Wellenstrom
Der Zulieferer ZF kündigt einen aktiven Stoßdämpfer an, der seine Dämpfungseigenschaften dem Untergrund und der Fahrweise mithilfe einer elektrisch angetriebenen Hydraulikpumpe anpassen soll. Umgekehrt kann sie aus den Fahrwerksbewegungen Strom erzeugen
Friedrichshafen, 9. September 2013 – Der Zulieferer ZF kündigt einen aktiven Stoßdämpfer an, mit dem er dem alten Zielkonflikt zwischen Fahrkomfort und Fahrdynamik begegnen will. Er soll seine Dämpfungseigenschaften dem Untergrund und der Fahrweise mithilfe einer elektrisch angetriebenen Hydraulikpumpe anpassen. Laut Pressemitteilung kann diese Pumpe den Dämpfer durch eine aktive Steuerung des Ölflusses in einem weiten Bereich zwischen schwacher Dämpfung für guten Komfort und starker Dämpfung für hohe Fahrdynamik einstellen. Das ist noch nichts weltbewegend Neues: Bisher benutzte man anstelle einer Pumpe regel- oder schaltbare Ventile oder setzte auf in der Zähigkeit magnetisch beeinflussbares Dämpferöl wie in MagneRide.
Energy Harvesting wie im Gezeitenkraftwerk
Die Innovation der von ZF und dem amerikanischen Zulieferer Levant Power gemeinsam betriebenen Entwicklung besteht in zwei Zusatznutzen der Ölpumpe am Dämpfer. Der eine ist eine aktive Eingriffsmöglichkeit in die Radaufhängung, um die Kraft der Federung radweise zu variieren. Damit können in bestimmten Grenzen unerwünschte Rad- oder Aufbaubewegungen nicht nur unterdrückt sondern sogar von vorneherein verhindert werden. Der zweite erwünschte Nebeneffekt: Die Pumpe kann vom ständig wechselseitig durchströmenden Dämpferöl angetrieben werden und damit aus den Fahrwerksbewegungen Strom erzeugen. Energy Harvesting von der Straße also. ZF schreibt: „Am stärksten ist dieser Effekt, wenn das Fahrzeug auf schlechten Landstraßen unterwegs ist“. Das verwundert weniger als die Tatsache, dass laut ZF GenShock damit der "erste rekuperationsfähige Stoßdämpfer der Welt" sein soll.
Wellenstrom (3 Bilder)
(Bild: ZF)
Denn bereits das seit 2004 serienreife aktive Bose-Fahrwerk kann die Bewegungsenergie der Räder wieder in Strom umwandeln. Durchaus noch viel konsequenter setzt es statt elektrifizierter Öl-Dämpfer plus Federung Linearmotoren als Dämpfer- und Federersatz ein, während ZF und Levant ja lediglich einen aktiven Dämfer entwickeln.
Bose schreibt: „Am Ende des Schlaglochs arbeitet der Motor als Generator und speist Energie zurück. Damit benötigt die Aufhängung weniger als ein Drittel des Stroms einer üblichen Klimaanlage.” Zwischengespeichert wird diese Energie verlustarm in Hochleistungskondensatoren. Keineswegs aber kann das Fahrwerk des am 12 Juli verstorbenen Wissenschaftlers und Hifi-Pionier Dr. Amar Bose einen Überschuss an Strom aus schlechten Straßen gewinnen.
Krafteinleitung kostet Energie
Das würde auch beim GenShock verwundern. Denn auch er will ja nicht nur die Schwingungen mal mehr, mal weniger stark dämpfen, sondern auch Kräfte aktiv ins Fahrwerk einleiten, um die Fahreigenschaften weiter zu verbessern. Laut ZF sollen sich „Nickbewegungen der Karosserie bei abrupten Bremsmanövern und Wankbewegungen beim schnellen Ausweichen sich nahezu gänzlich eliminieren lassen. Außerdem ist die Technologie fähig, jedes einzelne Rad aktiv anzuheben“.
Angesichts zweier Tonnen bewegter Masse ist dazu eine Menge Energie erforderlich, von der man nur einen Teil zurückgewinnen kann. Wie viel, ist zwar eine Frage der Auslegung der bei aktiven Fahrwerken durchaus anspruchsvollen Regelung. Sollte ZF aber einen nennenswerten Effekt seiner aktiven Dämpfung anstreben, wird es wohl ein Unternullsummenspiel werden. Immerhin steht der Stromgewinn in Zusammenhang mit dem Dämpfungsaufwand: Je dynamischer die Fahrweise und je schlechter die Straße, desto mehr Energie wird erzeugt – und auch verbraucht. Interessant ist der Ansatz als potenzielle Nachrüstlösung mit integrierter Sensorik (üblicherweise für Lage und Beschleunigung) und Steuerung anstelle serienmäßiger Dämpfer. Dass man auch damit die Möglichkeiten begrenzt, zeigt Daimler als zur Zeit einziger Hersteller bei seiner „Magic Body Control“. Ihr Steuergerät für die aktive Radaufhängung wird zusätzlich mit Informationen über die vorausliegende Fahrbahnbeschaffenheit gefüttert. (fpi)