In den letzten Wochen arbeiteten die Schüler der neunten Jahrgansstufe unter Anleitung ihres Physiklehrers Sebastian Kindermann an verschiedenen Projekten zum Thema Fahrzeugtechnik. Hierbei untersuchten sie in Kleingruppen die physikalischen Hintergründe und Grundlagen bestimmter Bauteile des Automobils, darunter zum Beispiel an verschiedenen Realisierungen von Elektromotoren einem Modellaufbau der Lichtmaschine oder einer Wirbelstrombremse. Zwei Gruppen beschäftigten sich mit dem Thema der erwünschten und unerwünschten Reibung. Eine wieder andere mit der Frage der Reduzierung des Kohlenstoffdioxidausstoßes unter sukzessivem Austausch von Verbrennungs- durch Elektromotoren. Diese Gruppe stellte hierfür ein geeignetes mathematisches Modell auf und wertete die Ergebnisse mit Hilfe eines Computer-Algebra-Systems aus.
Im Rahmen dieses Projektes besuchte der Funktions- und Systemingenieur Stefan Hernitscheck von Continental das Gymnasium Freyung. Er informierte die rund sechzig Schüler und Schülerinnen der neunten Jahrgangsstufe über die derzeit gängigen Antriebssysteme und Kraftstoffe und beleuchtete deren Zukunftsfähigkeit. Hierzu erklärte er das wesentliche Funktionsprinzip eines Verbrennungsmotors und zeigte die Vor- und Nachteile der gängigen Kraftstoffarten Benzin, Diesel und Ethanol auf. Besonders beschrieb der Ingenieur das notwendige Zusammenwirken der verschiedenen Komponenten wie dem Luftfilter, der Lambdasonde, dem Turbolader oder dem Katalysator im System eines Verbrennungsmotors. Auch erhielten die Schüler und Schülerinnen Einblicke in die Funktionsweise eines auf Wasserstoff basierten Antriebssystems. Insbesondere beschrieb der Fachmann die Vorteile des Kraftstoffs Wasserstoff. Dieser sei vor Ort ebenfalls emissionsfrei und könnte als idealer Energiespeicher für erneuerbare Energien dienen. Ferner ging er darauf ein, dass der Großteil der aktuellen Wasserstoffproduktion über fossile Brennstoffe abgewickelt wird. Dies spricht jedoch für keine gute Umweltbilanz. „Es muss umgedacht und auf erneuerbare Energiequellen gesetzt werden“, bekräftigte er. So könnte zum Beispiel mittels Solarparks in den Wüsten die elektrische Energie zur Aufbereitung des Wasserstoffes genutzt werden. Dieser wäre im weiteren Verlauf einfacher nach Europa zu transportieren und kann dort als Energiequelle genutzt werden. „Die Motortechnologie ist bereits ausgereift und man könnte morgen mit der Produktion beginnen“, so Hernitscheck. Einziges Manko an dieser Stelle sei der fehlende Ausbau von geeigneten Tankstellen in Deutschland sowie die notwendige Sorgfalt bei der Handhabung eines explosiven Treibstoffs. Im Anschluss wurden die Zuhörer noch über den Elektromotor und die aktuelle Verteilung der verschiedenen Antriebstechnologien in Deutschland informiert.
Funktions- und Systemingenieur Stefan Hernitscheck erläuterte den Schülerinnen und Schülern am Gymnasium Freyung die gängigen Motorentechniken und wie Mobilität in der Zukunft aussehen könnte.
Gegen Ende des Vortrags berichtete der Systemingenieur noch über seine Arbeit und zog hierfür das Beispiel eines Ethanolsensors heran. Dieses Bauteil wird für die Bestimmung der Ethanolrate bei Verwendung eines Benzin-Ethanol-Gemisches als Kraftstoff benötigt. Die korrekte Ethanolrate findet wiederum bei der optimalen Einstellung von verbrennungsrelevanten Parametern Anwendung und steigert so den Wirkungsgrad eines auf Ethanol basierenden Motors. An diesem Beispiel erläuterte er die Integration des Sensors in das Gesamtsystem und die notwendigen Funktionalitäten, um etwaige Fehler am Sensor, wie beispielsweise einen Marderbiss, feststellen und den Autofahrer via Boardcomputer warnen zu können. „Im Falle eines Ausfalls des Sensors ist im Motorsteuergerät ebenfalls ein sogenannter virtueller Sensor integriert. Dieser virtuelle Sensor ermöglicht mittels der Erfassung diverser anderer Daten die Bestimmung des Ethanolgehalts im Kraftstoff – ohne dass hierfür die Messdaten des Ethanolsensors Verwendung finden. Die ermittelte Ethanolrate des virtuellen Sensors wird hauptsächlich zur Plausibilisierung des eigentlichen Sensors sowie im Fehlerfalle verwendet“, erklärte Hernitscheck.
Die Schüler und Schülerinnen erhielten so wesentliche Einblicke in die Arbeit eines Ingenieurs und fachlich fundierte Daten zur aktuell laufenden Debatte über alternative Antriebskonzepte.
Gymnasium Freyung
