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Eine kleine Übersicht über PKW-Allradsysteme

Themenstarteram 10. Januar 2007 um 20:01

PKW-Allradsystem-FAQ, Version 0.2, 15. Januar 2007

0). Anmerkungen: Da ich auf MT in Bezug auf Allradantriebe eine Zusammenfassung vermisst habe, habe ich selbst eine verfasst. Der Beitrag war ursprünglich ein Posting zu den Allradsystemen von Subaru und VW/Audi, welches ich ergänzt, erweitert und angepasst habe.

0.1) Ziel/Absicht:

- eine kleine Übersicht über halbwegs am Markt gängige und bekannte Systeme inkl. Vor- und Nachteilen, Anmerkungen und Kommentaren

- keine Chronologie, keine umfassende Darstellung über alle Systeme der letzten hundert Jahre

- keine Sammlung von Links

- keine Diskussion über Sinn und Unsinn von Allradantrieben

- keine Diskussion über die angeblichen Vorteile von Heckantrieb, denn die interessieren den Allradfahrer nicht *g*

- Hauptaugenmerk auf PKW-Allradantriebe, aber da diese kleine FAQ bei den Offroadern Gastrecht geniesst, doch noch ein paar Infos zur Geländewagen-Antriebstechnik

0.2) Geländewagen-Allradsysteme vs. PKW-Allradsysteme:

"Richtige" klassische Allradantriebe verfügen i.d.R. über mechanische Sperren (Mercedes G-Modell: 3 offene Differenziale mit 100%iger Sperrmöglichkeit) sowie häufig Reduktionsgetriebe und sind fürs Gelände konzipiert und auch geeignet. Aktuelle PKW-Allradsysteme sind im Gegensatz zu ihren technisch/mechanisch aufwändigen und meist schwerfälligen Geschwistern nicht mehr nur auf Traktion, sondern in zunehmenden Masse auf Traktion als auch Fahrdynamik ausgelegt und verzichten meist auf aufwändige Mechanik, weil diese durch ihr Gewicht der Fahrdynamik abträglich ist. Im Gegensatz zu Geländefahrzeugen - wo es rein um die Traktion und Geländefähigkeit geht und deshalb ein eigentlich technisch überholter, einfacher Zuschaltallrad mit starrem Durchtrieb eine gute Lösung sein kann - haben die modernen Allradantriebe in PKWs auch die Aufgabe, Fahrdynamik und Sicherheit zu verbessern. Aus diesem Grund verzichten sie auf aufwändige und schwere Mechanik. Mechanische Differenzialsperren werden durch Bremseingriff simuliert. Obwohl die Sperrwirkung "elektronischer Sperren" unter dem mechanischer Sperren liegt und elektronische Sperren nicht für längerdauernden Einsatz geeignet sind, haben elektronische Systeme den entscheidenden Vorteil, mit Fahrdynamiksystemen und anderer Elektronik kompatibel zu sein.

0.3) Systematik der Allradantriebe: (leider unvollständig und teilweise unpräzise)

http://www.magnasteyr.com/.../allradantriebe.pdf

0.4) Ein kleiner Exkurs zur (Geländewagen)-Technik Verteilergetriebe? Freilaufnaben? Reduktionsgetriebe? Differenzialsperren? Ich verstehe nur Bahnhof!

A.) Verteilergetriebe

Bei klassischen Geländewagenallradantrieben werden die beiden Achsen in den meisten Fällen durch ein Verteilergetriebe zusammen- resp. die zweite Achse (Vorderachse) zugeschaltet. Dieses Verteilergetriebe verteilt die Kraft meist hälftig an die beiden Achsen, jedoch ohne einen Drehzahlausgleich zwischen den Achsen zu ermöglichen. Je nach Fahrsituation wie z.B. in Kurven ist ein solcher jedoch nötig, da die Vorderachse einen weiteren Weg zurücklegt als die Hinterachse. Damit sind solche Systeme nur für rutschigen Untergrund, nicht jedoch für trockene Strassen geeignet und deshalb auf der Strasse ab- resp. nicht zu- zu schalten. Genau dafür ist das Verteilergetriebe da.

B.) Freilaufnaben

Wird nun das Verteilergetriebe durch einen zusätzlichen Schalthebel so geschaltet, dass die zuschaltbare Achse (meist die Vorderachse) nicht zugeschaltet wird, wird das Fahrzeug nur noch von der Hinterachse angetrieben. Die Vorderräder werden von der Kardanwelle (die am Verteilergetriebe hängt) nun nicht mehr angetrieben, da die Vorderachse nicht zugeschaltet, d.h. die Antriebswelle vom Verteilergetriebe getrennt. ist. Die Vorderräder jedoch sind immer noch mit dem Vorderachsdifferenzial und dieses wiederum mit der Kardanwelle/Antriebswelle zum Verteilergetriebe verbunden. Dadurch treiben die Vorderräder die Antriebswelle an. Dadurch entstehen Reibung und Widerstand, was zu erhöhtem Geräusch, erhöhtem Vibrieren und erhöhtem Verbrauch führt. Freilaufnaben befinden sind an den Vorderrädern (=Naben) und erlauben nun, die Räder von der Antriebswelle und dem Differenzial zu lösen, damit diese frei laufen (=Freilauf) können, ohne die Antriebswelle anzutreiben. Klassische Freilaufnaben sind manuel durch Drehen zu aktiveren. "Lock" heisst geschlossen, "Unlock" heisst offen. Bei älteren Toyota-Fahrzeugen gut sichtbar durch ihre auffällig rote Farbe. Wenn der Allradantrieb nicht genutzt wird, z.B. im Sommer, die Naben öffnen. Im Winter und bei Verdacht, den Allradantrieb bald benutzen zu müssen, schliessen. Sind die Freilaufnaben geöffnet, bringt ein Zuschalten des Allradantriebes via Verteilergetriebe nichts. Naja, fast nichts: Reibung, Widerstand, Mehrverbauch, erhöhte Vibrationen etc. entstehen auch so, da nun Antriebswelle und Vorderachsdifferenzial wiederum mitbewegt werden.

C.) Reduktionsgetriebe, auch Untersetzungsgetriebe genannt.

Dieses ist nichts anderes als ein weiteres Getriebe zwischen Getriebe und Motor. Man kann es sich als ein Getriebe mit nur zwei Gängen vorstellen. Den "grossen Gang" HIGH/HI für die Strasse, den "kleinen Gang" LOW für Gelände, Anhängerbetrieb, ganz steile Anstiege und auch ganz steile Abstiege (für Motorbremse). Das Reduktionsgetriebe ist in den meisten Fällen synchronisiert, d.h. es kann bei langsamer Fahr bei durchgetretener Kupplung eingelegt werden. Den "Grossen Gang" kann man sich als 1:1 vorstellen: Ist dieser eingelegt, resp. das Reduktionsgetriebe nicht eingekuppelt, ist alles wie gewohnt. Wird der "kleine Gang" eingelegt, verschieben sich die Gänge um diesen. Meist liegt der Faktor zwischen 2 und 3.

D.) Differenzial-Sperren

Ein Differenzial (Achsdifferenzial, Zentraldifferenzial etc.) hat die Aufgabe, unterschiedliche Drehzahlen (z.B. in Kurven) zuzulassen. Bei Allrad- und Geländefahrzeugen ist das häufig unerwünscht, weil die Ausgleichsfunktion des Differenzials dafür sorgt, dass die Kraft an dasjenige Rad mit dem geringsten Widerstand abgegeben wird, was jedoch im Sinne bester Traktion unerwünscht ist. Eine Differenzialsperre sperrt das Differenzial, d.h. es findet kein Drehzahlausgleich mehr statt und die Kraft wird zu gleichen Teilen an beide Räder (bei Achsdifferenzialsperren) resp. an beide Achsen (bei Zentraldifferenzialen mit Sperrmöglichkeit) abgegeben. Es gibt automatische und manuelle Differenzialsperren. Diese sperren zu 100%. Daneben gibt es auch Sperrdifferenziale u.ä. mit geringerem Sperrwert.

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1.1) Grundsätzliches zur Nomenklatur:

Permanent vs. "Non-Permanent": Entscheidend ist nicht, ob dauernd beide Achsen angetrieben sind, sondern, ob sie dann angetrieben sind, wenn es benötigt wird. Ein System, das ohne Zutun des Fahres zu- und abschaltet, wird ebenfalls als "permanenter" Allradantrieb bezeichnet. Eine solche Regelung ist sicher auch im Sinne der Hersteller.

1.2.) Grundsätzliches zu Marketingbezeichnungen:

Grundsätzlich verbergen sich bei VW/Audi, DC/MC, BMW, Subaru etc. hinter den Marketing-Bezeichungen "Synchro", "Quattro", 4Motion", "x-Drive", "AWD" etc. meistens verschiedene Systeme und/oder verschiedene Generationen solcher. Es gibt demzufolge nicht DEN "Audi-Allad", ebensowenig DEN "Subaru-Allrad". Zudem ist es auch möglich, dass verschiedene Hersteller gleiche oder sehr ähnliche Systeme verwenden, diese jedoch unterschiedlich kennzeichnen. Deshalb ist es bei Vergleichen wichtig, konkrete Modelle und Systeme miteinander zu vergleichen.

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2.) Audi/VW. (Aufgrund der Verwendung gleicher Systeme, resp. der Verwendung gleicher Plattformen zusammengefasst). Entscheidend ist die Anordnung des Motors:

2.1)

- Fahrzeuge mit Längsmotor (A4, A6, A8, Q7, gewisse Generationen Passat, Pheaton etc.) verwenden das System mit Torsendifferenzial. Das ist ein differenzialgesteuerter 4WD, d.h. die Kraft geht vom Getriebe direkt auf ein Differenzial, welches die Kraft auf die beiden Achsen verteilt. In diesem Fall ist es ein Torsendifferenzial, welches die Kraft dorthin - lies Front- oder Heckachse - verteilt, wo sie am meisten Traktion hat. (Anm: Darstellung grob vereinfacht). Damit ist dieses System drehzahlfühlend, da es die Kraft aktiv verteilen kann und nicht nur bei Drehzahlunterschieden Sperrwirkung aufbaut. Das System ist optimal an die Plattform angepasst (Vorderachsdiffernzial und Getriebe in einem Gehäuse), resp. diese dafür vorgesehen, es sind z.B. keine doppelten Antriebswellen nötig, die zusätzlich Platz beanspruchen und wie bei BMW und MB teilweise sogar durch die Ölwanne geführt werden müssen!! Auch ist für die Allradvariante keine Höherlegung nötig. Unter anderem liegt darin seine technische Stärke und seine Raffinesse. Dieses System kam 1986 auf den Markt und gehört nach wie vor zur den besten Systemen. Die Zeiten, als das noch der ultimative und ziemlich konkurrenzlose Antrieb war, sind vorbei. Die Konkurrenz hat nicht zuletzt dank moderner und intelligenter Elektronik stark aufgeholt. Die Archillessehne des Torsen-Differenzials liegt darin, dass es nicht elektronisch steuer- und regelbar ist. Mit heutiger moderner Elektronik sind bei elektronischer Steuerung und Regelung mehr Funktionen möglich:

- erkennen von Unter- resp. Übersteuern und aktives Umverteilen des Drehmoments

- erkennen der Fahrbahn und damit Anpassung an die Gegebenheiten z.B. starrer Durchtrieb bei Tiefschnee und anderem losen Untergrund

- erkennen des Fahrstils und Anpassung daran, z.B. durch stärkere Hecklastigkeit

etc.

2.2) Bei VW heisst das System mit Torsendifferenzial, "4Motion" früher "Synchro", bei Audi "Quattro". Genau das gleiche (technische) System, nur eine andere (Marken-)Bezeichnung.

2.3) Generationen:

Ältere Quattro mit Längsmotor: Es gibt insgesamt 3 resp. 3.5 resp. 4 Generationen von Audi Quattro mit Längsmotor:

- 1980 bis 1986 (Typ85): 3 offene Kegelrad-Differenziale mit 100%-Sperrmöglichkeit Zentral- und Heckdifferenzial via Seilzüge resp. pneumatisch bei den späteren Fahrzeugen. Fahrdynamik entspricht nicht mehr heutigen Anforderungen, die Traktion des System gehört durch den starren Durchtrieb nach wie vor zum Besten

- Ab 1989 (Typ89) Torsen-A-Zentraldifferenzial plus manuell schaltbarer Heckdifferenzialsperre, die sich bei 25 km/h wieder ausschaltet. (Mit Modifikation ist diese Abschaltung abschaltbar)

- Ab 1995?? Torsen-A-Zentraldifferenzial, "Differenzialsperren" elektronisch via EDS realisiert/simuliert.

- Der neue S4 (RS4?) verfügen über das neue Torsen-C-Zentraldifferenzial welches nun mit 40:60 grundverteilt, gegenüber 50:50 bei Torsen-A, was u.a. für die starke Untersteuerneigung und das teilweise unvorhersehbare Verhalten des Antriebs verantwortlich ist. Mit dem Torsen-C-Zentraldifferenzial ist eine "dynamischere" Fahrweise möglich, da heckbasierter. Marketingtechnisch wurde dieses zuerst bei S4 (RS4) eingeführt, es dürfte jedoch bei den neueren Modellen das Torsen-A mittelfristig ersetzen, sofern bis dann nicht ein gänzlich neues System zum Einsatz kommt.

2.4) Spezialfall:

- Der Audi V8 hat anstelles eines Torsen-A-Mittendifferenzials eine elektronisch gesteuerte Lamellenkupplung und ein Torsendifferenzial (schätzungsweise Torsen-B) als Hinterachsdifferenzuial. Die anderen Quattros aus der gleichen Zeit, hatten damals das Torsen-A-Zentraldifferenzial sowie eine

bis 25 km/h manuell sperrbare Differenzialsperre.

2.5) - Fahrzeuge mit Quermotor die auf der Plattform des Golf basieren (Golf, A3, TT, Bora, neuer Passat, Leon, Oktavia etc.) verwenden das System mit Haldexkupplung. Das ist ein Kupplungsgesteuerter 4WD, d.h. die Kraft geht primär nur auf eine Achse (hier Frontachse), die Hinterräder werden erst bei Schlupf über eine Kupplung zugeschaltet, daher die Bezeichnung "kupplungsbasiert". Es gibt kein Differenzial zwischen den Achsen, welches einen Drehzahlausgleich vornimmt. Dies ist hier auch nicht nötig, da nicht dauernd beide Achse angetrieben werden. Diese Kupplung kuppelt die beiden Achsen bei Bedarf aneinander. Solche Systeme werden auch "Hang-on" also "angehängt", resp. "on demand" also "bei Bedarf" genannt. Kraftverteilung von 100:0 (resp. 0:100 bei primär angetriebener Heckachse) bis 50:50 möglich. Es ist jedoch nicht möglich, dass an der Heckachse (hier: die bei Schlupf angekuppelte Achse, gilt im Umgekehrten Fall auch für die Vorderachse) mehr Drehmoment anliegt als an der Frontachse, denn die Heckachse wird an diese angekuppelt. Möglich ist einzig, die Vorderräder abzubremsen, sodass bei geschlossener Kupplung und 50/50-Verteilung das Drehmoment an der Vorderachse durch Bremseingriff anstelle in Traktion in Hitze umgewandelt wird ;)

2.6) Bei VW heisst das System mit Haldexkupplung, "4Motion", bei Audi "Quattro". Skoda und Seat verwenden nochmals andere Bezeichnungen. Genau das gleiche (technische) System, nur eine andere (Marken-)Bezeichnung.

2.7) Bei Fz mit der ersten Generation der Haldexkupplung ging die Kraft meist 100% an die Vorderräder. 100:0 bis 50:50 sind hier möglich. Die Hersteller werben häufig mit Bezeichnungen 0:100 bis 100:0 was streng genommen nicht möglich ist, da die primär angetriebene Achse (hier Frontachse) nicht 0% übertragen kann. Die Vorderräder werden einfach abgebremst. Siehe 2.5. Bei späteren Generation der Haldexkupplung - einige Quellen schreiben von "Haldex2", andere von "Haldex3" wird die Heckachse anscheindend permanent mit 10% angetrieben. Damit werden Lastwechselreaktionen verringert, Durchdrehen bei schneller Anfahrt verhindert und die Reaktionszeit des System reduziert.

2.8.) Spezialfall "Synchro"

Bislang wurde nur der "4Motion" von VW angesprochen. Der Begriff "Synchro" ist dessen Vorgänger und ebenfalls ein reiner Marketingbegriff, ohne direkten Bezug zur verwendeten Technik. Synchros gab es bei VW bei Golf, Passat und den VW-Bussen. Stand "Synchro" drauf, waren damals wie heute verschiedene Systeme im Einsatz. Da VW teilweise ein einfaches System mit Viskokupplung verwendet hat und den Allradantrieb weniger griffig vermarktet hat, vermarkten konnte als Audi, konnte sich der Begriff "Synchro" nicht im gleichen Umfang etablieren wie "Quattro". Deshalb wurde der Begriff "Synchro" durch "4Motion" ersetzt.

Die Systeme:

Golf: Frontantrieb mit per Viskokupplung angekuppeltem Heckantrieb.

Passat: Je nach Variante. Die auf den Audi-Bodengruppen basierenden Modelle verwenden die entsprechenden Audi-Systeme (siehe 2.3), die anderen die Visko- resp. das aktuelle Modell die Haldexkupplung.

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3.) Subaru

Entscheidend bei Subaru ist +/- das Getriebe, denn Teile des Allradantriebs sind direkt ins Getriebe integriert, resp. daran angebaut. So wird z.B. teilweise die Lamellenkupplung mit dem Öl des Automatikgetriebe gesteuert

Systeme:

3.1)

- Handschalter: Zentraldifferenzial mit Viskobremse. Je nach Variante (STI, Turbomodelle mit Diffsperre?/LSD? an der Hinterachse. Nicht ESP-tauglich, da rein mechanisch. Würde nun ein Rad z.B. das linke Vorderrad vom ESP eingebremst, würde bei Kraftschluss, d.h. wenn die Viskobremse "sperrt", über die Verbindung der Achsen durch die Viskobremse auch die Hinterachse gebremst. Dieses System ist nur drehzahlfühlend, d.h. im Gegensatz zum Audi Quattro mit Torsen-Differenzial wo die Kraftverteilung variiert, wird beim Subaru Schlupf das einfach Differenzial durch die Viskobremse gesperrt (resp. es die Viskobremse sperrt das Zentraldifferenzial) und die Kraft gelangt hälftig an die beiden Achsen, nicht jedoch an die Achse mit der besseren Traktion. Das führt zur z.B. beim Impreza häufig kritisierten Untersteuerneigung, da das Fahrzeug bei hälftiger Kraftverteilung durch die Last auf der Vorderachse erstmal geradeaus schiebt. Grundsätzlich gutes - da differenzialgesteuert, aber eigentlich längst veraltetes System. Wird manchmal als bester Subaru-Allrad bezeichnet, was technisch jedoch nicht zutrifft. Stammt wahrscheinlich noch aus der Zeit, als bei Automatikmodellen nur das in 3.2 beschriebene einfache System erhältlich war.

3.1.1)

Exkurs Unterschied zwischen Viskokupplung und Viskobremse

A.) Viskokupplung

Wie ich den techn. Beschrieben von Subaru entnehme, nennt Subaru das bei den Handschaltern verbaute System teilweise "Viskokupplung". Meines Wissen ist diese Beschreibung nicht ganz korrekt. Viskokupplung würde ja bedeuten, dass nur eine Achse angetrieben ist und sobald Schlupf auftritt, die andere Achse via Viskokupplung - daher der Name Kupplung - angekuppelt wird. Ein solcher (anch heutiger Sichtweise!) Primitivallrad kam z.B. beim VW Passat Synchro von 1980 bis 1985 zum Einsatz.

B.) Viskobremse

Meines Wissens, verwendet Subaru ein Zentraldifferenzial mit Viskobremse. Der Unterschied zur Viskokupplung liegt daran, dass die Viskobremse parallel zum Zentraldifferenzial verbaut wird, welche permanent Kraft an Vorder- als auch Hinterachse leitet, also nicht erst bei Schlupf die zweite Achse zuschaltet. Dieses Zentraldifferenzial leitet bei den handgeschalteten Subarus i.d.R. (Spec.B evtl. andere Kraftverteilung?) die Antriebskraft zu 50:50 an die beiden Achsen. Dreht nun z.B. vorne links das Rad durch, weil es auf Eis steht, entsteht Schlupf und ohne Viskobremse würde nun (fast) alle Kraft auf das linke Vorderrad gehen, da das Zentraldifferenzial - wie es der Name sagt - Drehzahlunterschiede (Differenzen) zulässt und die Kraft dorthin leitet, wo sie am wenigsten Widerstand hat. Das ist die Aufgabe eines Differenzials. Das ist gewollt und gut, nur eben bei Schnee, Eis oder im Gelände eben gerade nicht erwünscht. Die Viskobremse - daher der Name Bremse - bremst nun diesen Drehzahlunterschied zwischen den Achsen, indem die im Öl laufenden Metallscheiben dieses Öl durch die Erhitzung (die Erhitzung entsteht dadurch, dass die Vorderachse mit dem linken Rad auf Eis Achse schneller dreht) was dazu führt, dass sich das Öl ausdehnt und die Scheiben aneinander presst, was dazu führt, dass kein Drehzahlunterschied resp. nur noch ein kleiner Drehzahlunterschied möglich ist, da die Hintachse mitangetrieben wird. Da nun beide Achsen quasi "fest" miteinander verbunden sind, kann kein ESP (resp. VDC bei Subaru) eingesetzt werden, weil ein Abbremsen eines Rades durch den Starren Durchtrieb (lies: feste Verbindung Vorder- und Hinterachse) Auswirkungen auf die andere Achse hätte und auch diese bremsen würde.

3.2)

- Vierstufen-Automat 2.0 Liter: Kupplungsbasierter Allradantrieb. Primär Vorderradantrieb, Lamellenkupplung schaltet Hinterräder bei Bedarf zu. Abgesenen vom System im Justy das schlechteste System. Technisch überholt.

3.3)

- Vierstufen-Automat 2.5 Liter: Zentraldifferenzial mit asymetrischer Kraftverteilung (36:64) und Lamellenbremse. ESP (Subaru: VDC) -tauglich. Gutes System. Laut Subaru aktive Momentverteilung möglich, bin mir diesbezüglich nicht sicher.

3.4)

- Fünfstufen-Automat 3.0 Liter ab Modelljahr 04: Zentraldifferenzial mit asymetrischer Kraftverteilung (45.7:54.3??) und Lamellenbremse mit der Fähigkeit der aktiven Momentverteilung. ESP-tauglich. Gutes System von der Leistung, wohl mit Audio Quattro mit Torsendifferenzial, der neusten Generation x-Drive sowie dem neuem 4Matic (S-Klasse ab 2006) vergleichbar.

3.5)

- DCCD im Impreza STI WRX ab 2004: Aufwändigeres System als bei den anderen Handschaltern. Asymetrische Kraftverteilung, mit der Möglichkeit den Sperrgrad des Zentraldifferenzials manuel zu verändern. Mechanische?, 100%ige? Diffsperre an Heckachse, LSD an Vorderachse. Technisch aufwändig. Gemäss Subaru ihr bestes System.

Diese Aussagen sind bis etwa Baujahr 2003 gültig, bei den aktuellen Versionen soll es einige Veränderungen gegeben haben. So sollen nun auch die kleinen Automatikmodelle mit weniger als 3 Liter Hubraum das differenzialbasierte System aus 3.3 verwenden, jedoch ohne VDC, resp. nur in gewissen Ausstattungsvarianten mit VDC, während VDC bei den alten 2.5 Litern ab 1998 enthalten war. Der Spec B 6-Gang-Handschalter (vom STI) hat als erster Handschalter VDC. Teilweise in von einer 50:50 Kraftverteilung die Rede.

Link zu den Subaru-Systemen: http://www.subaru-presse.de/allrad/Allrad.htm

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4.) Weitere Hersteller

4.1 Volvo

4.2 Porsche

4.3 Range Rover

4.4 Land Rover

4.5 Cherokee

4.6 ......

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5.) MB/DC:

Da diese Systeme wenig bekannt sind und diesbezüglich viel Unsicherheit herrscht, ein paar Worte dazu:

5.1) G-Modell:

3 offene Differenziale, resp. 2-stufiges Verteilergetriebe als Zentraldifferenzial. Die Differenziale resp. das Verteilergetriebe (I=Verteilergetriebe, II=Heckdifferenzialsperre, III=Frontdifferenzialsperre) lassen sich zu 100% sperren, sodass alle 4 Räder gleichviel Kraft übertragen. Mit eingelegten Sperren nur fürs (schwere) Gelände geeignet, Verspannungen auf trockenem Untergrund, ABS wird ausgeschaltet, Lenkfähigkeit mit aktivierter Frontdifferenzialsperre stark eingeschränkt. Ab Facelift im Jahr 2002 zusätzlich (solange keine der Achsen gesperrt ist) zusätzlich der aus M-, E-, C- und S-Klasse bekannten 4ETS-"Allradantrieb", welcher die drei Sperren über Bremseingriff simuliert.

5.2) E-Klasse W124/S124 mit "4Matic":

http://de.wikipedia.org/wiki/4MATIC. Dieses System gilt als mechanisch anfällig, da sehr aufwändig. Mehrpeis gegenüber Heckvariante waren damals ca. 15000 DM! Letztlich entspricht es dem unter 4.1 beschriebenen System mit Verteilergetriebe und Heckdifferenzialsperre, mit dem Unterschied, dass das Verteilergetriebe erst bei Schlupf automatisch zugeschaltet (35:65) wird. In der zweiten Stufe wird das Verteilergetriebe gesperrt mit fix 35:65 und in der dritten Stufe wird in der Heckachse eine 100%ige Differenzialsperre aktiviert. Auf eine Differenzialsperre an der Vorderachse wurde im Gegensatz zum G-Modell verzichtet. Damit ist das System der einzige Zuschaltaltrad mit Zentraldifferenzial.

Aus mehrjähriger, praktischer Erfahrung mit dem System kann ich sagen, dass die Traktion ausserordentlich gut ist und z.B. alte Heckantriebs-Volvos mit Differenzialsperre und Schneeketten schlägt.

5.3) M-Klasse:

Die M-Klasse ist standardmässig mit dem Allradsystem 4ETS ausgerüstet. Offenes Zentraldifferenzial mit Kraftverteilung 40:60. Sperrwirkung alleine über Bremseingriff. genannt ETS, elektronisches Traktionssystem. Fürs Gelände nur bedingt geeignet. Bei gewissen (späteren, zweite Version??) Modellen Offroad-Paket mit 100%iger Diffsperre für Zentral- und Hinterachsdifferenzial lieferbar.

5.4) E-Klasse W210/S210:

Mit dieser Modellreihe wurde bei den PKWs ebenfalls das einfachere System wie in 5.3.) eingeführt, welches mit dem automatisch zu- und abschaltenten System aus dem W124/S124 nicht mehr viel gemeinsam hat: Offenes Zentraldifferenzial mit Kraftverteilung 40/60. Sperrwirkung alleine über Bremseingriff. Traktion nicht mehr gleich gut wie 4.2. Kritisiert wurde die Abstimmung des Bremseingriffs. System entwickelt von Magna Steyr.

5.5.) E-Klasse W211/S211, C-Klasse, S-Klasse:

Gleiches System, Bremseingriff/Elektronik verfeinert. Damals wurde mit der hohen Rechenleistung der Elekrtonik geworben, welche z.B. Drehung um die Hochachse u.a. berücksichtigt. Erstaunliche Fahrleistungen, liegt etwa mit Audi Quattro (Torsendifferenzial) gleichauf, ohne jedoch dessen Neigung zu Unter- resp. Üntersteuernd. Während Heckvarianten mit 7-G-Automat lieferbar sind, gibt es bei 4-Matic nur eine 5-Gang-Automatik.

5.6.) S-Klasse ab 2006:

Ähnliches System, aber nun zusätzlich mit Lamellenbremse?? (Sperrgrad unbekannt) am Zentraldifferenzial. Hat wohl den Zweck, die nötigen Bremseingriffe etwas zu reduzieren. Grundverteilung neu 45:55. Nun mit 7-G-Automatik verfügbar, Verteilergetriebe und Automatikgetriebe integriert, geringes Mehrgewicht von 70 kg, wenig Mehrverbrauch. Pers. Anm.: Da bereits die aktuelle 4-Matic ohne Lamellenbremse zu sehr guten Resultaten führt, dürfte dieses System ebenfalls in der obersten Liga mitspielen.

Ausser dem in 5.1) beschriebenen System leiden die in 5.2 bis 5.5 beschriebenen Systeme daran, dass die entsprechende Plattform nicht von Anfang an dafür optimiert wurde, wie dies z.B. bei Audi der Fall ist. Erst ab 5.6 scheint dies nun der Fall zu sein. So gibt es den 4Matic nicht in allen Modellen, bei den V12-Modellen der S-Klasse aus Platzgründen. Beim 5-Liter-Achtzylinder ist die Beinfreiheit des Beifahrers gegenüber dem heckgetriebenen Modell eingeschränkt, durch die zusätzliche Antriebseinheit der Vorderachse. Dazu kommt, dass die 4Matic-Modelle i.d.R. etwas höhergelegt sind.

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6.) BMW:

Diese Systeme sind ebenfalls nur wenig bekannt. Hier lassen sich grob in die "alten Systeme" sowie die verschiedenen Varianten des modernen " x-Drive" einteilen

6.1) "Altes System": 3er BMW E30, 325ix

Viskosperre im Verteiler- als auch im Hinterachsgetriebe, Momentverteilung starr 36:64

6.2) "Altes System": 5er BMW E34

Aufwändiger, permanenter 4WD, Sperren in Verteiler- und Hinterachsgetriebe, Momentanverteilung variabel 36:64 bis 50:50, Basisverteilung 36:64. Genaues Funktionsprinzip ist mir nicht geläufig.

6.3) "Altes System": 3er BMW E46

Offenes Zentraldifferenzial in Planetenbauweise mit Kraftverteilung 38:62. Keine mechanischen Sperren. Sperrwirkung wird ausschliesslich über Bremseingriff, gennant ADB-X realisiert. Gleiches System wie MB in 5.3/5.4 beschrieben, nur Kraftverteilung hecklastiger ausgelegt.

Das System wurde öfters kritisiert.

6.4) "Altes System": X5 erste Generation, E53

Gleiches System wie 6.3.

6.5) x-Drive: X3, X5, zweite Generation, 3er E90, 5er ab 2005

Kupplungsgesteuerter Allradantrieb. Wird häufig mit dem Haldex-System verglichen, welchem es ähnelt, ist diesem imho jedoch überlegen, da die primär angetriebene Achse die Heckachse ist. Die Frontachse kann zugechaltet werden, maximal sind 50/50 möglich, meist jedoch hecklastig von 0/100 biw 50/50, was zu besserer Fahrdynamik führt als bei den Kupplungsbasierten Systemen mit Primärantrieb an der Vorderachse mit 100/0 bis 50/50. Damit wird der grösste Nachteil, den z.B. der haldexbasierte Quattro/4Motion gegenüber dem torsenbasierte Quattro/4Motion aufweist, umgangen. Bei Anfahren Vorspannung, fürs Rangieren wird die Vorderachse entkoppelt. Allrad interagiert sämtlicher Elektronik wie ESP, Giermomentsensor etc. Damit kann das System auf Unter- resp. Übersteuern reagieren. Bei den neueren Varianten soll zudem aktive Momentverteilung an der Hinterachse möglich sein.

P.S: Bin für Verbesserungsvorschläge, Präzisierungen, Anmerkungen und Kritik offen. Wenn sich jemand berufen fühlt, über weitere Systeme/Hersteller zu schreiben, nur zu!

PP.S: Dies ist eine aktualisierte Version und neuer als die folgenden Postings. Diese können Kritik, Anmerkungen und Vorschläge enthalten, die in der aktuellen Version bereits umgesetzt sind. Trotzdem empfehle ich die Lektüre des ganzen Threads, der sehr lesenswerte Beiträge, Anregungen und Tips enthält.

Beste Antwort im Thema
Themenstarteram 10. Januar 2007 um 20:01

PKW-Allradsystem-FAQ, Version 0.2, 15. Januar 2007

0). Anmerkungen: Da ich auf MT in Bezug auf Allradantriebe eine Zusammenfassung vermisst habe, habe ich selbst eine verfasst. Der Beitrag war ursprünglich ein Posting zu den Allradsystemen von Subaru und VW/Audi, welches ich ergänzt, erweitert und angepasst habe.

0.1) Ziel/Absicht:

- eine kleine Übersicht über halbwegs am Markt gängige und bekannte Systeme inkl. Vor- und Nachteilen, Anmerkungen und Kommentaren

- keine Chronologie, keine umfassende Darstellung über alle Systeme der letzten hundert Jahre

- keine Sammlung von Links

- keine Diskussion über Sinn und Unsinn von Allradantrieben

- keine Diskussion über die angeblichen Vorteile von Heckantrieb, denn die interessieren den Allradfahrer nicht *g*

- Hauptaugenmerk auf PKW-Allradantriebe, aber da diese kleine FAQ bei den Offroadern Gastrecht geniesst, doch noch ein paar Infos zur Geländewagen-Antriebstechnik

0.2) Geländewagen-Allradsysteme vs. PKW-Allradsysteme:

"Richtige" klassische Allradantriebe verfügen i.d.R. über mechanische Sperren (Mercedes G-Modell: 3 offene Differenziale mit 100%iger Sperrmöglichkeit) sowie häufig Reduktionsgetriebe und sind fürs Gelände konzipiert und auch geeignet. Aktuelle PKW-Allradsysteme sind im Gegensatz zu ihren technisch/mechanisch aufwändigen und meist schwerfälligen Geschwistern nicht mehr nur auf Traktion, sondern in zunehmenden Masse auf Traktion als auch Fahrdynamik ausgelegt und verzichten meist auf aufwändige Mechanik, weil diese durch ihr Gewicht der Fahrdynamik abträglich ist. Im Gegensatz zu Geländefahrzeugen - wo es rein um die Traktion und Geländefähigkeit geht und deshalb ein eigentlich technisch überholter, einfacher Zuschaltallrad mit starrem Durchtrieb eine gute Lösung sein kann - haben die modernen Allradantriebe in PKWs auch die Aufgabe, Fahrdynamik und Sicherheit zu verbessern. Aus diesem Grund verzichten sie auf aufwändige und schwere Mechanik. Mechanische Differenzialsperren werden durch Bremseingriff simuliert. Obwohl die Sperrwirkung "elektronischer Sperren" unter dem mechanischer Sperren liegt und elektronische Sperren nicht für längerdauernden Einsatz geeignet sind, haben elektronische Systeme den entscheidenden Vorteil, mit Fahrdynamiksystemen und anderer Elektronik kompatibel zu sein.

0.3) Systematik der Allradantriebe: (leider unvollständig und teilweise unpräzise)

http://www.magnasteyr.com/.../allradantriebe.pdf

0.4) Ein kleiner Exkurs zur (Geländewagen)-Technik Verteilergetriebe? Freilaufnaben? Reduktionsgetriebe? Differenzialsperren? Ich verstehe nur Bahnhof!

A.) Verteilergetriebe

Bei klassischen Geländewagenallradantrieben werden die beiden Achsen in den meisten Fällen durch ein Verteilergetriebe zusammen- resp. die zweite Achse (Vorderachse) zugeschaltet. Dieses Verteilergetriebe verteilt die Kraft meist hälftig an die beiden Achsen, jedoch ohne einen Drehzahlausgleich zwischen den Achsen zu ermöglichen. Je nach Fahrsituation wie z.B. in Kurven ist ein solcher jedoch nötig, da die Vorderachse einen weiteren Weg zurücklegt als die Hinterachse. Damit sind solche Systeme nur für rutschigen Untergrund, nicht jedoch für trockene Strassen geeignet und deshalb auf der Strasse ab- resp. nicht zu- zu schalten. Genau dafür ist das Verteilergetriebe da.

B.) Freilaufnaben

Wird nun das Verteilergetriebe durch einen zusätzlichen Schalthebel so geschaltet, dass die zuschaltbare Achse (meist die Vorderachse) nicht zugeschaltet wird, wird das Fahrzeug nur noch von der Hinterachse angetrieben. Die Vorderräder werden von der Kardanwelle (die am Verteilergetriebe hängt) nun nicht mehr angetrieben, da die Vorderachse nicht zugeschaltet, d.h. die Antriebswelle vom Verteilergetriebe getrennt. ist. Die Vorderräder jedoch sind immer noch mit dem Vorderachsdifferenzial und dieses wiederum mit der Kardanwelle/Antriebswelle zum Verteilergetriebe verbunden. Dadurch treiben die Vorderräder die Antriebswelle an. Dadurch entstehen Reibung und Widerstand, was zu erhöhtem Geräusch, erhöhtem Vibrieren und erhöhtem Verbrauch führt. Freilaufnaben befinden sind an den Vorderrädern (=Naben) und erlauben nun, die Räder von der Antriebswelle und dem Differenzial zu lösen, damit diese frei laufen (=Freilauf) können, ohne die Antriebswelle anzutreiben. Klassische Freilaufnaben sind manuel durch Drehen zu aktiveren. "Lock" heisst geschlossen, "Unlock" heisst offen. Bei älteren Toyota-Fahrzeugen gut sichtbar durch ihre auffällig rote Farbe. Wenn der Allradantrieb nicht genutzt wird, z.B. im Sommer, die Naben öffnen. Im Winter und bei Verdacht, den Allradantrieb bald benutzen zu müssen, schliessen. Sind die Freilaufnaben geöffnet, bringt ein Zuschalten des Allradantriebes via Verteilergetriebe nichts. Naja, fast nichts: Reibung, Widerstand, Mehrverbauch, erhöhte Vibrationen etc. entstehen auch so, da nun Antriebswelle und Vorderachsdifferenzial wiederum mitbewegt werden.

C.) Reduktionsgetriebe, auch Untersetzungsgetriebe genannt.

Dieses ist nichts anderes als ein weiteres Getriebe zwischen Getriebe und Motor. Man kann es sich als ein Getriebe mit nur zwei Gängen vorstellen. Den "grossen Gang" HIGH/HI für die Strasse, den "kleinen Gang" LOW für Gelände, Anhängerbetrieb, ganz steile Anstiege und auch ganz steile Abstiege (für Motorbremse). Das Reduktionsgetriebe ist in den meisten Fällen synchronisiert, d.h. es kann bei langsamer Fahr bei durchgetretener Kupplung eingelegt werden. Den "Grossen Gang" kann man sich als 1:1 vorstellen: Ist dieser eingelegt, resp. das Reduktionsgetriebe nicht eingekuppelt, ist alles wie gewohnt. Wird der "kleine Gang" eingelegt, verschieben sich die Gänge um diesen. Meist liegt der Faktor zwischen 2 und 3.

D.) Differenzial-Sperren

Ein Differenzial (Achsdifferenzial, Zentraldifferenzial etc.) hat die Aufgabe, unterschiedliche Drehzahlen (z.B. in Kurven) zuzulassen. Bei Allrad- und Geländefahrzeugen ist das häufig unerwünscht, weil die Ausgleichsfunktion des Differenzials dafür sorgt, dass die Kraft an dasjenige Rad mit dem geringsten Widerstand abgegeben wird, was jedoch im Sinne bester Traktion unerwünscht ist. Eine Differenzialsperre sperrt das Differenzial, d.h. es findet kein Drehzahlausgleich mehr statt und die Kraft wird zu gleichen Teilen an beide Räder (bei Achsdifferenzialsperren) resp. an beide Achsen (bei Zentraldifferenzialen mit Sperrmöglichkeit) abgegeben. Es gibt automatische und manuelle Differenzialsperren. Diese sperren zu 100%. Daneben gibt es auch Sperrdifferenziale u.ä. mit geringerem Sperrwert.

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1.1) Grundsätzliches zur Nomenklatur:

Permanent vs. "Non-Permanent": Entscheidend ist nicht, ob dauernd beide Achsen angetrieben sind, sondern, ob sie dann angetrieben sind, wenn es benötigt wird. Ein System, das ohne Zutun des Fahres zu- und abschaltet, wird ebenfalls als "permanenter" Allradantrieb bezeichnet. Eine solche Regelung ist sicher auch im Sinne der Hersteller.

1.2.) Grundsätzliches zu Marketingbezeichnungen:

Grundsätzlich verbergen sich bei VW/Audi, DC/MC, BMW, Subaru etc. hinter den Marketing-Bezeichungen "Synchro", "Quattro", 4Motion", "x-Drive", "AWD" etc. meistens verschiedene Systeme und/oder verschiedene Generationen solcher. Es gibt demzufolge nicht DEN "Audi-Allad", ebensowenig DEN "Subaru-Allrad". Zudem ist es auch möglich, dass verschiedene Hersteller gleiche oder sehr ähnliche Systeme verwenden, diese jedoch unterschiedlich kennzeichnen. Deshalb ist es bei Vergleichen wichtig, konkrete Modelle und Systeme miteinander zu vergleichen.

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2.) Audi/VW. (Aufgrund der Verwendung gleicher Systeme, resp. der Verwendung gleicher Plattformen zusammengefasst). Entscheidend ist die Anordnung des Motors:

2.1)

- Fahrzeuge mit Längsmotor (A4, A6, A8, Q7, gewisse Generationen Passat, Pheaton etc.) verwenden das System mit Torsendifferenzial. Das ist ein differenzialgesteuerter 4WD, d.h. die Kraft geht vom Getriebe direkt auf ein Differenzial, welches die Kraft auf die beiden Achsen verteilt. In diesem Fall ist es ein Torsendifferenzial, welches die Kraft dorthin - lies Front- oder Heckachse - verteilt, wo sie am meisten Traktion hat. (Anm: Darstellung grob vereinfacht). Damit ist dieses System drehzahlfühlend, da es die Kraft aktiv verteilen kann und nicht nur bei Drehzahlunterschieden Sperrwirkung aufbaut. Das System ist optimal an die Plattform angepasst (Vorderachsdiffernzial und Getriebe in einem Gehäuse), resp. diese dafür vorgesehen, es sind z.B. keine doppelten Antriebswellen nötig, die zusätzlich Platz beanspruchen und wie bei BMW und MB teilweise sogar durch die Ölwanne geführt werden müssen!! Auch ist für die Allradvariante keine Höherlegung nötig. Unter anderem liegt darin seine technische Stärke und seine Raffinesse. Dieses System kam 1986 auf den Markt und gehört nach wie vor zur den besten Systemen. Die Zeiten, als das noch der ultimative und ziemlich konkurrenzlose Antrieb war, sind vorbei. Die Konkurrenz hat nicht zuletzt dank moderner und intelligenter Elektronik stark aufgeholt. Die Archillessehne des Torsen-Differenzials liegt darin, dass es nicht elektronisch steuer- und regelbar ist. Mit heutiger moderner Elektronik sind bei elektronischer Steuerung und Regelung mehr Funktionen möglich:

- erkennen von Unter- resp. Übersteuern und aktives Umverteilen des Drehmoments

- erkennen der Fahrbahn und damit Anpassung an die Gegebenheiten z.B. starrer Durchtrieb bei Tiefschnee und anderem losen Untergrund

- erkennen des Fahrstils und Anpassung daran, z.B. durch stärkere Hecklastigkeit

etc.

2.2) Bei VW heisst das System mit Torsendifferenzial, "4Motion" früher "Synchro", bei Audi "Quattro". Genau das gleiche (technische) System, nur eine andere (Marken-)Bezeichnung.

2.3) Generationen:

Ältere Quattro mit Längsmotor: Es gibt insgesamt 3 resp. 3.5 resp. 4 Generationen von Audi Quattro mit Längsmotor:

- 1980 bis 1986 (Typ85): 3 offene Kegelrad-Differenziale mit 100%-Sperrmöglichkeit Zentral- und Heckdifferenzial via Seilzüge resp. pneumatisch bei den späteren Fahrzeugen. Fahrdynamik entspricht nicht mehr heutigen Anforderungen, die Traktion des System gehört durch den starren Durchtrieb nach wie vor zum Besten

- Ab 1989 (Typ89) Torsen-A-Zentraldifferenzial plus manuell schaltbarer Heckdifferenzialsperre, die sich bei 25 km/h wieder ausschaltet. (Mit Modifikation ist diese Abschaltung abschaltbar)

- Ab 1995?? Torsen-A-Zentraldifferenzial, "Differenzialsperren" elektronisch via EDS realisiert/simuliert.

- Der neue S4 (RS4?) verfügen über das neue Torsen-C-Zentraldifferenzial welches nun mit 40:60 grundverteilt, gegenüber 50:50 bei Torsen-A, was u.a. für die starke Untersteuerneigung und das teilweise unvorhersehbare Verhalten des Antriebs verantwortlich ist. Mit dem Torsen-C-Zentraldifferenzial ist eine "dynamischere" Fahrweise möglich, da heckbasierter. Marketingtechnisch wurde dieses zuerst bei S4 (RS4) eingeführt, es dürfte jedoch bei den neueren Modellen das Torsen-A mittelfristig ersetzen, sofern bis dann nicht ein gänzlich neues System zum Einsatz kommt.

2.4) Spezialfall:

- Der Audi V8 hat anstelles eines Torsen-A-Mittendifferenzials eine elektronisch gesteuerte Lamellenkupplung und ein Torsendifferenzial (schätzungsweise Torsen-B) als Hinterachsdifferenzuial. Die anderen Quattros aus der gleichen Zeit, hatten damals das Torsen-A-Zentraldifferenzial sowie eine

bis 25 km/h manuell sperrbare Differenzialsperre.

2.5) - Fahrzeuge mit Quermotor die auf der Plattform des Golf basieren (Golf, A3, TT, Bora, neuer Passat, Leon, Oktavia etc.) verwenden das System mit Haldexkupplung. Das ist ein Kupplungsgesteuerter 4WD, d.h. die Kraft geht primär nur auf eine Achse (hier Frontachse), die Hinterräder werden erst bei Schlupf über eine Kupplung zugeschaltet, daher die Bezeichnung "kupplungsbasiert". Es gibt kein Differenzial zwischen den Achsen, welches einen Drehzahlausgleich vornimmt. Dies ist hier auch nicht nötig, da nicht dauernd beide Achse angetrieben werden. Diese Kupplung kuppelt die beiden Achsen bei Bedarf aneinander. Solche Systeme werden auch "Hang-on" also "angehängt", resp. "on demand" also "bei Bedarf" genannt. Kraftverteilung von 100:0 (resp. 0:100 bei primär angetriebener Heckachse) bis 50:50 möglich. Es ist jedoch nicht möglich, dass an der Heckachse (hier: die bei Schlupf angekuppelte Achse, gilt im Umgekehrten Fall auch für die Vorderachse) mehr Drehmoment anliegt als an der Frontachse, denn die Heckachse wird an diese angekuppelt. Möglich ist einzig, die Vorderräder abzubremsen, sodass bei geschlossener Kupplung und 50/50-Verteilung das Drehmoment an der Vorderachse durch Bremseingriff anstelle in Traktion in Hitze umgewandelt wird ;)

2.6) Bei VW heisst das System mit Haldexkupplung, "4Motion", bei Audi "Quattro". Skoda und Seat verwenden nochmals andere Bezeichnungen. Genau das gleiche (technische) System, nur eine andere (Marken-)Bezeichnung.

2.7) Bei Fz mit der ersten Generation der Haldexkupplung ging die Kraft meist 100% an die Vorderräder. 100:0 bis 50:50 sind hier möglich. Die Hersteller werben häufig mit Bezeichnungen 0:100 bis 100:0 was streng genommen nicht möglich ist, da die primär angetriebene Achse (hier Frontachse) nicht 0% übertragen kann. Die Vorderräder werden einfach abgebremst. Siehe 2.5. Bei späteren Generation der Haldexkupplung - einige Quellen schreiben von "Haldex2", andere von "Haldex3" wird die Heckachse anscheindend permanent mit 10% angetrieben. Damit werden Lastwechselreaktionen verringert, Durchdrehen bei schneller Anfahrt verhindert und die Reaktionszeit des System reduziert.

2.8.) Spezialfall "Synchro"

Bislang wurde nur der "4Motion" von VW angesprochen. Der Begriff "Synchro" ist dessen Vorgänger und ebenfalls ein reiner Marketingbegriff, ohne direkten Bezug zur verwendeten Technik. Synchros gab es bei VW bei Golf, Passat und den VW-Bussen. Stand "Synchro" drauf, waren damals wie heute verschiedene Systeme im Einsatz. Da VW teilweise ein einfaches System mit Viskokupplung verwendet hat und den Allradantrieb weniger griffig vermarktet hat, vermarkten konnte als Audi, konnte sich der Begriff "Synchro" nicht im gleichen Umfang etablieren wie "Quattro". Deshalb wurde der Begriff "Synchro" durch "4Motion" ersetzt.

Die Systeme:

Golf: Frontantrieb mit per Viskokupplung angekuppeltem Heckantrieb.

Passat: Je nach Variante. Die auf den Audi-Bodengruppen basierenden Modelle verwenden die entsprechenden Audi-Systeme (siehe 2.3), die anderen die Visko- resp. das aktuelle Modell die Haldexkupplung.

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3.) Subaru

Entscheidend bei Subaru ist +/- das Getriebe, denn Teile des Allradantriebs sind direkt ins Getriebe integriert, resp. daran angebaut. So wird z.B. teilweise die Lamellenkupplung mit dem Öl des Automatikgetriebe gesteuert

Systeme:

3.1)

- Handschalter: Zentraldifferenzial mit Viskobremse. Je nach Variante (STI, Turbomodelle mit Diffsperre?/LSD? an der Hinterachse. Nicht ESP-tauglich, da rein mechanisch. Würde nun ein Rad z.B. das linke Vorderrad vom ESP eingebremst, würde bei Kraftschluss, d.h. wenn die Viskobremse "sperrt", über die Verbindung der Achsen durch die Viskobremse auch die Hinterachse gebremst. Dieses System ist nur drehzahlfühlend, d.h. im Gegensatz zum Audi Quattro mit Torsen-Differenzial wo die Kraftverteilung variiert, wird beim Subaru Schlupf das einfach Differenzial durch die Viskobremse gesperrt (resp. es die Viskobremse sperrt das Zentraldifferenzial) und die Kraft gelangt hälftig an die beiden Achsen, nicht jedoch an die Achse mit der besseren Traktion. Das führt zur z.B. beim Impreza häufig kritisierten Untersteuerneigung, da das Fahrzeug bei hälftiger Kraftverteilung durch die Last auf der Vorderachse erstmal geradeaus schiebt. Grundsätzlich gutes - da differenzialgesteuert, aber eigentlich längst veraltetes System. Wird manchmal als bester Subaru-Allrad bezeichnet, was technisch jedoch nicht zutrifft. Stammt wahrscheinlich noch aus der Zeit, als bei Automatikmodellen nur das in 3.2 beschriebene einfache System erhältlich war.

3.1.1)

Exkurs Unterschied zwischen Viskokupplung und Viskobremse

A.) Viskokupplung

Wie ich den techn. Beschrieben von Subaru entnehme, nennt Subaru das bei den Handschaltern verbaute System teilweise "Viskokupplung". Meines Wissen ist diese Beschreibung nicht ganz korrekt. Viskokupplung würde ja bedeuten, dass nur eine Achse angetrieben ist und sobald Schlupf auftritt, die andere Achse via Viskokupplung - daher der Name Kupplung - angekuppelt wird. Ein solcher (anch heutiger Sichtweise!) Primitivallrad kam z.B. beim VW Passat Synchro von 1980 bis 1985 zum Einsatz.

B.) Viskobremse

Meines Wissens, verwendet Subaru ein Zentraldifferenzial mit Viskobremse. Der Unterschied zur Viskokupplung liegt daran, dass die Viskobremse parallel zum Zentraldifferenzial verbaut wird, welche permanent Kraft an Vorder- als auch Hinterachse leitet, also nicht erst bei Schlupf die zweite Achse zuschaltet. Dieses Zentraldifferenzial leitet bei den handgeschalteten Subarus i.d.R. (Spec.B evtl. andere Kraftverteilung?) die Antriebskraft zu 50:50 an die beiden Achsen. Dreht nun z.B. vorne links das Rad durch, weil es auf Eis steht, entsteht Schlupf und ohne Viskobremse würde nun (fast) alle Kraft auf das linke Vorderrad gehen, da das Zentraldifferenzial - wie es der Name sagt - Drehzahlunterschiede (Differenzen) zulässt und die Kraft dorthin leitet, wo sie am wenigsten Widerstand hat. Das ist die Aufgabe eines Differenzials. Das ist gewollt und gut, nur eben bei Schnee, Eis oder im Gelände eben gerade nicht erwünscht. Die Viskobremse - daher der Name Bremse - bremst nun diesen Drehzahlunterschied zwischen den Achsen, indem die im Öl laufenden Metallscheiben dieses Öl durch die Erhitzung (die Erhitzung entsteht dadurch, dass die Vorderachse mit dem linken Rad auf Eis Achse schneller dreht) was dazu führt, dass sich das Öl ausdehnt und die Scheiben aneinander presst, was dazu führt, dass kein Drehzahlunterschied resp. nur noch ein kleiner Drehzahlunterschied möglich ist, da die Hintachse mitangetrieben wird. Da nun beide Achsen quasi "fest" miteinander verbunden sind, kann kein ESP (resp. VDC bei Subaru) eingesetzt werden, weil ein Abbremsen eines Rades durch den Starren Durchtrieb (lies: feste Verbindung Vorder- und Hinterachse) Auswirkungen auf die andere Achse hätte und auch diese bremsen würde.

3.2)

- Vierstufen-Automat 2.0 Liter: Kupplungsbasierter Allradantrieb. Primär Vorderradantrieb, Lamellenkupplung schaltet Hinterräder bei Bedarf zu. Abgesenen vom System im Justy das schlechteste System. Technisch überholt.

3.3)

- Vierstufen-Automat 2.5 Liter: Zentraldifferenzial mit asymetrischer Kraftverteilung (36:64) und Lamellenbremse. ESP (Subaru: VDC) -tauglich. Gutes System. Laut Subaru aktive Momentverteilung möglich, bin mir diesbezüglich nicht sicher.

3.4)

- Fünfstufen-Automat 3.0 Liter ab Modelljahr 04: Zentraldifferenzial mit asymetrischer Kraftverteilung (45.7:54.3??) und Lamellenbremse mit der Fähigkeit der aktiven Momentverteilung. ESP-tauglich. Gutes System von der Leistung, wohl mit Audio Quattro mit Torsendifferenzial, der neusten Generation x-Drive sowie dem neuem 4Matic (S-Klasse ab 2006) vergleichbar.

3.5)

- DCCD im Impreza STI WRX ab 2004: Aufwändigeres System als bei den anderen Handschaltern. Asymetrische Kraftverteilung, mit der Möglichkeit den Sperrgrad des Zentraldifferenzials manuel zu verändern. Mechanische?, 100%ige? Diffsperre an Heckachse, LSD an Vorderachse. Technisch aufwändig. Gemäss Subaru ihr bestes System.

Diese Aussagen sind bis etwa Baujahr 2003 gültig, bei den aktuellen Versionen soll es einige Veränderungen gegeben haben. So sollen nun auch die kleinen Automatikmodelle mit weniger als 3 Liter Hubraum das differenzialbasierte System aus 3.3 verwenden, jedoch ohne VDC, resp. nur in gewissen Ausstattungsvarianten mit VDC, während VDC bei den alten 2.5 Litern ab 1998 enthalten war. Der Spec B 6-Gang-Handschalter (vom STI) hat als erster Handschalter VDC. Teilweise in von einer 50:50 Kraftverteilung die Rede.

Link zu den Subaru-Systemen: http://www.subaru-presse.de/allrad/Allrad.htm

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4.) Weitere Hersteller

4.1 Volvo

4.2 Porsche

4.3 Range Rover

4.4 Land Rover

4.5 Cherokee

4.6 ......

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5.) MB/DC:

Da diese Systeme wenig bekannt sind und diesbezüglich viel Unsicherheit herrscht, ein paar Worte dazu:

5.1) G-Modell:

3 offene Differenziale, resp. 2-stufiges Verteilergetriebe als Zentraldifferenzial. Die Differenziale resp. das Verteilergetriebe (I=Verteilergetriebe, II=Heckdifferenzialsperre, III=Frontdifferenzialsperre) lassen sich zu 100% sperren, sodass alle 4 Räder gleichviel Kraft übertragen. Mit eingelegten Sperren nur fürs (schwere) Gelände geeignet, Verspannungen auf trockenem Untergrund, ABS wird ausgeschaltet, Lenkfähigkeit mit aktivierter Frontdifferenzialsperre stark eingeschränkt. Ab Facelift im Jahr 2002 zusätzlich (solange keine der Achsen gesperrt ist) zusätzlich der aus M-, E-, C- und S-Klasse bekannten 4ETS-"Allradantrieb", welcher die drei Sperren über Bremseingriff simuliert.

5.2) E-Klasse W124/S124 mit "4Matic":

http://de.wikipedia.org/wiki/4MATIC. Dieses System gilt als mechanisch anfällig, da sehr aufwändig. Mehrpeis gegenüber Heckvariante waren damals ca. 15000 DM! Letztlich entspricht es dem unter 4.1 beschriebenen System mit Verteilergetriebe und Heckdifferenzialsperre, mit dem Unterschied, dass das Verteilergetriebe erst bei Schlupf automatisch zugeschaltet (35:65) wird. In der zweiten Stufe wird das Verteilergetriebe gesperrt mit fix 35:65 und in der dritten Stufe wird in der Heckachse eine 100%ige Differenzialsperre aktiviert. Auf eine Differenzialsperre an der Vorderachse wurde im Gegensatz zum G-Modell verzichtet. Damit ist das System der einzige Zuschaltaltrad mit Zentraldifferenzial.

Aus mehrjähriger, praktischer Erfahrung mit dem System kann ich sagen, dass die Traktion ausserordentlich gut ist und z.B. alte Heckantriebs-Volvos mit Differenzialsperre und Schneeketten schlägt.

5.3) M-Klasse:

Die M-Klasse ist standardmässig mit dem Allradsystem 4ETS ausgerüstet. Offenes Zentraldifferenzial mit Kraftverteilung 40:60. Sperrwirkung alleine über Bremseingriff. genannt ETS, elektronisches Traktionssystem. Fürs Gelände nur bedingt geeignet. Bei gewissen (späteren, zweite Version??) Modellen Offroad-Paket mit 100%iger Diffsperre für Zentral- und Hinterachsdifferenzial lieferbar.

5.4) E-Klasse W210/S210:

Mit dieser Modellreihe wurde bei den PKWs ebenfalls das einfachere System wie in 5.3.) eingeführt, welches mit dem automatisch zu- und abschaltenten System aus dem W124/S124 nicht mehr viel gemeinsam hat: Offenes Zentraldifferenzial mit Kraftverteilung 40/60. Sperrwirkung alleine über Bremseingriff. Traktion nicht mehr gleich gut wie 4.2. Kritisiert wurde die Abstimmung des Bremseingriffs. System entwickelt von Magna Steyr.

5.5.) E-Klasse W211/S211, C-Klasse, S-Klasse:

Gleiches System, Bremseingriff/Elektronik verfeinert. Damals wurde mit der hohen Rechenleistung der Elekrtonik geworben, welche z.B. Drehung um die Hochachse u.a. berücksichtigt. Erstaunliche Fahrleistungen, liegt etwa mit Audi Quattro (Torsendifferenzial) gleichauf, ohne jedoch dessen Neigung zu Unter- resp. Üntersteuernd. Während Heckvarianten mit 7-G-Automat lieferbar sind, gibt es bei 4-Matic nur eine 5-Gang-Automatik.

5.6.) S-Klasse ab 2006:

Ähnliches System, aber nun zusätzlich mit Lamellenbremse?? (Sperrgrad unbekannt) am Zentraldifferenzial. Hat wohl den Zweck, die nötigen Bremseingriffe etwas zu reduzieren. Grundverteilung neu 45:55. Nun mit 7-G-Automatik verfügbar, Verteilergetriebe und Automatikgetriebe integriert, geringes Mehrgewicht von 70 kg, wenig Mehrverbrauch. Pers. Anm.: Da bereits die aktuelle 4-Matic ohne Lamellenbremse zu sehr guten Resultaten führt, dürfte dieses System ebenfalls in der obersten Liga mitspielen.

Ausser dem in 5.1) beschriebenen System leiden die in 5.2 bis 5.5 beschriebenen Systeme daran, dass die entsprechende Plattform nicht von Anfang an dafür optimiert wurde, wie dies z.B. bei Audi der Fall ist. Erst ab 5.6 scheint dies nun der Fall zu sein. So gibt es den 4Matic nicht in allen Modellen, bei den V12-Modellen der S-Klasse aus Platzgründen. Beim 5-Liter-Achtzylinder ist die Beinfreiheit des Beifahrers gegenüber dem heckgetriebenen Modell eingeschränkt, durch die zusätzliche Antriebseinheit der Vorderachse. Dazu kommt, dass die 4Matic-Modelle i.d.R. etwas höhergelegt sind.

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6.) BMW:

Diese Systeme sind ebenfalls nur wenig bekannt. Hier lassen sich grob in die "alten Systeme" sowie die verschiedenen Varianten des modernen " x-Drive" einteilen

6.1) "Altes System": 3er BMW E30, 325ix

Viskosperre im Verteiler- als auch im Hinterachsgetriebe, Momentverteilung starr 36:64

6.2) "Altes System": 5er BMW E34

Aufwändiger, permanenter 4WD, Sperren in Verteiler- und Hinterachsgetriebe, Momentanverteilung variabel 36:64 bis 50:50, Basisverteilung 36:64. Genaues Funktionsprinzip ist mir nicht geläufig.

6.3) "Altes System": 3er BMW E46

Offenes Zentraldifferenzial in Planetenbauweise mit Kraftverteilung 38:62. Keine mechanischen Sperren. Sperrwirkung wird ausschliesslich über Bremseingriff, gennant ADB-X realisiert. Gleiches System wie MB in 5.3/5.4 beschrieben, nur Kraftverteilung hecklastiger ausgelegt.

Das System wurde öfters kritisiert.

6.4) "Altes System": X5 erste Generation, E53

Gleiches System wie 6.3.

6.5) x-Drive: X3, X5, zweite Generation, 3er E90, 5er ab 2005

Kupplungsgesteuerter Allradantrieb. Wird häufig mit dem Haldex-System verglichen, welchem es ähnelt, ist diesem imho jedoch überlegen, da die primär angetriebene Achse die Heckachse ist. Die Frontachse kann zugechaltet werden, maximal sind 50/50 möglich, meist jedoch hecklastig von 0/100 biw 50/50, was zu besserer Fahrdynamik führt als bei den Kupplungsbasierten Systemen mit Primärantrieb an der Vorderachse mit 100/0 bis 50/50. Damit wird der grösste Nachteil, den z.B. der haldexbasierte Quattro/4Motion gegenüber dem torsenbasierte Quattro/4Motion aufweist, umgangen. Bei Anfahren Vorspannung, fürs Rangieren wird die Vorderachse entkoppelt. Allrad interagiert sämtlicher Elektronik wie ESP, Giermomentsensor etc. Damit kann das System auf Unter- resp. Übersteuern reagieren. Bei den neueren Varianten soll zudem aktive Momentverteilung an der Hinterachse möglich sein.

P.S: Bin für Verbesserungsvorschläge, Präzisierungen, Anmerkungen und Kritik offen. Wenn sich jemand berufen fühlt, über weitere Systeme/Hersteller zu schreiben, nur zu!

PP.S: Dies ist eine aktualisierte Version und neuer als die folgenden Postings. Diese können Kritik, Anmerkungen und Vorschläge enthalten, die in der aktuellen Version bereits umgesetzt sind. Trotzdem empfehle ich die Lektüre des ganzen Threads, der sehr lesenswerte Beiträge, Anregungen und Tips enthält.

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Themenstarteram 12. Januar 2007 um 12:06

Hallo Meik

Zitat:

Original geschrieben von Meik´s 190er

http://www.auto-motor-und-sport.de/.../mpsfshw_show_107194_14095.hbs

Vielleicht hat das Heft ja noch einer:

http://www.auto-motor-und-sport.de/heft/mpsmag_mag_127963_13996.hbs

Ja, hier schneidet x-Drive besser ab als Audi, wobei der Artikel aus 22/2006 nicht gerade überragend ist. Hatte ich gekauft und war etwas entäuscht von der Einseitigkeit der Testanordnung. Im Artikel "wer tanzt am besten" in AB 24/2006 Seite 24 ff, schneiden Torsen-Quattro und 4Matic am besten ab, vor x-Drive. Der Test geht über verschiedene Bereiche.

Zitat:

Original geschrieben von Meik´s 190er

Ein System mit starrer Verteilung wird nie die Flexibilität und Dynamik eines variablen Systems erreichen. Mit der Haldex kann man das offene Differential ja simulieren wenn man will.

Richtig. Ich sehe aktuell die kupplungsbasierten Systeme im Vorteil, weil mit extern gesteuerten und geregelten Kupplungen sehr viel möglich ist, z.B. die aktive Momentverteilung. Früher bei den Viskokupplungen war ja solches nicht möglich. Trotzdem bleibt ein kupplungsgesteuertes System für mich eine Art "Schmalspursystem", da es einfach ein paar systemimmanente Mängel hat. Beim x-Drive treffen durch die primär angetriebene Hinterachse einige davon nicht zu, aber trotzdem halte ich das System einem differenzialbasierten System unterlegen. Alleine schon deshalb, weil mehr elektronisch geregelt werden muss und versucht wird, die Kupplung wenn immer möglich, geöffnet zu halten. Die Elektronik ist und bleibt entscheidend und nach meinen Beobachtungen solcher Systeme liegt hier noch zuviel im Argen. Dabei bin ich der Elektronik durchaus aufgeschlossen. Auf der Seite der Differenziale gibt es ja leider aktuell kein System, welches externe Regelung zulassen würde. Das Torsen-Differenzial ist zwar raffiniert, aber nicht extern steuerbar.

Mich überzeugt der x-Drive nach wie vor nicht richtig. Zu gegensätzlich sind die Aussagen zum System. Von Codierfehlern der Software über Berichte ein X3 habe ein Boot nicht aus dem Wasser gebracht, der Allroad hingegen problemlos, vom Schalter-Subaru der einen X3 hat freischleppen müssen etc, etc. (Volvo tut ja seinerseits scheinbar alles um kupplungsbasierte Systeme in Verruf zu bringen). X-Drive soll ja auf "Fahrdynamik" ausgelegt sein, ein Euphemismus für das unstete Fahrverhalten. Zuerst Drift, dann Zuschalten der Vorderachse, Auto zieht geradeaus etc. Naja, mich überzeugt das nicht richtig.

Zitat:

Original geschrieben von Meik´s 190er

Das aktuelle 4matic hat nur 3 offene Differentiale. Hab aber was von gelesen dass bei dem neuen System das Zentraldiff per Lamellenkupplung variabel sperrbar sein soll. Also ein Schritt Richtung BMW-System um die Variabilität ohne Bremseingriffe zu erreichen.

Auf das neue Quattro-System bin ich auch schon gespannt.

Gruß Meik

Zu MB: Und dabei ein differenzialbasiertes System ohnd das "dauernde" Zu- und Abschalten der zweiten Achse und dazu mit besserer Softwareabstimmung als bei BMW. Audi dürfte etwas vergleichbares in Planung haben.

Aktuell ist x-Drive sicherlich das modernste System, doch sobald die neuen 4Matic und das Torsen-Quattro-Nachfolgersystem kommt, wendet sich das Blatt. Wirst schon sehen ;)

Da hast du recht, man muss sich bei den kupplungsbasierten Systemen auf die Elektronik verlassen. Und wenn die nicht richtig funktioniert ist man verlassen.

Alles weitere ist mehr eine Softwareabstimmung. Nur bei den paar Situationen im Jahr wo man den Allrad braucht ist es doch kein Fehler beim PKW die Kupplung lange offen hält und einen fahrdynamischen Hecktriebler hat. Und erstes übersteuern wird nicht durch einen Bremseingriff der das Fahrzeug verlangsamt korregiert sondern durch die Kraftverteilung auf die Vorderachse. Find ich für PKW schon angenehmer :)

Wenn es denn funktioniert :rolleyes:

Gruß Meik

am 2. Mai 2007 um 13:58

hy

hat einer von euch zufällig ein paar fotos von dem 4matic verteilergetriebe...

wollte gern wissen was dort alles verbaut ist. wenns geht auch die verschiedenen baujahre der alte w124 is klar nur bei den anderen bin ich etwas stutzig.

schreibe gerade auf dem gebiet meine diplomarbeit (allradfahrzeuge auf dem einachsbremsenprüfstand) und mich wundert es das die beiden kardanwellen für vorder- und hinterachse bei eingeschalteter zündung und kein gang geschaltet ist diese wellen komplett entkoppelt voneinander sind. beim w124 kann man die beiden kupplungen ja manuell schalten ist das bei den neueren systemen auch so das der allrad per elektronik abschaltbar ist?

ist in dem verteilergetriebe noch ne kupplung vor dem planetendifferenzial geschalten?

wär klasse wenn mir jemand weiterhelfen könnte

gruß steffen

Themenstarteram 4. Mai 2007 um 21:33

Hallo

Zitat:

Original geschrieben von Fiesdachs

hy

hat einer von euch zufällig ein paar fotos von dem 4matic verteilergetriebe...

wollte gern wissen was dort alles verbaut ist. wenns geht auch die verschiedenen baujahre der alte w124 is klar nur bei den anderen bin ich etwas stutzig.

Leider nein. Vom alten W124er 4-Matic hatte ich Unterlagen, doch ich finde sie nicht mehr. Zu den neuen Systemen (ab W210 1996 und ganz neues System ab 2006) habe ich leider nichts. Siehe PM, von wem ich diese Unterlagen einst bekommen hatte.

Zitat:

Original geschrieben von Fiesdachs

schreibe gerade auf dem gebiet meine diplomarbeit (allradfahrzeuge auf dem einachsbremsenprüfstand) und mich wundert es das die beiden kardanwellen für vorder- und hinterachse bei eingeschalteter zündung und kein gang geschaltet ist diese wellen komplett entkoppelt voneinander sind. beim w124 kann man die beiden kupplungen ja manuell schalten ist das bei den neueren systemen auch so das der allrad per elektronik abschaltbar ist?

Beim alten wurden die Kupplungen durch die Elektronik zu- und abgeschaltet. Durch einen Schalter im Motorenraum konnte der Allradantrieb deaktiviert werden. Damit war - wenn ich mich richtig erinnere, ist ja schon einige Jahre her - ein einachsiges Anheben zwecks Abschleppen möglich.

Beim neuen System wäre mir nicht bekannt, dass etwas Vergleichbares existiert. Meines Wissens lässt sich dieser Antrieb weder elektronisch noch mechanisch abschalten/deaktivieren - ausser man entfernt die Sicherung für ABS/ESP.

Zitat:

Original geschrieben von Fiesdachs

ist in dem verteilergetriebe noch ne kupplung vor dem planetendifferenzial geschalten?

wär klasse wenn mir jemand weiterhelfen könnte

gruß steffen

Wäre mir neu. Würde ja eigentlich auch nicht viel bringen.

am 6. Mai 2007 um 15:20

Bei den neuen 4-Matics ist über das Werkstattprogramm alles schaltbar.

Bei den alten konnte man die 4-Matic im Motorraum auch direkt einschalten, für Werkstatttests.

Die alte 4-Matic ist im kompletten Aufbau wie bereits geschrieben nicht mit der neuen Vergleichbar, dafür ist die neue jedoch wesentlich leichter.

Mfg, Mark

Klasse Thrat,habe ich gerade erst gefunden, kann man den nicht pinnen?

Hallo,

Zitat:

(Volvo tut ja seinerseits scheinbar alles um kupplungsbasierte Systeme in Verruf zu bringen).

Vorab: Schöner Thread, hat mir sehr geholfen, manche "Leerstelle" zu füllen.

Mich würde mal interessieren, was Volvo denn gemacht hat, um kupplungsbasierte Systeme in Verruf zu bringen.

Ich fahre einen XC90 D5 MJ 2007 und bei der Kaufentscheidung habe ich natürlich ob des angestrebten Einsatzes berücksichtigt, dass der XC kein echter Geländewagen ist. Allerdings hat mich der XC an einigen Stellen wirklich angenehm überrascht:

Neulich stand ich auf einem Turnierparkplatz dessen Ausfahrt eine Steigung war. Diese "Auffahrt" sah verdammt übel aus (vollkommen aufgeweicht und zerwühlt). Die PKW-Fraktion mit Front- oder Heckantrieb kam nur noch mit Hilfe eines Treckers raus. Ich hatte hier erwartet, dass der XC an seine Grenzen kommen würde, aber das stellte überhaupt gar kein Problem dar. Sogar Anhalten und Wiederanfahren auf der Hälfte der Steigung (wg. anderem SUV der Probleme hatte) meisterte er, als ob nichts wäre. Auch im Winter auf total vereisten Strassen war von den widrigen Bodenverhältnissen nur in Kurven und beim Bremsen was zu merken - fast schon beängstigend. Also, wie gesagt, klar dass der XC90 keine richtiger Offroader ist aber der Allradantrieb funktioniert wunderbar.

Gruss,

KKraus

 

Themenstarteram 22. September 2007 um 14:49

Hallo

Zitat:

Original geschrieben von KKraus

Hallo,

 

Zitat:

Original geschrieben von KKraus

Zitat:

(Volvo tut ja seinerseits scheinbar alles um kupplungsbasierte Systeme in Verruf zu bringen).

 

Vorab: Schöner Thread, hat mir sehr geholfen, manche "Leerstelle" zu füllen.

 

Mich würde mal interessieren, was Volvo denn gemacht hat, um kupplungsbasierte Systeme in Verruf zu bringen.

 

Ich fahre einen XC90 D5 MJ 2007 und bei der Kaufentscheidung habe ich natürlich ob des angestrebten Einsatzes berücksichtigt, dass der XC kein echter Geländewagen ist. Allerdings hat mich der XC an einigen Stellen wirklich angenehm überrascht:

 

Neulich stand ich auf einem Turnierparkplatz dessen Ausfahrt eine Steigung war. Diese "Auffahrt" sah verdammt übel aus (vollkommen aufgeweicht und zerwühlt). Die PKW-Fraktion mit Front- oder Heckantrieb kam nur noch mit Hilfe eines Treckers raus. Ich hatte hier erwartet, dass der XC an seine Grenzen kommen würde, aber das stellte überhaupt gar kein Problem dar. Sogar Anhalten und Wiederanfahren auf der Hälfte der Steigung (wg. anderem SUV der Probleme hatte) meisterte er, als ob nichts wäre. Auch im Winter auf total vereisten Strassen war von den widrigen Bodenverhältnissen nur in Kurven und beim Bremsen was zu merken - fast schon beängstigend. Also, wie gesagt, klar dass der XC90 keine richtiger Offroader ist aber der Allradantrieb funktioniert wunderbar.

 

Gruss,

KKraus

 

Bei den Recherchen zum Thema ist mir aufgefallen, dass es auf Volvo-Seite am meisten Probleme mit der Haldex-Kupplung gibt. Einerseits scheint die Elektronik nicht besonders zu sein, andererseits Defekte. Abgebrochene "Winkelstecker" (oder ähnlich) und dergleichen. Dazu dann die zwei Videos (das eine noch mit Visco-Kupplung, aber Kupplung ist Kupplung), eines das schwedische gegen Subaru und das zweite wo ein XC nicht aus dem Schnee kommt. Meiner Meinung nach beides keine lobenswerten Beispiele. Natürlich sind das Extrembeispiele und es fehlt mir auch die statistische Basis, trotzdem sind mir solche Probleme bei anderen Herstellern nicht aufgefallen. Der Satz ist jedoch etwas schnippisch und übertrieben, da ist wahr.

 

Dein Fahrzeug verwendet evtl. bereits eine neuere Generation der Haldexkupplung, welche dauernd Leistung an die Hinterachse abgibt (mehr als die üblichen paar Nm der alten), um die Reaktionszeit zu verkürzen.

Hallo,

Zitat:

Dein Fahrzeug verwendet evtl. bereits eine neuere Generation der Haldexkupplung, welche dauernd Leistung an die Hinterachse abgibt (mehr als die üblichen paar Nm der alten), um die Reaktionszeit zu verkürzen.

Ja, das ist wohl so. Seit dem MJ 2007 sind die Volvo AWD Modelle mit der neuen Haldex ausgerüstet, welche eine Verteilung von 95/5 im Normalbetrieb aufweist. Somit liegen in der Haldex immer 30 bis 50 NM an und die Reaktionszeit der Kraftverteilung ist sehr kurz.

Gruss,

KKraus

Erstmal dickes Lob für die Aufstellung der verschiedenen System :)

Leider bin ich kein Techniker und versuche mir immer mir möglichst einfachen Erklärungen etwas verständlich zu machen. Nun zweifel ich gerade das ich folgenden Text (aus der Auto Bild "Wer tanzt den besten Schneewalzer" oder so ähnlich :D) richtig verstehe :

Zitat:

Besser beherrscht der Audi dieses Problem. Die Längsmotor-Konstruktion des A6 ermöglicht permanenten Allradantrieb, der durch ein selbstsperrendes Torsen-Differential gesteuert wird. Vorteil: Die Kraftverteilung zwischen den Achsen liegt normalerweise bei 50 zu 50 Prozent, ist zu 100 Prozent auf eine Achse verschiebbar, und mittels EDS kann sogar die gesamte Antriebskraft auf ein einziges Rad geleitet werden. Im tiefen Schnee hat Allrad-Pionier Audi damit große Vorteile. Selbst wenn der A6 scheinbar hoffnungslos feststeckt, befreit er sich unspektakulär und zieht davon.

Auf Schnee, noch mehr bei Nässe, beeindruckt er mit hohem Tempo. Allerdings beeinträchtigen fast zwei Tonnen Gewicht, langer Radstand und 225er-Reifen die Handlichkeit. Stur läuft er Rillen nach, zwingt zu starkem Lenkeinschlag und reagiert dann mit unangenehmem Schwänzeln.

Seine 255 PS sind auf winterlichen Paßstraßen schlicht nicht nutzbar. Entsprechend restriktiv haben die Ingenieure das ESP ausgelegt. Das wiederum wird auf vereister Fahrbahn zum Nachteil. Beim Anfahren am Berg mit niedrigem Reibwert regeln die Fahrhilfen derart vehement, daß der A6 nur mühsam vom Fleck kommt: letzter Platz. Das Deaktivieren des ESP sollte aber gut überlegt sein. Oder Walter Röhrl am Steuer sitzen. Ohne Fahrhilfen wird der Audi zum spektakulär driftenden Rallye-quattro alter Prägung.

Er hat Torsen-Differential und kann elektronisch sogar auf ein Rad 100% Kraft geben - soweit prima. Wo ist nun der Unterschied zum X-Drive? Außer das es anders verbaut ist aber technisch macht das doch nichts anderes ("echtes" Differential + elektronischer Eingriff) - nur auf anderem Wege, oder:confused:

Themenstarteram 25. September 2007 um 10:09

Hallo Albert

Zitat:

Original geschrieben von AlbertV6

Erstmal dickes Lob für die Aufstellung der verschiedenen System :)

 

Leider bin ich kein Techniker und versuche mir immer mir möglichst einfachen Erklärungen etwas verständlich zu machen. Nun zweifel ich gerade das ich folgenden Text (aus der Auto Bild "Wer tanzt den besten Schneewalzer" oder so ähnlich :D) richtig verstehe :

Das habe ich auch versucht, nur ist es mir leider nicht überall gelungen. ;)

Zitat:

Original geschrieben von AlbertV6

Zitat:

Er hat Torsen-Differential und kann elektronisch sogar auf ein Rad 100% Kraft geben - soweit prima. Wo ist nun der Unterschied zum X-Drive? Außer das es anders verbaut ist aber technisch macht das doch nichts anderes ("echtes" Differential + elektronischer Eingriff) - nur auf anderem Wege, oder:confused:

Audi - differentialbasiert

Beim Audi werden dauernd beide Achsen angetrieben. Das Differential verteilt die Kraft zwischen vorn und hinten, ohne Zutun von Elektronik. Die Elektronik bremst durchdrehende Räder einzeln ab . Die Aussage mit 100% Kraft auf einem Rad ist deshalb etwas unpräzise. Solche Systeme nennt man differentialbasierte Allradantriebe.

BMW - kupplungsbasiert

Beim BMW ist kein Differential verbaut, sondern eine Kupplung. Grundsätzlich wird die Hinterachse angetrieben. VW (Golf, neuer Passat), Audi (A3), Seat, Skoda, Volvo etc. verbauen ein vergleichbares System, mit dem Unterschied, dass dort primär die Vorderachse angetrieben. Drehen die Vorderräder durch, wird die Hinterachse zugekuppelt. Bei BMW ist das auch so, mit dem Unterschied dass die Vorderachse zugekuppelt wird. BMW hat das System aber so ausgelegt, dass die Vorderachse eigentlich immer angekuppelt ist und nur in gewissen Fällen ausgekuppelt wird. Diese Systeme nennt man kupplungsbasierte Allradsysteme.

Frühere kupplungsbasierte Systeme hatten Viskokupplungen. Solche relativ einfachen Systeme sind heute jedoch eher selten und werden von intelligenteren Lösungen verdrängt. Ein kupplungsbasierter Allradantrieb hat immer gewisse Nachteile:

Während der differentialbasierte mit seinem Differential quasi verzögerungsfrei arbeitet, braucht der kupplungsbasierte Schlupf oder einen ungünstigen Fahrzeugzustand, bis er regeln kann. Früher bei Viskokupplungen brauchte es einige Sekunden Schlupf an der primär angetriebenen Achse, bis die Viskokupplung durch die Drehzahlunterschiede bedingt, gearbeitet hat. Heute bei den modernen Systemen ist das besser, aber die Elektronik muss zuerst Schlupf feststellen. Dazu braucht es einen Regelkreis und selbst mit modernster Elektronik bleibt diese Reaktionszeit bestehen. Ganz böse gesagt: Was BMW also heute mit massivem Softwareeinsatz geschafft hat, kann Audi schon seit 20 Jahren. Nicht dass der Quattro nach wie vor das A und O wäre - er ist imho nicht mehr auf der Höhe der Zeit - aber ein gutes System ist es nach wie vor und xDrive nicht einfach überall besser.

Es gibt aber auch Vorteile bei kupplungsbasierten Systemen, so z.B. die Regelbarkeit. Der grösste Nachteil des Torsen-Differentials liegt darin, dass es nicht vollständigt extern regelbar ist. Via ESP/EDS ist das ein wenig reaktiv möglich, trotzdem bleibt das Torsen-Differential "strohdumm". Es verteilt die Kraft um, das ist alles. BMW und Mercedes (ebenfalls differentialbasiert aber offenes Differential, deshalb mehr Regelmöglichkeiten über Bremseingriff) haben hier mehr Möglichkeiten, da sich die Kupplung elektronisch steuern und regeln lässt. So kann sie z.B. geschlossen werden, wenn der Fahrer einen Kickdown macht. Bevor das Pedal am Bodenblech ankommt, ist die Kupplung längst geschlossen ;) Darin besteht der Vorteil aktuelle kupplungsbasierter Systeme, denn das Torsen-Differential kann nicht elektronisch geregelt werden. Sobald es elektronisch regelbare Zentraldifferentiale gibt - Subaru hat etwas in Arbeit und bei Audi dürfte das in den nächsten Jahren auch kommen - sieht die Sache wieder anders aus.

Letztlich sind aber die Unterschiede nicht sooooo wahnsinnig gross. Ich halte es einfach für wichtig, zu wissen wie das eigene System funktioniert, damit man Vor- und Nachteile versteht. Deshalb reite ich auf der Thematik herum. In der Praxis kann man - von extremen Situtationen die in meiner Region teilweise herrschen - wohl mit allen Systemen gut leben.

Hallo Primotenente,

nochmals lieben Dank für den kleineren Textauszug - nun blicke ich es auch :)

Ging wohl für mich als Nicht-Techniker in der Vielzahl der System unter (ist schon schwer

die alle auseinander zu halten). Aber nun habe auch ich es verstanden :D

am 25. September 2007 um 15:21

Hallo,

die Übersicht ist genial.

Beim Audi quattro ab 1995 (Torsen & EDS) fehlen einige Infos.

Da steht:

- Ab 1995?? Torsen-A-Zentraldifferenzial, "Differenzialsperren" elektronisch via EDS realisiert/simuliert.

Könnte so aussehen:

- Ab 7/1995 Torsen-A-Zentraldifferenzial, "Differenzialsperren" elektronisch via ABS+EDS-Steuergerät realisiert/simuliert.

Durchdrehende Räder werden hier elekronisch über Bremseingriff sofort soweit abgebremst, damit keine Kraft durch Durchdrehen der Räder verloren geht. EDS schaltet sich ab 40km/h ab. Der manuelle Hinterachs-Differenzialsperre-Schalter im Innenraum fällt weg, dadurch ist eine Fehlbedienung des Fahrers nicht möglich, z.B. durch zu spätes Einschalten der Sperre wenn der Wagen schon festgefahren ist.

hallo Primotenente,

gratulation, toller fred.

ich glaube die sache mit dem x-drive ist aber anders gelagert als bisher beschrieben!!! und zwar wie folgt:

der x-drive ist IMHO kein "umgedrehter" haldex antrieb. wenn du dir die schnittbilder, die technischen beschreibungen usw genau ansiehst sieht es so aus, der x-drive kann tatsächlich das drehmoment auf vorder wie auch hinterachse vollvariabel zuteilen (!) dh. auch ein reiner fronttriebler wäre bei bedarf darstellbar.

IMHO funktioniert das über ein - vereinfacht - kupplungsdrillingspaar das die vordere und hintere kardanwelle mit drehmoment versorgt. stelle dir das ganz prinzipiell so vor. kupplungsscheibe1(zuvorderdiff.)-kupplungsscheibe2(vommotor)-kupplungsscheibe3(zuhinterdiff.) mit einem e-stellmotor kannst du nun die kupplungsscheibe2 mehr richtung 1 oder 3 verschieben. mit einem weiteren stellmotor wird die generelle pressung der drei scheiben (differenzdrehzahlmessung) zueinander festgelegt und so schlupf (der reibungswärme und über kurz oder lang den exodus der kupplungsscheiben bedeutet) unterbunden. mit diesem aufbau kann man sowohl vorder als auch hinterachse mit 0-100% bzw. 100-0% beaufschlagen!

der nachteil bei allen haldex/syncro/etc. systemen ist ja das (nicht nur theoretisch) die "hauptachse" immer schlupf - damit die veringerte gleitreibung gegenüber der besseren haftreibung - haben muß bevor sich auf der zweiten achse was rührt. inwieweit die elektronik vorauseilend (abhängig von motorlast, geschwindigkeit, beschleunigungen, lenkwinkel, außentemperatur, etc.) schon drehmoment zuteilt bevor überhaupt schlupf auftritt weiß ich jetzt nicht.

resume:

x-drive von BMW ist IMHO derzeit wirklich das technisch gesehen beste 4x4 konzept da es jegliche freiheitsgrade für die programmierer (abs, esd, usw.) offen läßt!!!

gruß

abapril

Themenstarteram 5. November 2007 um 12:38

Hallo

Danke für die Blumen.

Zitat:

Original geschrieben von abapril

 

ich glaube die sache mit dem x-drive ist aber anders gelagert als bisher beschrieben!!! und zwar wie folgt:

Das mit dem "ungedrehten Haldex-Antrieb" war eine Metapher, um es einfach zu beschreiben.

 

Zitat:

Original geschrieben von abapril

 

der x-drive ist IMHO kein "umgedrehter" haldex antrieb. wenn du dir die schnittbilder, die technischen beschreibungen usw genau ansiehst sieht es so aus, der x-drive kann tatsächlich das drehmoment auf vorder wie auch hinterachse vollvariabel zuteilen (!) dh. auch ein reiner fronttriebler wäre bei bedarf darstellbar.

Leider verfüge ich nicht über solche Unterlagen. Deine Aussage widerspricht jedoch alldem, was ich bisher über x-Drive gesammelt habe. Wenn du solche Unterlagen hast, wäre ich natürlich sehr daran interessiert.

 

Hier ein Thread in einem anderen Forum zur gleichen Problematik. Interessant die eine Aussage, dass jemand einen x-Drive-Antrieb in der Hand hatte und schreibt, dass sich die Hinterachse nicht entkoppeln lässt.

 

Zitat:

Original geschrieben von abapril

 

(...) der nachteil bei allen haldex/syncro/etc. systemen ist ja das (nicht nur theoretisch) die "hauptachse" immer schlupf - damit die veringerte gleitreibung gegenüber der besseren haftreibung - haben muß bevor sich auf der zweiten achse was rührt. inwieweit die elektronik vorauseilend (abhängig von motorlast, geschwindigkeit, beschleunigungen, lenkwinkel, außentemperatur, etc.) schon drehmoment zuteilt bevor überhaupt schlupf auftritt weiß ich jetzt nicht.

Dieser Nachteil kupplungsbasierter Systeme versucht BMW ja zu umgehen, indem die Vorderachse permanent - bis auf einige Ausnahmen - mit Drehmoment versorgt wird.

 

Zitat:

Original geschrieben von abapril

 

resume:

x-drive von BMW ist IMHO derzeit wirklich das technisch gesehen beste 4x4 konzept da es jegliche freiheitsgrade für die programmierer (abs, esd, usw.) offen läßt!!!

Ja, in Sachen Freiheitsgrade ist es ein gutes und modernres System. Genau hier liegt ja der Nachteil des "alten" Torsen-Systems von Audi. Andererseits gefällt mir bei BMW - und auch bei Mercedes - die ganze Umsetzung nicht wirklich. Das Allradsystem wurde nachträglich "dazugefriemelt" was einige Einschränkungen zur Folge hat. Da erscheint mir die Audi-Plattform und -Lösung technisch raffinierter.

Gruss

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