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Vier - Nicht Gleich

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Vier - Nicht Gleich
Vier - Nicht Gleich
Anonim
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VON EINFACH ZU KOMPLEX

Das klassische Allradantriebsschema ist eine starre Verbindung der zweiten Achse. Viele Offroad-Enthusiasten sind sich sicher, dass dies die einzig richtige Entscheidung ist - es gibt weder ausgefeilte Elektronik noch teure Mechaniker. Solche Modelle werden normalerweise als 4WD (manchmal FWD - Allradantrieb, vier Antriebsräder) bezeichnet. Das nächste Beispiel ist die inländische UAZ. Aber er ist nicht allein im Konservatismus - der japanische Nissan Patrol GR wurde auf ähnliche Weise geschaffen. Es werden auch Getriebe der meisten chinesischen Geländewagen und Pickups angeboten - zum Beispiel die auf dem russischen Markt bekannten Great Wall Deere-Modelle. Es ist schwierig, solche Autos, einschließlich Allradantrieb, auf normalen Straßen zu fahren - die enge Verbindung zwischen Vorder- und Hinterachse beeinträchtigt sowohl den Komfort als auch das Handling. Um sie zu „lösen“, wird dem Getriebe ein weiteres Differential hinzugefügt - der Achsabstand. Dann entsteht aber ein anderes Problem: Auf der Straße muss es blockiert werden, damit beim Durchrutschen der Achse die zweite nicht anhält. Natürlich gibt es Möglichkeiten für technische Fantasien.

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Eines der multifunktionalsten Systeme, Super-Select, wurde für Mitsubishi-Pajero-Geländefahrzeuge zugelassen (ЗР, 2007, Nr. 5). Beim Anschluss eines Allradantriebs wird das Drehmoment im Verhältnis 33:67 verteilt, und die Viskokupplung, die parallel zum Mittendifferential eingebaut ist, ändert dieses Verhältnis je nach Straßenzustand auf 50:50. Bei schweren Geländefahrten kann die Verbindung zwischen den Achsen starr blockiert werden. Wenn die Straße völlig unpassierbar wird, schalten Sie auch einen niedrigeren Gang ein.

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PERMANENTE MENGE

Allradantrieb ist nicht nur an schwierigen Stellen erforderlich. Bei den meisten 4x4-Straßenfahrzeugen, bei denen das Drehmoment konstant auf alle Räder verteilt wird (Abkürzung AWD), kann das Motorpotenzial nicht nur beim Beschleunigen, sondern auch in Kurven effizienter genutzt werden. Die Hauptaufgabe der Entwickler ist es, den Schub zwischen den Achsen richtig zu verteilen.

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Eine der ersten Entscheidungen, die übrigens bis heute überstanden haben, war das Mittendifferential der erhöhten Reibung. Bereits in den frühen 1980er-Jahren brachte Audi den Allradantrieb Quattro auf den Markt, bei dem das Torsen-Differential das axiale Drehmoment verteilt (siehe Matrize). Ein solches Schema zeigt sich bei den Nachfahren des legendären Sportwagens - dem modernen "Audi" und "Volkswagen" mit Längsmotor. Der aktuelle "Erfassungsmoment" (der Name stammt aus den Abkürzungen dieser Wörter) ermöglicht die schnelle Übertragung von bis zu 100% des Schubes auf die Vorder- oder Hinterräder. Thorsen arbeitet auch im Getriebe des amerikanischen Hammer-H2 (ZR, 2005, Nr. 1).

[caption id = "attachment_202820" align = "aligncenter" caption = "Das xDrive-System von BMW ist eine moderne Symbiose aus Elektronik und Mechanik. Computer

verteilt den moment zwischen vorder- und hinterrad neu und simuliert auch die sperrung zwischen achsen und raddifferential.

"]

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[/caption] Das japanische Unternehmen Subaru, das für seine Entwicklung eines symmetrischen Allradantriebs bekannt ist (der Moment wird unter normalen Bedingungen in zwei Hälften zwischen den Achsen aufgeteilt), hat eine andere Lösung gewählt: Das mechanische Zentraldifferential grenzt an die Viskokupplung an, die auf die unterschiedlichen Winkelgeschwindigkeiten der Räder reagiert. Wie in der Super-Select-Version wird beim Durchdrehen der Räder ein übermäßiges Drehmoment auf eine andere Achse übertragen.

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Aber Mechaniker in ihrer reinen Form haben ernsthafte Konkurrenten - Lamellenkupplungen, die von einer intelligenten und schnellen Elektronik gesteuert werden. So baute zum Beispiel das xDrive-Getriebe auf BMW auf. Der Antrieb erfolgt über alle Räder (Standardübersetzungsverhältnis 40:60), und die zentrale Lamellenkupplung verteilt das Drehmoment je nach Straßenzustand auf die Achsen. Ein ähnliches Schema gilt für Geländefahrzeuge von Volkswagen-Tuareg und ihre Allrad-Verwandten von Porsche-Cayenne. Übrigens verfügen diese Maschinen serienmäßig nicht über mechanische Sperrdifferentialsperren - sie werden von einer Elektronik nachgeahmt, die übermäßig schnelle Räder mit Bremsen hält. Wer durch den Schlamm klettert, kann zusätzlich das sogenannte Offroad-Paket bestellen - für die am Steuer sitzenden reicht es, den Griff an der Mittelkonsole zu drehen, um die Verbindung zwischen den Hinterrädern fest zu machen.

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Dies ist ein weiterer deutscher Hersteller. Im Auftrag der Mercedes-Benz M-Klasse (ЗР, 2006, Nr. 10) wird ein Getriebe mit automatischer und manueller Sperre des zentralen und hinteren Querachsdifferentials und einem zweistufigen Verteilergetriebe mit Untersetzungsgetriebe eingebaut. In der Basisversion verteilt ein freies Mittendifferential das Moment zwischen Vorder- und Hinterachse im Verhältnis 60:40. Und das Traktionskontrollsystem 4ETS hat Probleme mit dem Durchrutschen. Es berechnet und bremst das durchdrehende Rad mit ABS-Sensoren.

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VARIABLER WERT

Aber ist es notwendig, dass der Moment ständig auf allen Rädern geht? Immerhin verbringen Autos den größten Teil ihres Lebens auf Asphalt. Und warum die zusätzliche Energie und den Kraftstoff verschwenden? Sie müssen also das Laufwerks-Plug-in erstellen, damit Sie sich keine Sorgen um den Treiber machen müssen.

Zu diesem Zweck verwenden sie beispielsweise die bereits erwähnte viskose Kupplung - nur bei diesem Schema gibt es kein zentrales Differential. Das Motordrehmoment wird auf eine Achse übertragen und beim Durchrutschen verbindet die Kupplung die zweite. Aufgrund seiner Einfachheit hat sich dieses Design weit verbreitet - bis vor kurzem wurde es gerne für Volvo und Volkswagen mit Allradantrieb verwendet.

In den letzten Jahren haben die meisten Hersteller jedoch die Dienste für viskose Kopplungen zugunsten „intelligenterer“und schnellerer Geräte aufgegeben. Natürlich sprechen wir über die vielversprechendsten Geräte - elektronisch gesteuerte Kupplungen. Das Prinzip ist das gleiche wie bei visco - im richtigen Moment wird die zweite Achse nicht nur wegen der Erwärmung der Flüssigkeit angeschlossen, sondern auch auf Befehl des Computers (siehe Matrize). Ein Beispiel ist das 4-Gang-Getriebe des Volkswagen Konzerns. Die elektronisch gesteuerte Haldex-Lamellenkupplung ist vor der Hinterachse von allradgetriebenen Volkswagen, Audi, Skoda, SEATs montiert, deren Motoren quer sind. Um die Art dieses oder jenes Autos hervorzuheben, ändern die Ingenieure die Einstellungen des elektronischen Steuergeräts und passen die Reaktionszeit und den Blockierungsgrad an.

Das Mercedes-Benz 4-Matic-Getriebe funktioniert ähnlich, nur dass hier die Antriebsachse hinten ist und der zusätzliche Moment durch die Kupplung nach vorne geht. Die Elektronik berechnet die Stärke und Dauer der Scheibenkompression, indem sie den Unterschied in der Drehzahl der Vorder- und Hinterräder auswertet. Sollte dies nicht ausreichen, gibt das Steuergerät zusätzlich den Befehl, auch die hintere Querdifferentialkupplung zu schließen. Und damit die Schlösser den Betrieb des ABS-Systems nicht beeinträchtigen, trennt der Computer beim Drücken des Bremspedals beide Kupplungen gleichzeitig.

"Nissan X-Trail" auf trockenem und glattem Asphalt fahren nur die Vorderräder. Auf Knopfdruck kann der Fahrer den Auto-Allrad-Modus einschalten - eine elektromagnetische Lamellenkupplung wirft überschüssiges Drehmoment zurück. Es gibt auch einen Offroad-Lock-Modus, bei dem die Traktion die meiste Zeit in einem Verhältnis von fast 57:43 auf die Achsen verteilt wird.

Originelle Lösungen zeichnen das Honda-Getriebe aus. Bei den CR-V-Modellen (ЗР, 2007, No. 6) und HR-V führten die Japaner das Echtzeit-4WD-Schließsystem ein. Das Highlight ist, dass die Kupplung hydraulisch gesteuert wird. Die Pumpen sind an den Achsen installiert: an der Vorderdruckpumpe im Kreislauf, an der Hinterdruckpumpe. Wenn die Vorderräder durchrutschen, steigt der Druck im System und blockiert die Kupplung, wodurch die Hinterachse verbunden wird.

Nun, die nächste Stufe in der Entwicklung von Allradantriebsstrukturen ist ziemlich vorhersehbar. Wie in vielen anderen Bereichen wird die Elektronik nach und nach die komplexe Mechanik verdrängen oder die Schirmherrschaft übernehmen, wodurch die alten Systeme vereinfacht und verbessert werden. Und das überrascht nicht, denn das Lösen komplexer Gleichungen auf einem Computer ist viel schneller und einfacher als die Verwendung eines Rechenschiebers.

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"SILICONE" VARIABLE

Eines der einfachsten selbsthemmenden Systeme ist die Viskosekupplung. In einem mit hochviskoser Silikonflüssigkeit gefüllten Gehäuse befinden sich nahe beieinander Lochscheiben, von denen einige mit der Eingangswelle der Kupplung (mit der Vorderachse gelesen) und andere mit dem Ausgang (von hinten) verbunden sind. Wenn Radschlupf auftritt, ändert sich die Differenz der Winkelgeschwindigkeiten einiger Scheiben gegenüber anderen. Die Flüssigkeit verdickt und „verklebt“die Scheiben - das Drehmoment fließt auf die zweite Achse. Einer der Nachteile dieser Konstruktion besteht darin, dass beim scharfen Bremsen alle Räder gleichzeitig blockieren können, was zu einer Fehlfunktion des ABS führt. Daher müssen Mechanismen zum Entriegeln der Kupplungen während des Bremsens installiert werden.

+ Relative Einfachheit und niedrige Baukosten, Kompaktheit.

- Verzögerungen im Betrieb der Kupplung, Überhitzungstendenz bei längerem Betrieb, die den Betrieb des ABS stört.

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ZAHNRAD KONSTANT

Das Torsen - Differential (vom englischen TORque SENsitive - sensitive Torque) ist rein mechanisch ausgelegt. Darin sind angetriebene (halbaxiale) Schneckenräder und antreibende (Satelliten-) Schneckengetriebe eingebaut. Im Normalzustand arbeitet das Differential als frei. Steigt die Drehzahl einer der Abtriebswellen (Radschlupf), werden die Satelliten geschlossen und übertragen einen Teil des Drehmoments auf die zweite Achse, während die blockierten Räder aufgrund einer Verbindung zwischen den Achsen „bremsen“. „Thorsen“ist im Gegensatz zur Viskosekupplung nur unter Zug blockiert und beeinträchtigt daher nicht die Notbremsung.

+ Schnelle Drehmomentumverteilung, keine Auswirkung auf den Bremsvorgang.

- Die Komplexität der Herstellung und Montage, die einzige Werkseinstellung, hoher Preis.

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PAKETBERECHNUNG

Sowohl das Torsen-Differential als auch die Viskokupplung sind passive Systeme: Sie funktionieren nur, wenn Drehmoment auf sie einwirkt. Elektronisch gesteuerte Lamellenkupplungen haben diesen Nachteil nicht. Eine der bekanntesten ist die von den Schweden patentierte Haldex-Kupplung. Eine sehr ähnliche TOD-Einheit (Torque On Demand - Drehmoment bei Bedarf) wird von Isuzu hergestellt.

Kurz gesagt, das Funktionsprinzip: Die elektrische Kupplungspumpe erzeugt ständig einen kleinen Druck im System, um schnell reagieren zu können. Durch Druck auf den die Kupplungsscheiben zusammendrückenden Kolben entsteht eine Kolbenhydraulikpumpe. Sie wird eingeschaltet, wenn sich die Winkelgeschwindigkeiten der Eingangs- und Ausgangswelle unterscheiden. Scheiben sind geschlossen - die zweite Achse ist angeschlossen.

Bei einigen Konstruktionen sind Stellglieder anstelle von Hydraulikzylindern Elektromagnete, die bei angelegter Spannung die Scheiben verbinden. Die elektronische Einheit, die mit anderen Fahrzeugsystemen verbunden ist, verwaltet alle Prozesse.

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