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.

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. Diese Definition schließt auch motorisierte Zweiräder mit ein, jedoch wird das Wort im Allgemeinen Sprachgebrauch meist ausschließlich für mehrspurige Fahrzeuge verwendet.

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 Autositz, 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)

Datei:FordT.JPG

Ford T 1909

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.

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 im tiefen Drehzahlbereich und Überlastfähigkeit ausspielen kann. Andere Betriebsarten bei diesen Wagen sind reiner Elektroantrieb oder Zuschaltung des Ottomotors bei hohen Leistungsbedarf (siehe auch Toyota Prius und Honda).

Autos mit Solarzellen und optionalem Pedalantrieb sind bisher rein experimentell.

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

Bedeutung des Automobils

Relativ zu anderen Verkehrsmitteln bietet das Automobil folgende Vorteile:

Mobilität: Das Automobil bietet eine große Reichweite bei gleichzeitig hoher Verfügbarkeit.
Warentransport: Waren können leicht (in Geschäfte und Haushalte) feinverteilt werden.
Im Rettungsdienst sowie bei Noteinsätzen von Polizei und Feuerwehr ermöglichen Autos schnelle Erreichbarkeit der Ziele
Behinderte Menschen haben die Möglichkeit der individuellen Fortbewegung

Kritik

Auf Grund der negativen Erscheinungen, die der Bau und der Betrieb von Automobilen, wie auch bei allen anderen industriell hergestellten Gütern mit sich bringt, stufen Kritiker das Automobil als Risiko für Mensch und Umwelt ein.

Unfälle: Laut WHO sterben jährlich mehr als 1,2 Millionen Menschen an den Folgen von Verkehrsunfällen, in die Automobile verwickelt sind.
Toxizität: Die große Anzahl von Verbrennungsmaschinen reduziert die Luftqualität.
- Dieselruß gilt als krebserregend (karzinogen). Über Art und Umfang der Bedrohung gehen die einzelnen Studien weit auseinander.
- Benzin enhält bis zu 1% Benzol (Grenzwert seit 2001), das als krebserregend und knochenmarkschädigend gilt, akute Vergiftungen äussern sich über Symptome am zentralen Nervensystem.
Klimaerwärmung: Mit fossiler Energie betriebene Automobile produzieren große Mengen des Treibhausgases CO₂.
Flächenverbrauch und Bodenversiegelung für Straßen, Autobahnen und Parkplätze.
Lärmemission: Nach Studien des Umweltbundesamtes gibt es einen klaren Zusammenhang zwischen Verkehrslärm an Straßen und Herz-Kreislauf-Erkrankungen.
Ressourcenverbrauch
- Etwa ein Drittel der von einem Automobil benötigten Energie wird zur Herstellung (inkl. Rohstoffgewinnung) benötigt. Umweltschützer fordern daher, eine Gesamtenergiebilanz anzugeben.
- Die anderen beiden Drittel entfallen auf den Treibstoffverbrauch während des Betriebes. Der endliche Rohstoff Erdöl, dessen Alternativen bisher nur wenig genutzt werden, sorgt für politische Spannungen. Mehr als die Hälfte des globalen Erdölverbrauchs entfällt auf Benzin- und Dieselkraftstoff, wovon der Großteil im Straßenverkehr verbraucht wird. 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.
- Bei der Herstellung eines Automobils werden beispielsweise 226.000 Liter Wasser benötigt (Quelle:Spiegel Special 11/1998).
- Die Gewinnung der Rohstoffe für den Bau findet teilweise unter ökologisch problematischen Bedingungen statt. Siehe hierzu unter anderem Bauxit (Rohstoff für Aluminium).

Kritiker des Automobils

Frederic Vester (Bücher Ausfahrt Zukunft, Crashtest Mobilität)
Heathcote Williams ("Auto Geddon")

Sicherheit

Die Sicherheit von Kraftfahrzeugen kann durch organisatorische, konstruktive oder persönliche 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

Persönliche Maßnahmen, wie defensives Fahren, konkretes Einhalten der Verkehrsvorschriften oder Training der Fahrzeugbeherrschung, wie bei einem Fahrsicherheitstraining.

Entwicklungstendenzen

Verschiedene Entwicklungstendenzen lassen sich derzeit beobachten. So wird zum Beispiel die Integration der Informationselektronik verstärkt betrieben (Navigationssysteme, Unterhaltungsmedien für Mitfahrer, usw.). Hauptthema ist auch die weitere Verbrauchssenkung. Die technsichen Fortschritte auf dem Gebiet der Motorentechnik und des Leichtbaus werden jedoch zum Teil durch zusätzliche Komfort- und Sicherheitsausstattungen, sowie höhere Motorisierungen der Fahrzeuge wieder wett gemacht.

Die wesentlichen Inovationen der Fahrzeugtechnik betreffen folgende Themenbereiche