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Technik  Technik: Sperrdifferenzial

Dreh´ und Spiel´



Die Autohersteller sind ständig auf der Suche nach dem möglichst dynamischen Vortrieb. Dabei besinnen sich die Ingenieure in den Entwicklungsabteilungen auf eine fast vergessene Komponente: das Sperrdifferenzial.

 
 Sperrdifferenzial
  
 Sperrdifferenzial  - Foto: Hersteller  Sperrdifferenzial - Foto: Hersteller  Sperrdifferenzial - Foto: Hersteller  Sperrdifferenzial - Foto: Hersteller  Sperrdifferenzial - Foto: Hersteller  Sperrdifferenzial - Foto: Hersteller

BMW, der "Godfather of Fahrdynamik", musste beim neuen X6 tief in die Marketingkiste greifen. Coupéheck, niedrige Dachlinie und Power-Triebwerke alleine machen aus einem Ableger des X5 noch nicht den Begründer eines neuen Fahrzeugsegments. Der Luxus-SUV X5 und der X6 geizen nicht mit optischen und technischen Ähnlichkeiten. Da Heckantrieb und Allradpower jedoch bereits erfunden sind, kommt den Bayern ein technisches Detail wie DPC gerade recht. Mit der "Dynamic Performance Control", einem Hightech-Sperrdifferenzial, können sie den X6 ein Stück weiter entfernt vom X5 positionieren: Ein Hauch Pistenraupe für jedermann.

Ins gleiche Horn stoßen mehrere andere Hersteller ebenfalls - unter ihnen auch solche, die anders als BMW nicht mit großer Fahrwerkskompetenz klotzen können: Saab und Alfa Romeo.

Die Schweden haben praktisch alle Allradtrends verschlafen, bringen mit dem Saab 9-3 2.8 Turbo X jetzt jedoch in der Mittelklasse einen wahren 4x4-Spaßmacher auf den Markt. Vorbei sind die Zeiten, als sich Elche noch vor den wild geradeaus scharrenden Fronttrieblern des einstigen Flugzeugherstellers in Sicherheit bringen mussten. Ähnlich wie der BMW X6 kann der neue Saab 9-3 Allrad seine Leistung nicht nur zwischen Vorder- und Hinterachse sondern auch zwischen den beiden hinteren Rädern verteilen. Der Zuwachs an Dynamik ist denn auch imposant.

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Sperre an der Vorderachse
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Einen anderen Weg geht Alfa Romeo. Bei den größeren Modellen gibt es seit längerem einen Allradantrieb mit Namen Q4. Der kostet zwar Sprit und beschert den alles andere als leichtgewichtigen Alfas noch mehr Übergewicht. Doch immerhin gibt es bei ihnen die lange Jahre schmerzlich vermisste Traktion.

In den kleineren Modellen setzt Alfa künftig auf ein mechanisches Sperrdifferenzial und krönt seine drehmomentstarken Modelle mit dem Namenszusatz Q2. Das Sperrdifferenzial aus dem Hause Torsen sorgt dafür, dass die Antriebsleistung an der Vorderachse bei den frontgetriebenen Fahrzeugen GT und 147 nicht derart nutzlos verpufft wie bisher. Bei nasser oder eisglatter Straße hatte man vor allem bei den drehmomentstarken Selbstzündern Probleme, die über 300 Nm Drehmoment in realen Vortrieb zu verwandeln.

Das kann einen beim neuen BMW X6 so leicht nicht passieren. Das elektronische Sperrdifferenzial DPC lässt den über zwei Tonnen schweren Luxus-SUV zum Slalomkünstler werden. Den Unterschied zum X5 bringt Fahrwerksentwickler Gerhard Fischer auf den Punkt: "Wir wollten ein Auto, dass deutlich sportlicher ausgeprägt ist."

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Pistenraupe
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Auf einem Handlingkurs in South Carolina zeigt der X6 sein ganzes Können. DPC verteilt die Antriebskraft nach vorn und hinten - und ebenso variabel zwischen den beiden Rädern der Hinterachse. Das ganze passiert unabhängig vom jeweils angeforderten Antriebsmoment des Motors. So lenkt die Hinterachse passiv in der Kurve mit. "Das ist so, als würden Sie auf einem Schlitten sitzen und nur auf einer Seite anschieben", beschreibt Entwickler Christian Billig das Prinzip.

Man kann sich die Funktionsweise auch vorstellen wie bei einer Pistenraupe oder einem Panzer: Wenn Kettenfahrzeuge eine Kurve machen, werden dazu die beiden Ketten in entgegen gesetzte Richtungen bewegt.

In der Praxis überzeugt DPC vor allem in engen Kurven und bei nasser Fahrbahn. Bevor dem allradgetriebenen X6 das Heck leicht wird, arbeitet DPC dagegen. Und macht das Gegenteil von dem, was ESP oder DSC bewirken: Die nehmen dem Auto durch Abbremsen an einzelnen Rädern den Schwung. DPC dagegen stabilisiert das Auto, ohne dass plötzlich die Antriebskraft wegbleibt.

Erst wenn es kritisch wird, gewinnt DSC sicherheitshalber die Oberhand. Doch diese Grenze schiebt BMWs neues System extrem weit nach außen. Gleichzeitig ist beim Kurvenfahren weniger Lenkarbeit nötig.

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Saab setzt auf 4x4
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Auch Saab ist besonders stolz auf sein neues Allradsystem. Der 4x4-Antrieb aus dem Hause Haldex, Generation 4, ist technisch aufwendig. "Wir wollten unseren Kunden einen Allradantrieb präsentieren, der uns insbesondere fahrdynamisch weit nach vorne bringt", sagt Willi Fey, Geschäftsführer von Saab Deutschland: "Das ist uns mit dem XWD gelungen."

Die Versprechungen der Schweden sind nach den Jahren des Wartens groß. In einem Slalomparcours soll es der neue 9-3 XWD sogar mit sportlichen Kraftprotzen wie einem Porsche 911 oder einem Audi RS4 aufnehmen können. Fey: "Angesichts der Leistungsunterschiede natürlich nicht bei der Ausfahrt, sondern zwischen den Pylonen."

Möglich macht das nicht nur eine variable Kraftverteilung zwischen Vorder- und Hinterachse, sondern vor allem eine variable Momentenverteilung von bis zu 50 Prozent zwischen linkem und rechtem Hinterrad per elektronischem Sperrdifferenzial.

Den Anfang in Sachen Allrad macht der Saab 9-3 2.8 Turbo X, der Aero X wird im Sommer folgen. Bei steter Geradeausfahrt gelangt ein Großteil der Motorleistung an die Vorderachse – zumindest aber auch rund zehn Prozent nach hinten. Bei Berg- oder Talfahrt, Beschleunigen oder schnellen Lastwechseln kann die Kraft in Sekundenbruchteilen an die entsprechende Achse – oder das jeweils bevorteilte Hinterrad - gebracht werden.

Das System funktioniert eindrucksvoll - wenngleich noch mehr Kraft an der Hinterachse die Fahrdynamik unterstützen und die nach wie vor spürbaren Antriebskräfte in der Lenkung eliminieren würde.

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Engere Kurven
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Saab bedient sich dabei der variablen Drehmomentverteilung des TTD - Torque Transfer Device. Es beginnt seine Arbeit, sobald der Hydraulik-Druck die Kupplungsscheiben zusammenpresst. Im Gegensatz zu anderen Systemen steht die Kupplung in jedem Betriebszustand unter Spannung.

Der Allradantrieb des Saab 9-3 2.8 Turbo X lebt von seinem elektronischen Sperrdifferential, das die Hinterachse aktiver als bei vielen Konkurrenten arbeiten lässt. In den höher motorisierten 4x4-Modellen wird diese Komponente serienmäßig sein. Das gesamte Allradsystem wiegt etwa 80 Kilogramm, die zentrale Einheit mit Verteilerkupplungen und elektronischem Hinterachsdifferenzial bringt knapp 30 Kilogramm auf die Waage.

Noch weniger wiegt das Alfa-System, das manuell und einfach arbeitet, einem Fronttriebler jedoch ein spürbares Plus an Fahrdynamik bietet. Das Torsen-Sperrdifferenzial ist bei leicht durchdrehenden Antriebsrädern in der Lage, die überschüssige Energie des rutschenden Rades auf sein Gegenüber zu verlagern. Unter Last können so 25, im Schubbetrieb bis zu 30 Prozent variabel zwischen den Antriebsrädern verteilt werden.

Wunder darf man von dem System allerdings nicht erwarten. Und ein Vergleich mit einem dynamischen Heck- oder gar einem Allradantrieb verbietet sich. Doch auf nasser Piste und bei engen Kehren spürt man deutlich die Vorteile des Torsen-Systems, das intelligent mit Anti-Schlupf-Regelung und Stabilitätskontrolle vernetzt ist. Bei schneller Kurvenfahrt untersteuert der Alfa 147 Q2 nicht derart stark, wie die Version ohne Differenzialsperre. Engere Kurvenradien sind die logische Folge und die immer noch spürbaren Antriebskräfte in der Lenkung werden reduziert.

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