro-V^® E-Start^™ entwickelt. Dieser Riemen verfügt über einen Aramid-basierten Zugstrang, der die Zugfestigkeit erhöht. Darüber hinaus ist der Micro-V^® E-Start^™-Riemen mit einem speziellen Gummiwerkstoff ausgestattet, der die erforderliche Riemenstabilität gewährleistet. 

 

 

Den richtigen Riemen für Ihr Fahrzeug finden Sie im Onlinekatalog Gatesautocat oder in der mobilen App von Gates.