Start-Stopp-Systeme: Sparen beim Stehen

Start-Stopp-Systeme, die bei Fahrzeugen im Stand den Motor abschalten und zum Anfahren sofort wieder starten, leisten einen wichtigen Beitrag zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und zur Senkung der C02-Emissionen. Noch begegnen freilich viele Fahrer dem automatischen Stoppen und Starten mit Vorbehalt. Doch bis 2020 sollen die Systeme zum Fahrzeugstandard gehören. Vor allem in den USA, wo 95 Prozent aller Fahrzeuge mit einem automatischen Getriebe ausgestattet sind, werden neue Techniken erforderlich sein, wie sie beispielsweise Automobilzulieferer Schaeffler aus Herzogenaurach entwickelt hat.

Noch streiten die Gelehrten, welches Einsparungspotential Start-Stopp-Systeme konkret aufweisen. Der ADAC schätzt das Potential auf zwei bis drei Prozent, Siemens hat bei Versuchsfahrten vier bis sieben Prozent ermittelt. Vor allem im Stadtverkehr mit seinen vielen Ampelstopps und in Staus sind die Sparmöglichkeiten der Start-Stopp-Systeme noch lange nicht ausgeschöpft. Alleine in den Staus auf deutschen Straßen verpuffen [foto id=“476744″ size=“small“ position=“left“]jährlich bis zu zwölf Milliarden Liter Benzin und Diesel. Eine unvorstellbare Menge, für deren Transport 30 000 Tankfahrzeuge mit jeweils 40 000 Liter Ladekapazität erforderlich sind.

Bereits beim ersten Start-Stopp-System, das Mitte der Siebziger Toyota für seine Mittelklasse-Limousine Crown entwickelt hatte, lag das Einsparpotential beim Verbrauch im Stadtverkehr von Tokio bei zehn Prozent. Bemühungen einzelner Autohersteller in den Achtzigern und Neunzigern, Start-Stopp-Systeme zu etablieren – wie Fiat mit dem Regata „ES“ oder Volkswagen mit dem Golf „Ecomatic“- scheiterten sowohl an der ausbleibenden Kundenakzeptanz, als auch am fehlenden Druck entsprechend hoher Kraftstoffpreise; von nicht absehbaren Grenzwerte für CO2-Emissionen ganz abgesehen.

Die fehlende Kundenakzeptanz fokussierte sich vor allem auf die Zuverlässigkeit der Systeme. Fragen nach der Schädlichkeit für den Motor und den Verschleiß der Batterie können die Anbieter der Systeme zwar vorbehaltlos verneinen, doch noch ist Aufklärungsarbeit und Werbung für das technische Spritspar-Konzept erforderlich. Bis 2020, so die Spezialisten bei Schaeffler, werden Start-Stopp-Systeme bei Neuwagen zur Standardausstattung gehören wie ABS oder elektronische Stabilisierungsprogramme (ESP). Für die Entwickler der Systeme formuliert gerade der amerikanische Markt neue Herausforderungen. Denn dort sind bereits heute rund 95 Prozent aller Pkw mit automatischen Getrieben ausgestattet. [foto id=“476745″ size=“small“ position=“right“]Das entsprechende Start-Stopp-System muss dabei nicht nur das reine Abstellen des Motors nach dem Stillstand des Fahrzeugs und das Anlassen vor dem Anfahren berücksichtigen, sondern die mit den Systemen häufig verbundenen Qualitätseinbußen beim Anfahren kompensieren.

Aktuelle Start-Stopp-Lösungen basieren auf einem Konzept mit sogenannten „Multifunktions-Drehmomentwandlern“. Sie entkoppeln Motor und Getriebe beim Neustart. Das ermöglicht das Abschalten des Motors beim Fahren im Leerlauf, um die Dauer des Fahrens mit abgeschaltetem Motor zu verlängern. Bislang kommen üblicherweise elektrisch betriebene Pumpen und Akkumulatoren zum Einsatz, um den prompten Neustart auch nach Verlust des Betätigungsdrucks der Ölpumpe sicherzustellen, deren Funktion ja vom laufenden Motor abhängig ist. Mit Blick auf Kosten, Nutzen und Bauraum sind solche Lösungen durchaus verbesserungsfähig.

Eine technisch elegante und wirksame Lösung bietet ein Druckspeicherventil, das Schaeffler entwickelt hat. Dabei handelt es sich um ein Ventil, das einen hydraulischen Druckimpuls vor dem Motorstopp aktiviert. Das Bauelement speichert eine kleine Menge Öl in einem Schaltelement des Getriebes für den folgenden Anfahrvorgang, um ein schnelleres Schließen der Kraftübertragung und damit das erforderliche [foto id=“476746″ size=“small“ position=“left“]Beschleunigungsvermögen des Fahrzeugs zu unterstützen. Da das Signal hydraulisch erfolgt, entfallen Verkabelung und Steckverbindung.

Für den schnellen und komfortablen Neustart des Motors eines Automatikfahrzeugs mit Start-Stopp-Funktion haben die Herzogenauracher ebenfalls eine eigene Lösung entwickelt. Dabei ist ein permanent angebundener Starter mit einem sogenannten „Schwingfeder-Freilauf“ in das Gehäuse des Drehmomentwandlers integriert, der den Wandler umgibt. Mit dem Freilauf lässt sich der Drehmomentwandler beim Betätigen des Anlassers komfortabel einkuppeln. Dieses System ermöglicht zudem die Funktion des „Segelns“ – das Fahren bei höheren Geschwindigkeiten mit entkoppeltem Antriebsstrang und abgeschaltetem Motor, wenn der Fahrer den Fuß vom Gas genommen hat. Da der Starter bei laufendem Motor entkoppelt ist und stillsteht, entsteht auch entsprechend wenig Verschleiß.

Womit auf jeden Fall ein stabiles Vorurteil gegen Start-Stopp-Systeme widerlegt ist.