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Startergenerator

Der in Kraftfahrzeugen typischerweise eingesetzte Verbrennungsmotor kann nicht aus eigener Kraft gestartet werden, sondern muss dafür kurzzeitig von außen angetrieben werden. Hierfür dient traditionellerweise ein Starter, der auch als Anlasser bezeichnet wird; dies ist ein Elektromotor, der über ein Ritzel im Schwungrad nur während des Anlassvorgangs mechanisch mit dem Motor verbunden wird. Üblicherweise dient während des Motorbetriebs eine zweite Elektromaschine, die als Lichtmaschine bezeichnet wird, als Generator für die Versorgung des Bordnetzes mit elektrischer Energie. Manche neueren Fahrzeuge verfügen nun aber über einen Startergenerator, der beide Funktionen in einem einzigen Aggregat vereint. Solche Maschinen wurden bereits vor Jahrzehnten gelegentlich eingesetzt, konnten sich damals aber nicht auf breiter Front durchsetzen. In den letzten Jahren wird dieser Ansatz jedoch wieder interessant aufgrund der Entwicklung von Mikro-Hybridantrieben.

Technische Details

Manche Startergeneratoren werden wie eine traditionelle Lichtmaschine über einen Keilriemen mit der Kurbelwelle verbunden. Neben diesen riemengetriebenen Startergeneratoren gibt es auch Kurbelwellen-Startergeneratoren, die zwischen Verbrennungsmotor und Getriebe direkt auf der Kurbelwelle sitzen. Der letztere technische Ansatz erfordert größere Änderungen am Gesamtsystem, erlaubt jedoch höhere Leistungen, da die durch einen Riemen übertragbare mechanische Leistung begrenzt ist.

In der Regel werden heutige Startergeneratoren als permanent erregte Synchronmaschinen gebaut, die sehr kompakt gebaut werden können und einen wesentlich höheren Wirkungsgrad erzielen als traditionelle Lichtmaschinen. Früher kam dieser Ansatz wegen der zusätzlich benötigten Leistungselektronik kaum infrage.

Vorteile von Startergeneratoren

Moderne Startergeneratoren weisen gegenüber der früher eingesetzten Technik mehrere Vorteile auf:

• Wegen des höheren Wirkungsgrads wird der Kraftstoffverbrauch für die Stromversorgung des Bordnetzes reduziert. Dies wird immer wichtiger, weil die Bordnetze aufgrund immer weiterer Funktionen zunehmend Energie verbrauchen. Beispielsweise ist es sehr sinnvoll, den Kompressor einer Auto-Klimaanlage nicht über einen Riemen vom Verbrennungsmotor antreiben zu lassen, sondern mit einem drehzahlgeregelten Elektromotor. Der zusätzliche Kraftstoffverbrauch für den Betrieb der Klimaanlage wird dadurch stark reduziert, jedoch steigen dadurch die Anforderungen an die Leistung des Bordnetzes. Ähnliches gilt für elektrisch betriebene Kühlwasserpumpen, Ölpumpen und Servolenkungen.
• Bei Mikro-Hybriden kann ein Startergenerator für die Rückgewinnung von Bremsenergie (Rekuperation) eingesetzt werden – wenn auch meist mit einer wesentlich geringeren Leistung als bei einem Vollhybriden. Dies bedeutet, dass bei stärkerem Bremsen nur ein kleiner Teil der Bremsenergie zurückgewonnen werden kann.
• Robuste Startergeneratoren sind besonders geeignet für die Realisierung einer Start-Stopp-Automatik; sie sind weniger verschleißanfällig als früher genutzte Anlasser.
• Unter Umständen kann ein Startergenerator auch für eine kurzzeitige Erhöhung der Antriebsleistung (Booster-Funktion) um einige Kilowatt genutzt werden. Hierfür wird allerdings eine entsprechend starke Batterie benötigt.
• In manchen Fällen kann auch die Laufruhe des Motors verbessert werden, indem Schwingungen im Antriebsstrang gedämpft werden.

Siehe auch: Generator, Lichtmaschine, Start-Stopp-Automatik, Hybridantrieb