Leise und emissionsfrei

Maschinenelemente

Radnabenmotoren – Durch die Innenstädte zieht heute eine laute und unaufhörliche Karawane von Linienbussen. Geräuscharme und saubere elektrische Radnabenantriebe schaffen Abhilfe und bieten den Fahrgästen darüber hinaus ruckelfreien Fahrbetrieb.

27. August 2012

Leise Busse, die nicht stinken, sind ganz bestimmt ein Traum aller Stadtbewohner. Dieser kann jetzt in Erfüllung gehen und zwar mit elektrischen Radnabenantrieben wie sie Ziehl-Abegg mit dem ZAwheel entwickelt hat. Das Unternehmen sei dabei weit über den Prototypenstatus hinaus, sagt Entwicklungsingenieur Ralf Arnold. »Was andere nur als Studie haben, ist bei uns in mehreren Buslinien täglich rund um die Uhr im Einsatz.« Ziehl-Abegg konzentriert sich mit seinen Antrieben auf Nutzfahrzeuge. »Dort sind die Anforderungen aber deutlich höher, Müllfahrzeuge zum Beispiel müssen immer wieder anfahren und anhalten«, erklärt Arnold.

Es ist nicht damit getan, die Dieselmaschine im Bus einfach gegen einen Elektromotor zu tauschen, denn beim Antrieb der Räder über Getriebe, Differenzial und Achsen geht viel Energie verloren. »Allein das Getriebe frisst vier bis sechs Prozent der Leistung«, erklärt Ralf Arnold. Darum setzt Ziehl-Abegg auf Radnabenmotoren, die schonender fahren und zudem viel weniger Sprit verbrauchen. Arnold veranschaulicht: »Ein normaler Bus fährt mit einem Liter Diesel zwei Kilometer, mit unserem Radnabenantrieb ZAwheel sind es 4,5 Kilometer.«

Ein kleiner Dieselmotor lädt die Batterien im Bedarfsfall auf, ein Range Extender hält den Motor dabei stets im optimalen Drehzahlbereich. Statt eines 200-Kilowatt-Motors reicht einer mit 35 Kilowatt aus, um die Batterien aufzuladen. Dadurch wird der Omnibus unabhängiger von Ladestationen.

Darüber hinaus speist Ziehl-Abegg die Bremsenergie in die Batterien oder Kondensatoren zurück. Außerdem hat der Radnabenmotor eine höhere Effizienz, weil das Drehmoment genau dort ansetzt, wo es gebraucht wird – direkt am Rad. Damit liegt die Effizienz bei 90 Prozent, statt bei 43 Prozent eines normalen Dieselantriebs.

Mittlerweile sind die Radnabenmotoren von Ziehl-Abegg auf zahlreichen Linien unterwegs, ein mehrjähriger Praxisbetrieb belegt, dass die Technik ausgereift ist.

In Umea in Nordschweden fahren Busse zwischen Flughafen und Innenstadt und werden an den Haltestationen über Oberleitungskontakte geladen. In Rotterdam haben sich Verkehrsunternehmen und eine örtliche Klimastiftung mit der Hochschule zusammengetan, um zwei Busse auf die Linie zu schicken. Sinkt dort die Batterieladung unter 10 Prozent, springt ein kleiner Dieselgenerator an, der den Ladezustand auf 25 Prozent anhebt. Die Batterie wird nachts mit Wasserkraftstrom aus Norwegen geladen. Die beiden eingesetzten Radnabenmotoren von Ziehl-Abegg sind Außenläufermotoren mit 178 Kilowatt, der Rotor hat einen Durchmesser von 525 und eine Länge von 515 Millimetern.

Momentan rüstet Ziehl-Abegg noch keine Neufahrzeuge aus. Geht der Motor aber in Serie, wird er sich nach zwei Jahren amortisieren, bei einer Nutzungsdauer von mindestens 15 Jahren sparen die Betreiber so enorme Kosten. »Außerdem nützt die Mehrausgabe Natur und Mensch und ist somit sinnvoll investiert«, ergänzt Ralf Arnold.

Auf einen Blick

Der ZAwheel

-Radnabenmotor als Neuentwicklung der eigens gegründeten Ziehl-Abegg Automotive GmbH.

-Einsatz vor allem in Bussen, der ZAwheel wurde auf zahlreichen Linien in der Praxis getestet.

-Wirkungsgrad mit Rückspeisung von Bremsenergie bei 90 Prozent.

-Amortisierung bereits nach zwei Jahren.

Erschienen in Ausgabe: 02/2012