Damit hast du jetzt bestimmt nicht gerechnet: Das Wort „Nachhaltigkeit” stammt ursprünglich aus der Forstwirtschaft des 17. Jahrhunderts. Damals ging es um den Gedanken, dass nicht mehr Bäume gefällt werden sollten, als nachwachsen können. Wenn man alles auf einmal abholzt, gibt es gar keinen Wald mehr – wenn man jedoch immer nur eine bestimmte Menge der Bäume fällt, bleibt der Wald als solches erhalten. So haben auch folgende Generationen noch Holz für ihren Verbrauch zur Verfügung. 

Klingt einleuchtend, oder? Wenn man genauer darüber nachdenkt, trifft das nicht nur auf Holz zu, sondern auf andere Ressourcen genauso. Nachhaltigkeit bedeutet also im weitesten Sinne, die Zukunft der Erde im Blick zu haben und dafür zu sorgen, dass man nicht alle Ressourcen bereits in der Gegenwart aufbraucht.

Alltag & Co.: Nachhaltigkeit im Kleinen

Der verantwortungsvolle Umgang mit Ressourcen kann gut auf weitere Bereiche des täglichen Lebens übertragen werden. Ein anderer Aspekt ist die Art, wie wir Menschen generell leben. Wie viel Müll hinterlassen wir? Werfen wir einen Gebrauchsgegenstand sofort weg und kaufen etwas Neues – oder verwenden wir ihn möglichst lange?

Auch in deinem persönlichen Alltag lohnt es sich, darüber nachzudenken, wie du nachhaltig leben kannst. Das betrifft nicht nur Gegenstände. Kein Wasser zu verschwenden, ist eine Art, in deinem Alltag auf Nachhaltigkeit zu achten – also zum Beispiel beim Zähneputzen das Wasser nicht die ganze Zeit laufen zu lassen, sondern erst dann aufzudrehen, wenn du es brauchst. Wenn du dein Taschengeld sofort ausgibst, nachdem du es bekommen hast, ist es weg. Wenn du etwas davon zur Seite legst, hast du auch im kommenden Monat noch etwas davon – du bist also nachhaltig mit deinem Taschengeld umgegangen.

Politik & Co.: Nachhaltigkeit im Großen

Wenn du selbst nachhaltig mit deinem Taschengeld umgehst oder deine Klamotten nicht bereits nach dem zweiten Tragen wegwirfst, ist das zwar nachhaltig, aber nur für dich im Privaten. Damit beim Verbrauch von Ressourcen wirklich Rücksicht auf nachfolgende Generationen genommen werden kann, müssen große Entscheidungen getroffen werden. 

So beratschlagen sich zum Beispiel Politikerinnen und Politiker aus der ganzen Welt regelmäßig darüber, wie man Nachhaltigkeit gestalten und zum Beispiel die Umwelt besser schützen kann. Es gibt gemeinnützige Organisationen, die in einem bestimmten Bereich für mehr Nachhaltigkeit arbeiten, zum Beispiel Landwirtschaft. Und auch große Firmen und Unternehmen achten darauf, wie sie Produktion nachhaltig umsetzen und ihrer Verantwortung für die Gesellschaft gerecht werden.

Hybrid, Brennstoffzelle und mehr: Nachhaltigkeit im Bereich Automobil

Eine dieser großen Firmen ist Daimler, wozu Genius ja ebenfalls gehört. Auch beim Bau von Autos wird auf Nachhaltigkeit geachtet. So entwickelt Daimler Lösungen für alternative Antriebe regelmäßig weiter – wie zum Beispiel Hybrid-Fahrzeuge oder Forschung an der Brennstoffzelle. Hierzu war Kinderreporterin Emma sogar schon von Daimler-Ingenieurin Leoni Pretzel in die „Verfahrensentwicklung”  eingeladen worden. Dort hat ihr Leoni gezeigt, wie so eine Brennstoffzelle funktioniert und warum das für mehr Nachhaltigkeit sorgt.

Aber auch Themen wie Klimaschutz und Luftreinhaltung, wie unsere Städte lebenswert gestaltet werden können, sodass sich alle wohlfühlen, und wie der Verkehr noch sicherer werden kann, gehören für Daimler dazu. Themen, von denen langfristig alle etwas haben, auch deine Familie und du.

Beitragsfoto: Daimler AG

Warum ist Licht so wichtig? 

Auch wenn das Auto die Scheinwerfer zum Fahren selbst nicht braucht, sind sie trotzdem essentiell fürs Autofahren. Eine gute Beleuchtung senkt das Unfallrisiko bei Nacht enorm. Andreas Hauser, im Mercedes-Benz Technology Center in Sindelfingen, kurz MTC genannt, an der Scheinwerfererprobung arbeitet, erklärt, warum das so ist: „Generell ist es schwieriger, bei Nacht Auto zu fahren, einfach weil man weniger sieht.”

Das bedeutet, dass Straßenschilder und mögliche Gefahrenquellen genauso von der Dunkelheit verschluckt werden wie Fußgänger oder Tiere auf der Straße. Das wäre gefährlich, die nicht rechtzeitig zu sehen. Eine gute Beleuchtung wirkt hier entgegen und macht das Fahren nicht nur für Menschen hinterm Steuer, sondern auch für alle anderen Verkehrsteilnehmenden viel sicherer. Zudem geht es nicht nur darum, selbst beim Autofahren in der Dunkelheit gut zu sehen – sondern auch von anderen gut gesehen zu werden, und das rechtzeitig.

Aber wie wird eine optimale Beleuchtung eigentlich erreicht? Ganz einfach: durch Tests, Tests und noch mehr Tests. Auf dem Testgelände in Sindelfingen wurden früher sämtliche Scheinwerfer in Autos auf Teststrecken ausprobiert und weiterentwickelt, ehe sie in die Produktion gingen. Heute geht das Ganze auch, ohne direkt auf die Straße zu müssen. Und zwar dank dem Nachtfahrsimulator, mit dem Andreas Hauser und seine Kolleginnen und Kollegen regelmäßig arbeiten.

Was ist der Nachtfahrsimulator genau?

Der Nachtfahrsimulator besteht aus mehreren Teilen. In einem komplett abgedunkelten Raum steht die vordere Hälfte eines Autos als Testfahrzeug. Dieses Auto enthält all die Technik, die man für ein realistisches Fahrgefühl benötigt. „Auf dem Fahrersitz ist es wie im echten Auto”, sagt Andreas Hauser. „Es gibt ein Lenkrad, Gas und Bremse und sogar den Gangwahlhebel, man kann also wie im echten Auto auch vorwärts oder rückwärts fahren.” Außerdem befinden sich im abgedunkelten Raum vier Beamer an der Decke. Vor dem Auto ist eine halbrunde Leinwand aufgespannt, auf die man vom Fahrersitz aus schaut.

Diese Zusammenstellung aus Testfahrzeug, Leinwand, Beamern und abgedunkeltem Raum ist der Nachtfahrsimulator. Gesteuert wird alles über ein Tablet. Man „fährt” also nicht wirklich in diesem speziellen Auto – was man darin sieht, ist eine Simulation, ähnlich wie in einem Computerspiel Andreas Hauser gibt zu, dieses Fahren, ohne wirklich zu fahren, „fühlt sich im ersten Moment schon komisch an” – und manche könnten dabei sogar seekrank werden. Das sei allerdings eine Frage der Gewöhnung und der Tagesform, ergänzt er.

Wie funktioniert der Simulator?

Wenn die Andreas Hauser und seine Kolleginnen und Kollegen den Nachtfahrsimulator nutzen wollen, gewöhnen sie zuerst einmal ihre Augen an die Dunkelheit im Raum. Das ist wichtig, weil unsere Augen mindestens eine Minute Zeit brauchen, um in der Dunkelheit sehen zu können. Dann steigt Andreas Hauser ins Auto, schaltet die Technik ein und die vier Beamer projizieren eine Straße auf die Leinwand. Kleine Monitore in den Rückspiegeln simulieren den Verkehr hinter dem Testfahrzeug. So wird eine authentische Fahrsituation erzeugt. Jetzt kann in dieser Situation das Licht unterschiedlicher Scheinwerfer eingespielt und somit ausprobiert und untersucht werden.

Das bedeutet, dass die Ingenieurinnen und Ingenieure jetzt nicht mehr bis in die Nacht hinein auf natürliche Dunkelheit warten müssen, um Scheinwerfer auszuprobieren. „Wir testen die Scheinwerfer tatsächlich auch noch auf der Straße”, betont Andreas Hauser, „aber mit dem Simulator haben wir die Möglichkeit, schon viel früher Tests durchzuführen.” 

So kann man die Software, also das Computerprogramm, eines Beleuchtungssystems testen, ehe die Hardware, also der tatsächliche Scheinwerfer, entwickelt wurde. Das hat Vorteile, man kann viel mehr ausprobieren und auch vergleichen. Andreas Hauser findet das praktisch: „Ich kann zwischen unterschiedlichen Entwicklungsständen hin- und herschalten, wo ich am realen Fahrzeug erst noch Scheinwerfer ein- und ausbauen müsste. In der Simulation kann ich das einfach mit einem Klick ändern.”

Die Erkenntnisse über die Software fließen dann direkt in die Entwicklung der Hardware mit ein – „bevor die Teile überhaupt produziert sind”, so Andreas Hauser.

Intelligente Lichtsysteme

Seit drei Jahren wird der Nachtfahrsimulator stetig weiterentwickelt und es ist noch lange kein Ende in Sicht. Der nächste Schritt ist es, die Blendsituation des Gegenverkehrs präzise nachzustellen. So kann der Nachtfahrsimulator feststellen, ob das Beleuchtungssystem andere Verkehrsteilnehmer blendet und gefährdet. Bereits jetzt gibt es intelligente Lichtsysteme, die erkennen, ob man gerade durch eine gut ausgeleuchtete Stadt oder einen dunklen Wald fährt – und die Lichtstärke und Reichweite der Scheinwerfer dann genau auf die Umgebung anpassen. 

Andreas Hauser jedenfalls macht sein Job in der Scheinwerfererprobung des Mercedes-Benz Technology Center in Sindelfingen großen Spaß. Auf die Frage, welche Schulfächer für einen solchen Beruf besonders wichtig sind, sagt er: „Es gibt viele Wege, um zu uns zu kommen. Interesse an Naturwissenschaften und Mathematik ist zwar wichtig – aber noch wichtiger ist es, Spaß an dem zu haben, was man gerne macht.” Die Daimler-Welt jedenfalls bietet viele spannende Berufe rund um Technik und Autos – ein paar davon haben auch die Genius Kinderreporter bereits entdeckt.

Beitragsfoto: Daimler AG

Was genau eine Künstliche Intelligenz ist, lässt sich gar nicht eindeutig bestimmen, da die Grenzen manchmal ein wenig verschwimmen. Fest steht jedoch, die Arten von KI, welche du vielleicht aus Science-Fiction-Filmen kennst, haben mit unserer Realität nichts gemeinsam. Stattdessen werden Computerprogramme geschaffen, die sich am menschlichen Gehirn orientieren. Künstliche Intelligenz ist also in der Lage, sich selbstständig weiterzuentwickeln und zu lernen – wie auch das menschliche Gehirn. Wie genau das funktioniert, haben wir hier schon einmal erklärt.

Science Fiction oder Realität?

Auf den ersten Blick kann sich das alles ein bisschen unheimlich anhören: Eine Maschine, die so funktioniert wie wir Menschen. Tatsächlich hat KI aber nichts mit den schlimmen Szenarien zu tun, die dir vielleicht in den Sinn kommen. Stattdessen kann sie sogar ganz schön nützlich sein – auch für dich. KI ist inzwischen fest in unserem Alltag verankert. Egal, ob du gerne Musik auf Spotify hörst, Sachen auf Amazon bestellst, oder mit Siri sprichst, überall gerätst du mit KI in Kontakt.

KI und Autos

Ein weiteres Anwendungsfeld von KI ist die Automobil-Branche. Du hörst im Auto immer gerne dein Lieblingslied? KI kann sich das merken, dich im Auto beispielsweise anhand deiner Atmung oder deiner Hände erkennen und dann automatisch dein Lieblingslied abspielen – ganz ohne dass du irgendeinen Knopf drücken musst! Super praktisch. Und auch deine Eltern sind bestimmt froh über Einparkhilfen, Navigationsgeräte und automatische Sitzeinstellungen, oder?

Autofahren ohne Fahrer

Doch mehr Komfort für Passagiere ist nicht das Einzige, was KI in Autos erreichen soll. Schon seit Jahren wird erprobt, ob sich Autos auch ganz ohne Fahrer, nur durch eine KI, steuern lassen könnten. Praktisch wäre das durchaus. Man setzt sich einfach ins Auto und wird hingefahren, wo auch immer man mag. 

Hier gilt es jedoch, noch ganz viel zu forschen und zu entwickeln, denn natürlich kann diese Art des Fahrens sehr gefährlich werden. Bereits jetzt sorgen verschiedene intelligente Assistenzsysteme für mehr Sicherheit im Straßenverkehr. Und auch wenn komplett fahrerloses Fahren in naher Zukunft unwahrscheinlich ist, so gibt es doch immer wieder verschiedene Tests in diese Richtung. So waren die ersten Genius-Kinderreporter Emma und Nick bereits bei einer Fahrt im selbstfahrenden LKW dabei. Für all diese Entwicklungen sind Algorithmen und die Weiterentwicklung von Künstlicher Intelligenz von Bedeutung.

KI ist keine Gefahr

Natürlich kann KI trotzdem ein paar Risiken bergen. Doch um die zu verringern, werden nicht nur Fachleute aus der Forschung, der Mathematik und dem Programmieren mit der Erschaffung von KI beauftragt. Immer mehr Firmen beziehen auch so genannte Geisteswissenschaftler, also zum Beispiel Experten für Ethik, Moral und Kommunikation mit ein. So wird gewährleistet, dass KI technisch einwandfrei funktioniert, aber nicht zur Gefahr für den Menschen werden kann.
Das oberste Ziel von KI ist nämlich nicht, stärker zu werden als wir Menschen. Das oberste Ziel ist es, uns zu unterstützen, zu entlasten und unser Leben angenehmer zu gestalten.

Beitragsbild: Daimler AG

Das Wort Aquaplaning setzt sich aus “Aqua” (lateinisch für Wasser) und “planing” (englisch für Gleiten) zusammen und bedeutet übersetzt tatsächlich das Gleiten übers Wasser. Aquaplaning findet meist an den Stellen statt, wo sich das Wasser bei Regen auf der Straße sammelt – besonders in den Spurrillen der Fahrspur oder in Pfützen. Wenn dieses Wasser in die Rillen des Reifens gelangt, kann es passieren, dass die Reifen während der Fahrt den Kontakt mit dem Asphalt verlieren – fast so, als würden sie darauf schwimmen. So kommt es zum Aquaplaning.

Achtung, Rutschgefahr!

Haben die Reifen während der Fahrt keine Haftung mehr mit der Straße, dann fängt das Auto an zu rutschen – ein bisschen so, als wäre es auf Glatteis. Wenn das passiert, kann der Fahrer weder bremsen noch lenken. Er rutscht dann so lange auf der Wasserfläche, bis die Reifen wieder Kontakt mit der Straße bekommen. Dabei kann es leicht zu einem Unfall kommen, da die Wasseroberfläche Lenk- und Ausweichmanöver besonders schwierig macht.

Wie verhalte ich mich beim Aquaplaning?

Kommt es zum Aquaplaning, ist es wichtig Ruhe zu bewahren. Der Fahrer sollte jetzt dafür sorgen, dass sein Fahrzeug an Geschwindigkeit verliert – bedeutet also: Runter vom Gas und langsam die Bremse betätigen. Das Lenken sollte während des Gleitens generell vermieden werden, bis die Reifen wieder Kontakt zur Straße haben.

Besonders bei starkem Regen ist Vorsicht geboten! // Foto: Adobe Stock — maho

So geht es sicher durch den Regen

Aquaplaning kann gefährlich sein, aber es gibt auch Möglichkeiten, dass es nicht so weit kommt. Wenn der Mensch hinterm Steuer Folgendes beachtet, kann er sich vor einem möglichen Unfall schützen:

  • Geschwindigkeit: Je schneller ein Auto fährt, desto schneller können die Reifen auf der Wasserfläche durchdrehen. Es ist deshalb sinnvoll, bei Regen immer etwas langsamer unterwegs zu sein.
  • Abstand: Bei Regen ist es besonders wichtig einen Sicherheitsabstand zu den anderen Fahrzeugen einzuhalten, denn: Fängt das Auto an zu schlittern, hat der Fahrer mehr Zeit die Kontrolle über das Auto zurück zu erhalten.
  • Untergrund: Ein paar Tropfen auf der Straße bedeuten noch nicht gleich Aquaplaning – aber sobald es regnet und sich das Wasser in Spurrillen oder Pfützen sammelt, müssen Fahrer besonders aufpassen.
  • Reifen: Ein Auslöser für Aquaplaning können nicht ausreichend kontrollierte Reifen sein. Es ist deshalb wichtig, dass die Reifen vor der Fahrt immer auf ausreichend Profil und genügend Druck geprüft werden.

Akku oder Batterie? 

Batterie bedeutet so viel wie Energiespeicher. Wenn dieser wieder aufgeladen werden kann, sobald er leer ist, spricht man von einem Akku. Ist dies nicht möglich, handelt es sich um eine Batterie. Die beiden Begriffe werden aber im üblichen Sprachgebrauch häufig synonym verwendet. 

Bei einem Auto mit Verbrennungsmotor entsteht die nötige Energie, um das Fahrzeug zu bewegen, indem Benzin oder Diesel verbrannt wird. Ein Elektroauto besitzt stattdessen einen Akku, durch den das Auto permanent mit Energie „gefüttert“ wird. Dafür muss man es nur an die Steckdose anschließen und aufladen – ähnlich wie bei einem Handy. Da während des Fahrens keine giftigen Stoffe freigesetzt werden, sind E-Autos wesentlich klimafreundlicher.

Wie weit kann ich damit fahren?

Der Akku ist der teuerste Bestandteil des Elektroautos, denn ohne ihn wäre das Auto nicht fahrtüchtig. Je mehr Energie er speichern kann, desto weitere Strecken kann man zurücklegen. Wie lange man mit einem vollen Akku fahren kann, ist aber sehr unterschiedlich. Die maximale Reichweite liegt aktuell bei 605 Kilometer. Das ist ungefähr so weit wie von Stuttgart nach Berlin. Akkus werden allerdings immer weiter von Forschern optimiert, um sie noch leichter, kleiner und leistungsfähiger zu machen. 

Auch wenn Elektroautos aufgrund ihrer Klimafreundlichkeit gerade im Trend sind, lässt sich am Akku also noch einiges verbessern. Darum setzen viele weiterhin alternativ auf Hybrid-Autos. Diese besitzen sozusagen eine Kombination aus Verbrennungsmotor und Elektromotor. Wie genau das funktioniert, kannst du hier nachlesen.

Was passiert da jetzt genau?

Für den Energiespeicher in E-Autos werden meist Lithium-Ionen-Akkus eingebaut, die auch für Laptops und Digitalkameras verwendet werden.  Der Akku besteht aus zwei Teilen, die man Elektroden nennt. Die Kathode ist sozusagen der Pluspol des Akkus und die Anode der Minuspol. Davon hast du bestimmt schon mal in Verbindung mit einem Magneten gehört. Beim Aufladen wandern die positiv geladenen Lithium-Ionen von der Kathode zur Anode, verbinden sich dort mit den negativ geladenen Teilchen und werden gespeichert. Beim Entladen des Autos während der Fahrt, passiert Folgendes: Die Lithium-Ionen wandern zurück in die Kathode und setzen dort die gespeicherte Energie wieder frei. 

Sicher hast du schon gehört, dass Akkus nicht ewig halten. Durchschnittlich haben sie eine Lebensdauer von acht bis zehn Jahren, bis sie ausgetauscht werden sollten. Danach muss man sie aber auf keinen Fall einfach wegwerfen. Bei nachlassender Leistung kann man die Akkus immer noch als Stromspeicher zum Beispiel in Windenergieanlagen verwenden. Wenn diese Zweitnutzung nicht mehr möglich ist, kann man die einzelnen enthaltenen Rohstoffe auch zurückgewinnen. Der Akku ist nämlich eine echte Schatzgrube: Mehrere Kilogramm Mangan, Kobalt, Nickel und Lithium lassen sich daraus recyceln und wiederverwenden.

 

Produktion von Batterien für Elektroautos
So sieht übrigens eine Akkuproduktion bei Daimler aus. (Foto: Daimler AG)

 

Beitragsfoto: Patrick P. Palej // Adobe Stock

Du kennst das sicher: Nach der Schule sitzt du an deinem Laptop und surfst durch das Internet. Überall siehst du Werbung, die auf dich und deine Interessen zugeschnitten ist. Auch Videovorschläge auf YouTube oder Bilder auf Instagram passen voll zu deinen Interessen. Personalisierung nennt man das. Aber was bedeutet das und was genau haben Autos damit zu tun?

Personalisierung – was ist das?
Am einfachsten zu erklären ist der Begriff am Beispiel deines Zimmers: Das hast du bestimmt so eingerichtet, wie es zu dir und deinen persönlichen Vorlieben am besten passt. Du hast dein Zimmer mit Möbeln, Postern, der Wandfarbe oder Spielsachen „personalisiert“. Wenn du später ein Auto kaufst, wirst du sicherlich auch darauf schauen, dass es dir nicht nur äußerlich gefällt, sondern auch in anderen Bereichen. Und genau da ist heute eine ganze Menge möglich.

Was bedeutet Personalisierung für Autofahrer

Heutzutage brauchst du theoretisch kein Autohaus mehr zu besuchen, um ein Fahrzeug zu kaufen. Stattdessen stellst du dein Auto im Internet zusammen. Du wählst die Farbe des Lacks, das Design der Felgen und zusätzliche Ausstattungen wie Sprachassistenz nach deinen Wünschen aus. Das Auto wird dann genauso produziert, wie du es im Internet zusammengestellt hast – ganz schön cool! Aber war es das schon mit der Personalisierung eines Autos? Bei weitem nicht! Dank künstlicher Intelligenz geht heute noch viel mehr! 

Sitzhöhe, Musik oder Heizung – ein Auto wie für dich gemacht

Autohersteller wie Mercedes Benz verwenden mittlerweile in vielen ihrer Fahrzeuge intelligente Infotainment-Systeme. Damit kannst du dir ein Profil am Touchscreen neben dem Lenkrad einrichten und alle deine Vorlieben einstellen. Das sind zum Beispiel der bevorzugte Radiosender, Lieblingssongs auf Spotify oder die Temperatur der Klimaanlage. Die Software vieler Infotainment-Systeme besitzt mittlerweile sogar eine künstliche Intelligenz: So weiß das Auto zum Beispiel, wohin du am häufigsten fährst oder welche Restaurants du gerne besuchst. Setzt du dich dann ins Fahrzeug, werden dir deine beliebtesten Routen automatisch vorgeschlagen. Ebenfalls interessant: Autos können sich auch Einstellungen wie die Sitzhöhe oder die der Außenspiegel merken. Dein Papa muss sich den Sitz dann gar nicht mehr einstellen, nachdem deine Mama mit dem Auto gefahren ist. Super geschickt!

In Zukunft ist bestimmt noch viel mehr möglich, was die Personalisierung von Autos angeht. Wer sich solch spannende Ideen ausdenkt? Das erfährst du im Kinderreporter-Video von Milena und Alex bei Lab1886. Schau mal rein!

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Beitragsfoto: Daimler AG

Unter einer Lichtmaschine stellst du dir wahrscheinlich eine Maschine vor, die Licht macht. Das ist naheliegend und sogar fast richtig. Die Lichtmaschine sorgt im Auto tatsächlich dafür, dass die Scheinwerfer des Fahrzeugs hell leuchten. Das Licht macht die Maschine aber nicht selbst – sie produziert die Energie dafür. Genius erklärt dir, was die Lichtmaschine noch alles kann und wie sie funktioniert.

Lichtmaschine – was genau ist das?

Die Lichtmaschine ist das eigene kleine Kraftwerk des Autos. Sie versorgt die Scheinwerfer und andere elektrischen Geräte an Bord des Fahrzeugs mit Strom. So kannst du während der Autofahrt Radio hören und die Fenster elektrisch öffnen. Aber auch die Lüftung, Heckscheibenheizung und der Anlasser des Autos benötigen Strom.
Du fragst dich vielleicht, wie die Lichtmaschine den Anlasser mit Strom versorgen kann, wenn das Auto noch gar nicht an ist? Ganz einfach: Während der Fahrt lädt die Lichtmaschine die Autobatterie auf. Die Batterie speichert den Strom und versorgt den Anlasser, selbst wenn das Auto noch aus ist. Deshalb ist es wichtig, die Scheinwerfer auszuschalten, wenn der Motor nicht läuft. Ansonsten entleert sich die Batterie und der Motor startet nicht – und die Lichtmaschine auch nicht.

Wie funktioniert eine Lichtmaschine?

Die Lichtmaschine ist dir vielleicht auch unter der Bezeichnung Generator bekannt. Generatoren sind wie echte Zauberer: Sie verwandeln Bewegungsenergie in elektrische Energie. Das bedeutet, dass die Lichtmaschine Strom produziert, indem sie Bewegungsenergie umwandelt. Und das funktioniert so: Bewegt sich ein elektrischer Leiter durch ein magnetisches Feld, wird in dem Leiter eine elektrische Spannung erzeugt. In der Lichtmaschine befindet sich ein beweglicher Rotor mit Magneten. Der Motor des Autos treibt den Rotor über einen Riemen an. In Folge drehen sich Rotor und Magnete zwischen elektrisch leitenden Spulen im Inneren der Lichtmaschine und eine elektrische Spannung entsteht. Das Prinzip nennt sich elektromagnetische Induktion.

Fahrradlichtmaschine: der Dynamo

Eine ähnliche Funktionsweise kennst du von deinem Fahrrad: Der Dynamo ist ebenfalls ein Generator und wird auch Fahrradlichtmaschine genannt. Er erzeugt das Licht für den Scheinwerfer und die Rückleuchte. Meistens befindet er sich am hinteren Fahrradreifen. Angetrieben von der Drehbewegung des Reifens produziert der Dynamo während der Fahrt elektrische Energie. Einen Motor braucht das Fahrrad nicht. Die notwendige Bewegungsenergie erzeugt der Fahrradfahrer selbst, indem er fleißig in die Pedale tritt.

Lichtmaschine eines Fahrzeugs
Der Keilriemen treibt die Lichtmaschine an. Gut sichtbar in Orange: die Spulen.

Beitragsfoto: Daimler AG

Vielleicht hast du einen Autobesitzer schon einmal stolz sagen hören: Mein Auto hat sehr viel PS! PS steht für Pferdestärke und ist eine Maßeinheit, mit der die Leistung von Maschinen gemessen wird. Auch die Leistung von Autos wird sehr oft in Pferdestärke angegeben. Aber wie viel ist eine Pferdestärke? Und was hat ein Pferd mit einem Auto gemeinsam?

James Watt: der Erfinder der Pferdestärke

Zunächst einmal musst du wissen, dass Pferde für die Menschen früher unersetzbar waren. Im Verkehr zogen Zugpferde große Kutschen und in der Landwirtschaft bewegten Arbeitspferde schwere Pflüge. Auch im Bergbau halfen Pferde – die sogenannten Grubenpferde trieben große Pumpen an, mit denen sie das Wasser aus Bergwerken an die Oberfläche transportierten. Der Ingenieur James Watt entwickelte eine Maschine, die die Arbeit der Grubenpferde durch Maschinenkraft schneller und effektiver erledigen konnte: die Dampfmaschine.

James wollte seine Dampfmaschinen natürlich an viele Bergwerksbesitzer verkaufen. Deshalb erfand er 1783 die Maßeinheit Pferdestärke, um die Leistung von Pferden mit der Leistung seiner Maschine zu vergleichen: Ein Pferd konnte innerhalb von einer Sekunde ein Gewicht von 75 Kilogramm einen Meter ziehen. Diese Leistung definierte Watt als 1 PS, also eine Pferdestärke. Seine Dampfmaschine konnte mit Maschinenkraft viel mehr heben als die Pferde. Der Vergleich überzeugte nicht nur die Bergwerksbesitzer, sondern auch andere Industrielle und Mühlenbauer und James Dampfmaschine wurde sehr erfolgreich.

Starke Motoren mit Pferdestärke

Und wie kam die Pferdestärke ins Auto? Die Maßeinheit wurde nach dem Erfolg der Dampfmaschine auch für andere Maschinen und deren Motoren verwendet. Seitdem es Fahrzeuge wie Autos, Busse oder LKWs gibt, wird ihre Motorleistung in Pferdestärke angegeben. Das kannst du dir so vorstellen: Ein Auto mit 100 PS wird bildlich gesehen von 100 Pferden gezogen. Mit dem Unterschied, dass Pferde nicht 150 km/h schnell rennen können. Ein Auto mit 100 PS kann normalerweise 150 km/h oder sogar noch schneller fahren.

Trotzdem sagt die Leistung von Motoren nicht viel über die Geschwindigkeit eines Fahrzeugs aus. Das glaubst du nicht? Ein starker Traktor hat um die 400 PS, kann aber nicht mehr als 50 km/h fahren. Denn der Motor bewegt eine viel größere Masse und dafür benötigt er viel Pferdestärke. 

Watt statt Pferdestärke

Die Begriffe Watt oder Kilowatt hat du sicherlich auch schon gehört. Watt ist wie die Pferdestärke eine Maßeinheit für Leistung. Seit der Einführung von Watt gilt die Pferdestärke als veraltet und im Gegensatz zur Pferdestärke kannst du die Einheit Watt auf der ganzen Welt verwenden. Trotzdem ist die Angabe von Pferdestärke in der deutschen Automobilindustrie noch sehr gebräuchlich und du wirst Autobesitzer und Autoliebhaber immer wieder über PS reden hören. 

James Watt gilt als Erfinder der Dampfmaschine und der Bezeichnung „Pferdestärke“
James Watt gilt als Erfinder der Dampfmaschine und der Bezeichnung „Pferdestärke“.

 

Beitragsfoto: Adobe Stock // Terri Cage

Passt mein Auto in die Lücke? Und wie wie viel Freiraum habe ich noch nach hinten und vorne? Diese Fragen stellen sich Autofahrer, wenn sie eine Parklücke oder einen freien Parkplatz entdecken. Es ist nämlich gar nicht so leicht, die Größe und die Abstände einer Parklücke richtig einzuschätzen. Bestimmt hast du dich schon einmal an einem Tisch oder Schrank gestoßen, weil du den Abstand falsch eingeschätzt hast. Dann weißt du auch, dass so ein kleiner „Unfall“ sehr schnell passieren kann und wir uns leicht verschätzen. Dein Papa muss sich also konzentrieren, um beim Einparken mit eurem Auto nicht an ein anderes Fahrzeug oder gegen einen Pfosten zu stoßen. Damit das Parken einfacher und schneller gehen kann, gibt es verschiedene Technologien, die dem Fahrer helfen.

Augen im Hinterkopf: die Rückfahrkamera

Assistenzsysteme wie die Rückfahrkamera und Parksensoren sind kleine Helfer, die das Einparken leichter machen. Im Rückspiegel ist oft nicht alles sichtbar, was hinter dem Auto passiert. Und wenn sich der Autofahrer umdreht und durch die Heckscheibe schaut, dann kann er trotzdem nicht sehen, was von seinem Auto verdeckt wird. Eine Rückfahrkamera hilft und zeigt dem Fahrer, was in dem nicht sichtbaren Bereich passiert. Der Fahrer kann so Hindernisse rechtzeitig erkennen und Abstände besser einschätzen. Die Parksensoren ermöglichen einen “Rundherum-Blick” um das Auto. Mit ihrer Hilfe werden Menschen und Gegenstände erkannt, die in unmittelbarer Nähe des Autos stehen. Die Sensoren informieren den Fahrer mit Geräuschen und Lichtsignalen über Hindernisse. 

Einparken mit Parkassistent

Mit den Assistenzsystemen ist das Parken schon sehr viel leichter. Noch einfacher wird es mit dem Parkassistenten. Der intelligente Helfer findet nicht nur passende Parklücken, er kann das Auto sogar fast alleine steuern. Wenn der Parkassistent aktiviert ist und einen Parkplatz findet, dann muss der Autofahrer nur einen Knopf drücken und den Rückwärtsgang einlegen. Der Parkassistent übernimmt das Steuer, während der Fahrer sanft das Gas- oder Bremspedal bedient. Wie ist es möglich, dass der Parkassistent das Auto nicht anstößt? Ganz einfach: Kleine Sensoren an dem Auto senden bei geringen Fahrgeschwindigkeiten Ultraschallwellen aus. Ein elektronisches Steuergerät misst und erkennt, ob und wie viel Freiraum da ist. Und schon ist das Auto eingeparkt.

Fahrerloses Einparken: wie von Geisterhand

In Zukunft sollen die Parkplatzsuche und das Parken noch viel einfacher werden – durch Einparken, das komplett ohne einen Menschen auf dem Fahrersitz auskommt: Schon bald könnte es Parkhäuser geben, in denen sich die Autos automatisch selbst einparken. Der Fahrer leitet den Parkvorgang dabei mit einer App auf dem Smartphone ein. Das Auto fährt, lenkt und bremst ganz von alleine. Wie das Ganze funktioniert, kannst du in unserem Beitrag Fahrerloses Parken per App nachlesen.  

 

Parkassistent und 360°-Kamera erleichtern das Einparken
Mit Parkassistent und 360°-Kamera fällt das Parken schon viel einfacher!

 

 

Beitragsfoto: Adobe Stock // diy13

Ein Windkanal? Davon hast du bestimmt schon einmal gehört. Nicht jeder denkt dabei aber sofort an Autos. Dabei ist es äußerst wichtig, die Strömungseigenschaften eines Fahrzeugs zu überprüfen. In unserem Blogbeitrag erklären wir dir, was Windkanäle sind, wozu man sie braucht und warum sie für Autohersteller so wichtig sind.

Windkanal – was genau ist das?

Bevor ein neues Automodell wirklich auf der Straße gefahren werden darf, muss es der Hersteller in einem Windkanal auf aerodynamische und aeroakustische Eigenschaften testen. Was diese komischen Begriffe bedeuten? Ganz einfach: Bei der Aerodynamik misst man die Luftströmung und den Luftwiderstand eines Autos. Mehr Luftwiderstand bedeutet unter anderem einen höheren Spritverbrauch und bremst das Auto bei hoher Geschwindigkeit aus. Mit der Aeroakustik untersucht man die Geräusche, die der Fahrtwind an verschiedenen Autoteilen verursacht.
In einem Windkanal kann außerdem getestet werden, wie sich unterschiedliches Klima auf ein Auto auswirkt oder ob die Anbauteile bei hohem Fahrtwind stabil bleiben. Kennst du schon unser Kinderreporter-Video mit Emma und Nick im Klimakanal? Da haben die beiden innerhalb von kürzester Zeit heiße Sommertemperaturen sowie klirrende Kälte erlebt. Schau mal rein!

Wie funktioniert ein Windkanal?

Windkanäle können verschieden aufgebaut sein. Man entscheidet vor allem zwischen dem offenen und dem geschlossenen Windkanal. Bei einem offenen saugt eine Düse die Luft von  draußen in das Gebäude, bläst sie über das Auto und anschließend wieder aus dem Windkanal hinaus. Bei einem geschlossenen Windkanal wird die Luft im Kanal behalten und wie in einem Kreislauf immer wieder über das Auto geblasen.
Damit die Ingenieure erkennen, wie die Luft um das Auto fließt, wird Rauch oder Nebel in den Luftstrom gemischt. Außerdem kann Ruß oder Farbe dabei helfen, die Luftströmung sichtbar zu machen.

Welche Arten von Windkanälen gibt es?

Neben dem Aerodynamik- und Aeroakustik-Windkanal gibt es noch weitere Windkanäle: In einem Klimawindkanal kann man überprüfen, wie ein Auto auf extreme Kälte oder Hitze reagiert. Schließlich sollte so ein Fahrzeug überall auf der Welt einsatzfähig sein. Die aerodynamischen Eigenschaften von Raketen oder Düsenjets testet man in Überschall- beziehungsweise Hyperschall-Windkanälen. Dort werden Strömungen mit extremer Geschwindigkeit erzeugt.
Wie du gelernt hast, muss ein neues Automodell vor dem Verkauf einige Tests bestehen. Der Windkanal gehört dabei mit zu den wichtigsten, schließlich möchte kein Autofahrer ein Fahrzeug besitzen mit unnötig hohem Spritverbrauch. Und laute Geräusche bei hohem Fahrtwind nerven bestimmt nicht nur deine Eltern, wenn sie das Auto fahren, sondern auch dich auf dem Rücksitz.

Ein Auto wird in einem Klimawindkanal getestet
Ein Auto wurde gerade in einem Klimawindkanal auf extrem kalte Temperaturen getestet. Bild: Daimler AG

 

Beitragsfoto: Daimler AG