Allrad-Systeme: Panzer oder Bulldozer

So wie beim Bulldozer das Beschleunigen der rechten Kette eine Kurvenfahrt nach links einleitet, bewirkt Torque-Vectoring beim Allradler beispielsweise ein h?heres Antriebsmoment am rechten Hinterrad als am linken. Ein Giermoment um die Hochachse entsteht, wodurch das Auto spontaner nach links eindreht. Ein weiterer Schritt also in Richtung Allradantrieb als Fahrdynamiksystem, weg von der reinen Traktionshilfe.

Nicht zuletzt deshalb soll der Trend bei vierradgetriebenen Autos deutlich nach oben zeigen. Vor allem in den USA - dort d?rfte deren Marktanteil bis 2008 auf knapp 39 Prozent steigen. ?berproportional zulegen sollen dabei Allrad-Limousinen, w?hrend der Anteil an klassischen US-Gel?ndewagen zur?ckgeht.
Chancen f?r Zulieferer
Von solchen Quoten ist man in Europa zwar weit entfernt, doch auch hier wird eine Steigerung von 5,5 auf 7,4 Prozent erwartet. Eine wichtige Position bei dieser Entwicklung nimmt die Zuliefer-Industrie ein. Denn obwohl der Markt w?chst, sind die Serien relativ klein. Das er?ffnet f?r die auf Antriebstechnik spezialisierten Unternehmen Chancen, die Autohersteller sowohl bei der Entwicklung als auch bei der Produktion von Allradsystemen zu unterst?tzen.

Bestes Beispiel ist das BMW-Erfolgsmodell X3. Ohne die Entwicklungshilfe von Zulieferer Magna Steyr, der auch die Fertigung des X3 ?bernommen hat, h?tte die Konstruktion zwei Jahre l?nger gedauert. Wichtig ist auch die Entwicklung der Torque-Vectoring-Systeme. Zwei Varianten, die sich in Aufbau und Wirkungsweise unterscheiden, sind derzeit in der Entwicklung. Vergleichsweise einfach aufgebaut sind Systeme, bei denen die Antriebskraft in Abh?ngigkeit von Fahrdynamik und Traktionsverh?ltnissen ?ber zwei voneinander unabh?ngig schaltbare Kupplungen im Hinterachsgetriebe auf die R?der ?bertragen wird.

Um den gew?nschten Effekt zu erzielen, kann bei dieser Spielart die Kupplung am kurveninneren Hinterrad ganz oder teilweise ge?ffnet werden, w?hrend jene am kurven?u?eren die ganze Kraft auf die Stra?e bringt. Bei diesem System wird auf ein Differenzial verzichtet, da der Drehzahlausgleich zwischen dem kurveninneren und kurven?u?eren Rad ?ber die Kupplungen erfolgt. Bereits in Serie ist ein solches System - T-Trac genannt - von Borg-Warner. Es kommt unter anderem im Honda Pilot, einem Kompakt-SUV f?r den amerikanischen Markt, zum Einsatz. Bei ZF wird ein ?hnliches System unter der Bezeichnung RIM (Radindividuelle Momentenverteilung) entwickelt.

Ein Nachteil dieser momentengef?hrten Systeme ist jedoch, dass eine effektive Beeinflussung des Fahrverhaltens nur bei hohen Antriebsmomenten m?glich ist, nicht aber bei geringer Last und im Schiebebetrieb.
Torque-Vectoring schafft Abhilfe
Hier wird den Hinterr?dern ?ber elektrisch oder hydraulisch bet?tigte ?berlagerungsstufen (Planetengetriebe) im Hinterachsdifferenzial eine Drehzahldifferenz aufgezwungen, wodurch sich ebenfalls asymmetrische Vortriebskr?fte ergeben. Torque-Vectoring erh?ht aber nicht nur die Agilit?t. Es kann zudem gef?hrliches ?bersteuern in kritischen Fahrsituationen durch h?here Momente am kurveninneren Rad verhindern, da das entstehende Giermoment der Fahrzeugbewegung entgegenwirkt.

Durch Torque-Vectoring l?sst sich also die Zahl und St?rke von stabilisierenden ESP-Bremseneingriffen deutlich reduzieren. Bei SUV mit hohem Schwerpunkt kann Torque-Vectoring zudem die Kippgefahr reduzieren. Aber auch die konventionellen Allradsysteme sind noch nicht am Ende der Entwicklung. Wenn, wie der Trend zeigt, der Anteil von Allradautos weiter steigt, muss sichergestellt werden, dass sich dadurch kein negativer Einfluss auf die Senkung des CO2-Aussto?es ergibt. Die Systeme werden deshalb hinsichtlich Gewicht, Bauraum und Wirkungsgrad optimiert.

Ein Beispiel daf?r ist das erste Verteilergetriebe von ZF, das derzeit entwickelt wird. Ein weiterer Weg, Allradantriebe sparsamer zu machen, ist der Einsatz von elektrischen Komponenten. Vorreiter auf diesem Gebiet ist die Firma GKN, die bisher eher f?r ihre Visco- Kupplungen (Porsche Carrera 4) und Sperrensysteme bekannt ist. So l?sst sich bei einem als Fronttriebler konzipierten Auto durch eine per Elektromotor angetriebene Hinterachse ein Teil der Allrad-Vorteile bei Traktion und Fahrstabilit?t erreichen - ohne das Gewicht und die Komplexit?t eines konventionellen Allrad-Antriebsstranges.

GKN liefert eine elektrisch angetriebene Hinterachse - unter anderem f?r die Japan-Version des Nissan Micra. Zur Antriebseinheit geh?ren neben Hinterachsdifferenzial und Elektromotor auch ein Untersetzungsgetriebe und eine Trennkupplung. Diese dient dazu, den E-Motor und das Getriebe bei h?herem Tempo von den Hinterr?dern abzukoppeln. Richtig sparsam wird der elektrische Allradantrieb aber erst dann, wenn der Elektromotor nicht nur als Antrieb genutzt wird, sondern beim Bremsen als Generator arbeitet - quasi ein Hybrid. Die so in elektrische Energie umgewandelte Brems-Energie k?nnte in Batterien oder Hochleistungskondensatoren gespeichert werden und st?nde so beim Beschleunigen zum Antrieb der Hinterachse wieder zur Verf?gung.

Zulieferer wie Getrag und ZF arbeiten aber auch bereits an Konzepten, elektrischen Allradantrieb, Torque-Vectoring und Hybrid unter einen Hut zu bringen. Hilfreich sind dabei die jeweiligen Kooperationen mit Bosch und Continental auf dem Hybrid-Sektor. Einen herk?mmlichen Antriebsstrang vollkommen ?berfl?ssig machen die so genannten eCorner-Module von Siemens VDO, bei denen neben Radaufh?ngung und Lenkung auch ein Elektromotor in jedes der vier R?der integriert ist. Das bedeutet dann die vollkommene Freiheit hinsichtlich der Antriebskraftverteilung.