Allradantrieb

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Allradantrieb wird oftmals als das fast einzige Merkmal für einen Geländewagen angesehen. Richtig wäre es zu sagen, jeder Geländewagen hat Allradantrieb, aber nicht jedes Fahrzeug mit Allradantrieb ist ein Geländewagen. Um eine echte Geländefähigkeit zu erreichen, die einen wirklich durch unwegsames Terrain abseits der Straßen bringt, benötigt der Wagen weitere technische Merkmale. Dazu zählen u.a. das Verteilergetriebe (auch Reduziergetriebe oder Untersetzung genannt), die Verschränkung, Bodenfreiheit, div. Winkel, Starrachsen und Differentialsperren oder vergleichbare Systeme. Zusätzlich gibt es noch eine ganze Reihe von Zubehör, welches hilft immer schwierigeres Gelände zu meistern (Winden, Sandbleche, Bergegurte, Handgreifzüge, usw.).
In diesem Teil geht es primär um den Allrad-Fahrzeugantrieb und seine Aufgabe, den Erhalt des Vortriebs.

Einführung in die Allradtechnik

Kraftverteilung bei 50:50 Allradantrieb (vorne:hinten)
Allradantrieb bedeutet bei einem Fahrzeug, dass zeitweise oder permanent die Antriebsenergie auf alle vier Räder zu gleichen oder ungleichen Teilen übertragen wird. Die Kraftverteilung auf alle Räder hat bereits auf der normalen Straße den Vorteil, dass ein sicherer Traktionsaufbau erfolgen kann und der Reifenverschleiß verringert wird. Im Gelände ist er zudem die Vorraussetzung, auf unterschiedlichen Untergründen das Fortkommen zu sichern. Je nach Situation reicht ein Allradantrieb alleine jedoch nicht aus.

Die drei grundlegenden Allradantriebe

Egal wie sich das Allradsystem nennt und hinter welchen Marketing-Begriffen dieses sich verbirgt, es gibt derzeit nur drei grundlegende Allrad-Antriebsarten. Alle am Markt befindlichen Systeme basieren auf diesen drei Grundtypen.

  1. Permanenter Allradantrieb
    Hier sind die Vorder- und Hinterachse permanent miteinander verbunden. Die Kraftverteilung erfolgt 50:50. Es ist ein Mitteldifferential zum Drehzahlausgleich vorhanden. Oftmals ist dieses auch 100% sperrbar.
    Vorteil:
    - Keine Anregung erforderlich, Allrad steht in jeder Fahrsituation permanent zur Verfügung
    - Kein Verschleiss
    Nachteil:
    - Geringfügig höherer Verbrauch
  2. Automatisch zu- und abschaltender Allradantrieb
    Die Vorder- und Hinterachse sind über ein Kopplungselement verbunden, welches bei Bedarf die zweite Achse zu- oder abschaltet. Das kann z.B. über Viskosekupplungen, elektrisch betriebende oder kugelbetriebene Reibkupplungen und mit unterschiedlicher Kraftverteilung erfolgen. In der Regel ist kein Mitteldifferential vorhanden. Manche lassen auch eine explizite manuell schaltbare Kopplung, neben der automatischen zu.
    Vorteil:
    - Etwas geringerer Verbrauch
    Nachteil:
    - Allradzuschaltung muss erst angeregt werden (es muss erst eine Drehzahldifferenz zwischen Vorder- und Hinterachse entstanden sein)
    - Mehr Verschleiss(-teile)
    - zunehmend elektronisch geregelt, daher ist ein Ausfall möglich
  3. Manuell zuschaltbarer Allradantrieb
    Die zweite Achse wird manuell hinzu- und abgeschaltet. Mit oder ohne Mitteldifferential.
    Vorteil:
    - Etwas geringerer Verbrauch
    - Bei mechanischen Lösungen kein Verschleiss
    Nachteil:
    - Kein Differential, d.h. es muss genau darauf geachtet werden, wann man den Allrad zu- und abschaltet. Nur im Gelände (rutschiger Untergrund) zu verwenden.
    - Allrad muss manuell ein und ausgeschaltet werden. Vorrausschauendes Fahren um so wichtiger.



Die Differentialsperre

Antriebsverlust durch Traktionsverlust eines Rades ohne Differentialsperre
Antriebserhalt bei Traktionsverlust durch Differentialsperre
Jedes Fahrzeug besitzt ein Differential zumindest an der Achse, an der der Antrieb erfolgt. Dieses nimmt die unterschiedlichen Drehzahlen der beiden miteinander (über das Differential) verbundenen Räder auf, die z.B. bei Kurvenfahrten entstehen und verteilt das Drehmoment gleichmässig. Der Nachteil eines offenen Differentials, welches meistens verwendet wird, ist, dass die Antriebsenergie immer auf das Rad gegeben wird, welches den geringsten Widerstand, also die geringste Traktion hat. Ist ausreichend Traktion auf beiden Rädern vorhanden, funktioniert alles wie es soll.

Verliert aber ein Rad die Traktion, wie es im Gelände vorkommen kann, geht die gesamte Antriebsenergie zunehmend mit dem Traktionsverlust auf dieses eine Rad. Das Fahrzeug bleibt stehen. Um das zu verhindern kann man die beiden Räder einer Achse entweder mit einer Differentialsperre starr miteinander verbinden oder man verwendet Differentiale, die eine eigene Sperrwirkung (z.B. Torsen) entwickeln. Ist dann eines dieser Räder ohne Traktion, verbleibt je nach verwendeter Sperre ein gewisser Prozentsatz des Drehmoments, der auf diese Achse gegeben wird, auf dem anderen Rad.

Bei einem Fahrzeug mit Allradantrieb kommt noch eine Differenz zum Tragen, die zwischen Vorder- und Hinterachse. Letztere läuft langsamer, da sie einen kleineren Kreis (=kleineren Weg) beschreibt, als die Vorderachse. Wer Erfahrung mit dem Ziehen von Anhängern hat, wird diesen Effekt dort bereits bemerkt haben. Auch diese Differenz muss ausgeglichen werden, wozu es (auf jeden Fall bei Fahrzeugen mit permanentem Allradantrieb) zusätzlich noch ein Differential zwischen den beiden Achsen gibt, das Mitteldifferential.
Auch hier tritt bei einem offenen Differential der Effekt ein, dass bei einem Rad ohne Traktion die ganze Kraft auf dessen Achse und auf dieses Rad gegeben wird, wodurch das Fahrzeug stehenbleibt. Um dies nun zu verhindern, gibt es auch eine Sperre für dieses Mitteldifferential, welche Vorder- und Hinterachse starr zusammenschaltet.
Weitere Informationen zum praktischen Einsatz finden sich hier



Elektronische Traktionskontrolle

Bei Fahrzeugen mit Traktionskontrolle und ABS, wo also die Fahrzeugelektronik unabhängig vom Fahrer Bremseingriffe vornehmen kann, können diese Eingriffe den Traktionsverlust verhindern, oder besser gesagt, dem offenen Differential vorspielen, es sei Traktion vorhanden. Dreht ein Rad aufgrund mangelnder Traktion durch, wird dies von der Traktionskontrolle (i.d.R. über die ABS-Sensoren) festgestellt und sie bremst dieses Rad ab, d.h. es entsteht ein Widerstand, ähnlich so, als wäre Traktion vorhanden. Als Folge leitet das Differential wieder einen Teil der Antriebsenergie auf das andere Rad der Achse. Mehr dazu hier: Elektronische_Traktionskontrolle - Simulierte_Sperrwirkung.
Im Unterschied zur mechanischen Differentialsperre, ist es hier manchmal nötig, extra Gas zu geben, um auf dem Rad ohne Traktion eine ausreichende Drehzahl zu erreichen, so dass die Elektronik den Traktionsverlust erst einmal registriert. Greift sie ein, nimmt sie jedoch den Vortrieb auf dem traktionslosen Rad wieder weg, um ihn bei Traktion wieder frei zu geben. Dieses hin-und-her fällt bei mechanischen Systemen weg. Zudem sind mechanische Sperren, sobald eingelegt, permanent verfügbar und haben keine Latenzzeit, bis sie ihre Wirkung entfalten. Elektronische Traktionskontrollen sind mit mehr Verschleiß verbunden, da das Bremssystem genutzt wird um ein Rad, welches gerade angetrieben wird, wieder abzubremsen, immer im Wechsel. Daher wird auch der Antriebsstrang stärker beansprucht (Antriebsspiel). Auf extrem rutschigem Untergrund, wie z.B. Sand (Wüste), wo die Traktionskontrolle unter Umständen sehr häufig greifen muss kann es sogar zu einer überhöhten Erwärmung der Bremse des betroffenen Rades kommen.



Die Kombination macht es

Im Bereich des Antriebs sind also die Allradfunktion und die Differentialsperren bzw. die Traktionskontrolle wichtige Kriterien. Deren Kombination entscheidet, in welchen Situationen man mit dem Fahrzeug noch weiterkommt und in welchen nicht.

Antriebsverlust bei Traktionsverlust auf einem Rad pro Achse trotz Mitteldifferentialsperre
Antriebserhalt bei Traktionsverlust auf einem Rad pro Achse bei eingelegter Mittel- und Achsdifferentialsperre
Ein Fahrzeug, welches lediglich eine Mitteldifferentialsperre hat, würde also immer noch zum Stehen kommen, wenn auf jeder Achse ein Rad ohne Traktion ist. Hat das Fahrzeug aber eine ausreichende Verschränkung, so sind diese Situationen schon wieder seltener, aber immer noch möglich. Hat das Fahrzeug nur Achsdifferentialsperren, kann es zu Problemen kommen, wenn eine Achse ohne Traktion ist, z.B. wenn aus einer Senke gefahren werden soll und die Hinterachse schieben muss, ohne Traktion zu haben. In diesem Fall würde die Vorderachse zum Ziehen ausfallen.



Allrad bei Land Rover Fahrzeugen

Die Land Rover Fahrzeugmodelle verwenden unterschiedliche Allradkombinationen und bis auf das Modell Freelander haben alle ein Untersetzungsgetriebe.
Dieses Untersetzungsgetriebe hat die Stellungen H(igh) für schnelle Fahrt mit weniger Drehmoment, es wird auch von Übersetzung gesprochen. Übersetzung bedeutet, dass das (vom Motor und Schaltgetriebe) angetrieben Zahnrad weniger Umdrehungen macht, als jenes, welches die Drehungen zu den Rädern weitergibt. Diese Stellung wird normalerweise für die Straßenfahrt verwendet.
Die Mittelstellung ist dann N(eutral). Hier ist sind die Getriebe von dem Antriebsstrang getrennt.
In Stellung L(ow) ist dann Untersetzung eingeschaltet, d.h. geringe Geschwindigkeiten aber hohes Drehmoment für Geländefahrten. In dieser Stellung benötigt das angetriebene Zahnrad mehr eigene Umdrehungen um das von ihm getriebene Zahnrad einmal komplett zu drehen.

Serie I (1948 - 1951)

  • Permanenter Allradantrieb, aber nur bei Beschleuningung und Vorwärtsfahrt, bei Rückwährtsfahrt sorgt ein Freilauf im Getriebe dass nur die Hinterachse angetrieben wird.
  • Allrad bei Rückwährtsfahrt zuschaltbar
  • Untersetzungsgetriebe
  • Kein Sperrdifferential

Serie I (1951 - 1958) / II / IIa / III

  • Zuschaltbarer Allradantrieb
  • Allrad in hoher Übersetzung (H) nur bis 50 km/h
  • Untersetzungsgetriebe
  • Kein Sperrdifferential

Serie III V8 109

  • Permanenter Allradantrieb mit unterdruckbetriebener Mitteldifferenzialsperre.

101 Forward Control

  • Permanenter Allradantrieb mit unterdruckbetriebener Mitteldifferenzialsperre

90 / 110 / 130 / Defender, alle Modelle ausser 110 V8 und Td5 mit ABS und Td4

  • Permanenter Allradantrieb
  • Mitteldifferentialsperre
  • Untersetzungsgetriebe

110 V8

  • Wie alle anderen 110er, nur mit unterdruckbetriebener Mitteldifferenzialsperre

Defender Td5 mit ABS und Td4

  • Wie alle anderen Defender, zusätzlich mit elektronischer Traktionskontrolle

Freelander I

  • Kein Untersetzungsgetriebe
  • HDC (Hill Descent Control)
  • Elektronische Traktionskontrolle

Freelander II

  • Kein Untersetzungsgetriebe
  • Terrain Response (bei S Ausstattung)
  • HDC (Hill Descent Control)
  • Traktionskontrolle

Bedienung in Land Rover Modellen

Serie I (1948 - 1951)

Untersetzung

Serie I bis 1951
Die Untersetzung wird mittels des roten Hebels eingeschaltet. Dazu muss das Fahrzeug stehen und der Hebel nach hinten gezogen werden. Wird die Untersetzung heraus genommen, was auch während der Fahrt geschehen kann, springt auch die ggf. eingeschaltete Zuschaltung der Vorderachse (Allrad für Rückwährtsfahrt) wieder heraus.

Allradantrieb (nur Rückwärts)
Im Boden ist ein Ring (bei den ersten ca. 14.000 Modellen, später mit Knopf), mit dem man den Allradantrieb bei Rückwährtsfahrt zuschalten kann. Der Ring muss dazu gezogen werden, der Knopf muss gedrückt werden. Beides geht nur, wenn vorher das Untersetzungsgetriebe in die Untersetzung geschaltet wurde.



Serie I (1951 - 1958), Serie II, IIa und III (ohne Serie III V8)

Serie I ab 1951
Untersetzung

Die Untersetzung wird mittels des roten Hebels eingeschaltet. Dazu den Hebel nach hinten ziehen. Das Fahrzeug muss dabei stehen. Mit dem Einschalten der Untersetzung wird auch der Allradantrieb durch Hinzunahme der Vorderachse eingeschaltet.
Allradantrieb
Neben dem roten Hebel für die Untersetzung gibt es ein kleinerer gelben Hebel, mit dem man den Allradantrieb zuschalten kann. In Stellung H des roten Hebels wird mit Heckantrieb gefahren. Drückt man den gelben Hebel nach unten, wird der Allradantrieb eingeschaltet, der jedoch nur bis zu einer Geschwindigkeit von 50 km/h genutzt werden sollte (es gibt ken Mitteldifferntial!). Zum Deaktivieren des Allradantriebs, muss man stehen bleiben oder sehr langsam fahren, mit dem roten Hebel die Untersetzung einschalten (hier ist immer der Allradantrieb aktiv!). Nun die Untersetzung wieder ausschalten, also den roten Hebel wieder nach H drücken, wobei der Allradantrieb wieder ausgeschaltet wird, der gelbe Hebel springt zurück.



Serie III V8, 110 V8

Das Verteilergetriebe wird über einen Hebel zwischen den Stellungen H-N-L bewegt. Differentialsperre
Dieses Modell hat aber noch eine Mitteldifferenzialsperre, die über Unterdruck betrieben wird. Um sie einzuschalten, muss dieser herausgezogen werden. Durch Hereindrücken wird sie wieder ausgeschaltet. Zum Betätigen des Knopfs muss natürlich der Motor laufen, um den nötigen Unterdruck zu haben.

101 Forward Control

Untersetzung
Um die Untersetzung einzulegen, muss das Fahrzeug stehen und es darf kein Gang eingelegt sein und die Kupplung muss getreten sein. Den Hebel mit dem roten Knopf nach vorne drücken. Sollte dies nicht möglich sein, den Hebel zurücklegen, kurz einen Gang wählen, die Kupplung kurz lösen und wieder treten, den Gang herausnehmen und erneut versuchen in die Untersetzung zu schalten. Das Umschalten in die normale Übersetzung kan njederzeit geschehen. gas wegnehmen, Kupplung treten und den Untersetzungshebel zurückziehen, dabei kurz in der Stellung Neutral bleiben, Kupplung lösen.
Differentialsperre
Zum Aktivieren der Mitteldifferentialsperre einfach den Knopf für die Sperre hochziehen. Zum Ausschalten wieder runterdrücken. Zum Betätigen des Knopfs muss natürlich der Motor laufen, um den nötigen Unterdruck zu haben.

90 / 110 / 130 / Defender

Schaltknüppel im Defender
Untersetzung

Die Untersetzung kann nur während eines Fahrzeugstillstands eingelegt werden. Dazu muss die Kupplung getreten werden, dann der Hebel nach vorne aus der Stellung H zunächst nach N und dann, nach einer kleinen Verzögerung, nach L gedrückt werden. Sollte sich der Hebel nicht ohne Gewalt nach L drücken lassen, kurz noch einmal die Kupplung freigeben und erneut treten.
Das zurückschalten von L nach H geht genauso, kann aber auch während der Fahrt geschehen. Dazu den Hebel leicht nach hinten ziehen, Kupplung treten und vom Gas gehen, Hebel nach N ziehen, Kupplung 3 Sekunden freigeben, erneut treten und den Hebel nach H ziehen.
Differentialsperre
Die Differentialsperre kann sowohl im Stand als auch bei Fahrt eingelegt werden. Bei Fahrt darf jedoch kein Radschlupf vorhanden sein, dies könnte zu Schäden führen. Die sichereste Variante ist also, dies im Stand zu bewerkstelligen. Zum Ein- oder Ausschalten vom Gas gehen und den Hebel entweder von rechts nach links (Einschalten) oder von links nach rechts (Ausschalten) drücken. Dies geht sowohl im L als auch im H Gang. Das Anzeigen des Zustands über die Kontrollleuchte kann verzögert stattfinden, da sie erst an- bzw. ausgeht, wenn der Zustand tatsächlich erreicht wurde.

Discovery Serie I

Schaltgetriebe: Siehe vorheriger Abschnitt der 90 / 110 / 130 / Defender.
Automatikgetriebe:Um von der normalen Übersetzung in die Geländeuntersetzung zu wechseln, muss das Fahrzeug stehen, der Automatikwahlhebel auf N stehen und die Fußbremse getreten sein. Dann kann die Untersetzung ein- oder ausgeschaltet werden. Um während des Fahrens von der Untersetzung (Low) in den normalen Straßenmodus zu schalten (High), das Fahrzeug auf ca. (und max.) 8 km/h abbremsen, den Automatikwahlhebel wieder in Stellung N bringen, den Hebel der Untersetzung nach H ziehen und die Automatik wieder auf D stellen.
Differentialsperre Diese kann jederzeit ein- und ausgeschaltet werden.

Discovery II, II V8

Siehe vorheriger Abschnitt der 90 / 110 / 130 / Defender. Hinweis: einige Discovery II Modelle haben keine Differntialsperre (sie ist zwar verbaut, kann jedoch nicht aktiviert werden). Der Discovery II erhielt zusätzlich das HDC (Hill Descent Control) System, welches mit einem gelben Schalter am Armaturenbrett eingeschaltet wurde. Die Luftfederung des Discovery II konnte durch den darunter liegenden Knopf in die höchste Position gebracht werden, die bis 50 km/h gehalten wurde. Darüber hinaus senkt sich das Fahrzeug wieder ab. Drück man den Knopf bei langsamer Fahrt ein zweites mal, geht die Luftfederung auf Normalposition zurück.

Discovery III

Geländefunktionen Disco 3
Die serienmässige vorhandene Mitteldifferentialsperre und die optionale Hinterachsdifferentialsperre werden automatisch elektronisch zu- und abgeschaltet. Ansonsten stehen die Schalter für das TR (Terrain Response, Drehknopf für die Wahl des Untergrundes), die Untersetzung und des HDC (gelber Knopf unter dem TR Drehknopf) zur Verfügung.



Freelander I

Schaltknüppel mit Knopf für HDC bis MJ 2003
HDC Symbol
Bei dem ersten Land Rover Modell mit HDC System wird dieses wie folgt eingeschaltet: den gelben Knopf am Schalthebel eindrücken (später unterhalb des Schalthebels), festhalten und den ganzen Griff nach unten drücken. Erscheint der gelbe Ring, den gelben Knopf loslassen, der Griff ist jetzt arretiert. Ein blinkende Anzeige zeigt an, das beim nächsten Einlegen des ersten oder des Rückwärtsganges HDC aktiviert wird. Die Anzeige ist dann permanent an. Wechselt man in einen höheren als den ersten Gang, blinkt die Anzeige um zu zeigen das HDC still angewählt, aber derzeit nicht aktiv ist. Zum Ausschalten einfach wieder den gelben Knopf am Schalthebel drücken.



Freelander II

Mittels der Schalter in der Konsole kann das DSC, das Terrain Response und das HDC System ein- und ausgeschaltet werden.

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