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Die Antriebe von Volkswagen

 

 

 

TSI-Motoren

TSI heißen die überragenden Benzinmotoren von Volkswagen. TSI steht für die clevere Kombination von Benzin-Direkteinspritzung, Hubraumreduzierung und Hochaufladung. Denn das Erfolgsrezept des TSI-Motors liegt in seiner Größe: Aus kleinem Hubraum wird maximale Kraft bei minimalem Verbrauch gewonnen. Damit dieser trotz des kleineren Hubraums mit Leistung und Drehmoment überzeugt, verfügt der TSI-Motor neben der Benzindirekteinspritzung über eine ein- oder zweistufige Aufladung mit Turbolader oder Turbolader und Kompressor.

Downsizing / Aufladung

Der Hubraum eines Motors beeinflusst unmittelbar sein Drehmoment - aber auch seine Abmessungen. Typischerweise haben Motoren mit großem Hubraum ein hohes Anfahrdrehmoment und beschleunigen das Fahrzeug besonders gut. Größere Motoren haben jedoch auch höhere Verluste durch ihre größere innere Reibung. Mit Hilfe von Aufladung, zum Beispiel durch einen Turbolader, können auch Motoren mit kleinem Hubraum große Drehmomente erreichen. Die Reibungsverluste entsprechen aber weiterhin denen eines kleinen Aggregates. Damit wird das Verhältnis zwischen abgegebenem Drehmoment und der Reibung erheblich verbessert. Die Effizienz des Aggregates steigt.

Direkteinspritzung

Bei den TSI-Motoren erfolgt die Einspritzung des Benzins direkt in den Brennraum und nicht in das Saugrohr, wie es bei konventionellen Ottomotoren der Fall ist. Damit ist es möglich, noch nach dem Schließen der Ventile Kraftstoff in den Brennraum einzuspritzen. Durch die Verdampfung des Kraftstoffes innerhalb des Brennraums wird dem Gasgemisch Wärme entzogen. Diese innere Abkühlung ermöglicht eine deutlich höhere Verdichtung. Sie hat wiederum eine effiziente Verbrennung und reduzierten Kraftstoffverbrauch zur Folge.

 

TDI-Motoren

TDI ist die überragende Diesel-Technologie von Volkswagen. TDI vereint Sparsamkeit und Dynamik in einem Aggregat. Seine hervorragenden Eigenschaften sind der füllige Drehmomentverlauf, hohe Leistung und günstigste Verbrauchswerte. Die TDI Motoren erreichen diese mit der Kombination von Common-Rail-Einspritzsystem, Kraftstoffdirekteinspritzung, Aufladung und einer effizienten Abgasnachbehandlung.

Common-Rail-Einspritzung

Im Common-Rail-Einspritzsystem sind Druckerzeugung und Kraftstoffeinspritzung baulich voneinander getrennt. Eine separate Pumpe erzeugt kontinuierlich konstanten Kraftstoffdruck. Die Hochdruckpumpe liefert bis zu 1.800 bar Einspritzdruck an eine Verteilerleiste (Englisch: Rail) pro Zylinderbank. Abhängig vom Lastzustand des Motors sind damit bis zu sieben präzise Einspritzungen je Arbeitsspiel möglich.

Aufladung

Die Aufladung mit einem oder zwei Turboladern ist der wesentliche Bestandteil für Motorleistung und Drehmoment der TDI-Motoren. Sie erhöhen, durch Verdichtung der zur Verbrennung notwendigen Luft, den Luftdurchsatz des Motors bei gleichbleibendem Hubraum und gleicher Drehzahl und erhöhen somit die Leistung. Ihr Antrieb erfolgt durch die Energie der Abgase. Wird die vom Turbolader in den Brennraum gedrückte Luft zuvor gekühlt (Ladeluftkühlung), verbessert sich das Emissionsverhalten.

Hybrid

Ein Hybridantrieb besteht aus der Kombination von zwei Antrieben, wie einem TSI- und einem Elektromotor. Das Prinzip erlaubt es, Bewegungsenergie aufzufangen und in einer speziellen Batterie zwischen zu speichern. Das hat entscheidende Vorteile: Wenn Elektro- und Verbrennungsmotor zusammenarbeiten, reduziert das den Verbrauch und damit die CO2-Emissionen. Und wenn nur der Elektromotor arbeitet, etwa beim Anfahren oder auf kurzen Strecken in der Stadt, sinken die Emissionen auf null. Besonders im verbrauchsintensiven Stadtverkehr mit häufigen Stopp- und Anfahrvorgängen spielt der Hybrid seine Vorteile aus.

Intelligentes Zusammenspiel

Der Elektromotor ist platzsparend in einem Modul mit der zusätzlichen Trennkupplung vereint. Dieses „Hybridmodul“ ist die Schlüsselkomponente des Hybridantriebs. Es befindet sich zwischen Verbrennungsmotor und Automatikgetriebe. Doch der ganze Antrieb ist nur so effizient, wie seine Komponenten intelligent gesteuert werden. Dafür sorgt der „Hybrid-Manager“, der in das Motorsteuergerät integriert ist. Er kommuniziert unter anderem mit dem Verbrennungsmotor, dem DSG-Getriebe, der Hybrid-Batterie und der Leistungselektronik. Dabei gewährleistet er, dass in jeder Betriebsart alle Beteiligten stets sicher und effizient zusammenarbeiten.

DSG-Getriebe

Mit dem Doppelkupplungsgetriebe DSG ist es Volkswagen gelungen, die Vorteile der beiden herkömmlichen Getriebebauarten in einem Getriebe zu vereinen. Es verbindet den Komfort einer konventionellen Automatik mit der Dynamik eines manuellen Getriebes. Durch verschiedene Optimierungen bietet es zudem einen hervorragenden Getriebewirkungsgrad. Damit trägt die DSG-Technologie entscheidend zur Reduzierung von Verbrauch und CO2-Emissionen bei. Die Doppelkupplung schaltet zwischen zwei voneinander unabhängigen Teilgetrieben, auf die die Gangstufen verteilt sind, hin und her. Durch die extrem schnelle hydraulischen Betätigung der Doppelkupplung schaltet das DSG vollkommen ohne Zugkraftunterbrechung. Je nach Anforderung im Fahrzeug kommen verschiedene DSG-Getriebevarianten mit verschiedenen Eigenschaften für eine optimale Funktionsweise zum Einsatz.

Typen

Das DSG-Getriebe für Drehmomente bis 250 Nm ist ideal in Verbindung mit kleineren, ökonomischeren Motoren. Das entscheidende Bauteil bei diesem DSG-Getriebe ist die „trocken“ laufende Kupplung. Sie benötigt kein Ölbad und so hat dieses DSG einen noch höheren Wirkungsgrad. Neben weiteren Vorteilen ist zudem die Menge des Getriebeöls geringer, da dieses nur zum Schmieren der Verzahnungen und Lager, nicht aber zur Kühlung der Kupplung benötigt wird. Die DSG-Getriebe für Drehmomente ab 250 Nm werden in Verbindung mit leistungsstärkeren Motorisierungen eingesetzt. Ihr technisches Merkmal besteht aus der „nass“ in einem Ölbad laufenden Doppelkupplung. Ein gemeinsamer Ölkreislauf dient gleichermaßen zur Getriebeschmierung, Kühlung der Doppelkupplung und zur hydraulischen Gangstellung. Zum Einsatz kommt ein 6-Gang-Getriebe für mittlere Fahrzeuggrößen und Belastungen und ein 7-Gang-Getriebe für große Fahrzeugkonzepte mit hohen Belastungen.

Mechatronik

Die Doppelkupplung und Schaltungen im DSG werden hydraulisch betätigt. Verantwortlich für die Abläufe ist die Getriebemechatronik, die direkt am DSG untergebracht ist. Der Begriff „Mechatronik“ setzt sich aus den beiden Wörtern „Mechanik“ und „Elektronik“ zusammen. Und genauso ist die Mechatronik auch aufgebaut: Das elektronische Getriebesteuergerät, verschiedene Sensoren und die hydraulische Betätigung bilden eine kompakte Einheit. Das Steuergerät als Koordinator des Getriebes kommuniziert permanent mit dem Motorsteuergerät. Aus diesem Dialog werden die idealen Zeitpunkte für die Schaltvorgänge ermittelt. Der Motor fährt so stets in einem verbrauchsgünstigen Betriebspunkt.

Schaltvorgänge

Das Prinzip des DSG besteht darin, dass bei eingelegtem Gang stets der nächste im jeweils nicht aktiven Teilgetriebe vorgewählt ist. Steht ein Gangwechsel an, öffnet sich innerhalb von drei bis vier Hundertstelsekunden die eine Kupplung, während sich die andere schließt. Dabei sorgt die Mechatronik dafür, dass dies so schnell und exakt geschieht, wie es manuell nicht realisierbar wäre. Diese so genannte Überschneidungsschaltung sorgt für vollkommen ruckfreie Gangwechsel, die sich für den Fahrer ohne jede Zugkraftunterbrechung vollziehen. Das Doppelkupplungsgetriebe DSG bietet zwei Fahrprogramme: den Normal- und den Sportmodus. Im Sportbetrieb fährt das DSG die Gänge weiter aus und schaltet bei Bedarf früher zurück. Alternativ zum komfortablen, automatisch gesteuerten Gangwechsel kann das DSG auch manuell geschaltet werden (Tiptronic). Besonders sportlich ist dies bei entsprechend ausgestatteten Fahrzeugen mittels Schaltwippen am Lenkrad möglich. Das Kuppeln erfolgt jedoch immer vollautomatisch.

 

4MOTION

Der Allradantrieb von Volkswagen

Ein Allradantrieb erhöht die Traktionsreserven und vermittelt das beruhigende Gefühl, auch bei schlechter Witterung oder ungünstigen Fahrbahnzuständen sicher voranzukommen. Das System sorgt für eine Steigerung der Fahrstabilität, einen hervorragenden Geradeauslauf sowie beste Seitenwindstabilität.

Technologie und Funktionsweise

Je nach Bauart bildet das Herzstück des Allradantriebs ein Differenzial zwischen Vorder- und Hinterachse, das so genannte Verteilerdifferenzial. Dieses hat die Aufgabe, die Antriebskräfte variabel auf Vorder- und Hinterachse zu verteilen. Treten zwischen den Achsen unterschiedliche Drehzahlen auf, etwa durch Schlupf einer Achse auf glattem oder losem Untergrund, verteilt das System die Antriebsmomente entsprechend auf beide Achsen.

Gleichzeitig müssen aber kleinere Drehzahlunterschiede bei Kurvenfahrt oder Rangieren ausgeglichen werden, damit es nicht zu Verspannungen im Antriebsstrang kommt. Zusätzlich darf das Differenzial nicht die Funktionalität der Fahrdynamikregelsysteme ESP, ASR und EDS einschränken. Aufgrund unterschiedlichster Anforderungen bietet Volkswagen seinen Allradantrieb in drei verschiedenen Differenzial-Typen an:

- Haldex-Kupplung

- Torsendifferenzial

- Zentraldifferenzial mit elektronisch geregelter Lamellensperre

Ihre Vorteile:

  • 4MOTION wirkt sich positiv auf das Beschleunigungsverhalten aus.
  • Es ermöglicht höhere Kurvengeschwindigkeiten.
  • Und bietet somit ein Plus an Fahrsicherheit und Fahrspaß – immer in Abhängigkeit von den jeweiligen Fahrbahnverhältnissen.

4MOTION im Tiguan

Im Tiguan ist 4MOTION auf Wunsch auch elektronisch steuerbar: Per Knopfdruck wird das Offroad-Fahrprogramm mit seinen verschiedenen Assistenzsystemen aktiviert. Während der Bergabfahrassistent für optimale Geschwindigkeitskontrolle bei Gefällen sorgt, greift die Anfahrhilfe in das Motormanagement ein und schont so die Kupplung. Die flache Gaspedalkennung ermöglicht eine feinere Dosierbarkeit des Drehmoments. Und das sensible ABS-System garantiert auf losem Untergrund eine optimale Bremswirkung.

Die Haldex-Kupplung

Die Haldex-Kupplung ist eine elektronisch gesteuerte Lamellenkupplung. Die Verteilung der Antriebskräfte auf die Achsen erfolgt dabei variabel und bezieht auch unterschiedliche Fahrzustände mit ein. Grundsätzlich verteilt die Haldexkupplung die Antriebskräfte immer zur Achse mit der besseren Traktion. Auf diese Weise reagiert 4MOTION ideal und blitzschnell auf alle Fahrsituationen. Dabei bleibt das gewohnte Fahrgefühl eines Fronttrieblers erhalten. Ein Verspannen des Antriebsstrangs beim Parken und Rangieren ist ausgeschlossen. Zudem ist die Haldex-Kupplung mit allen Fahrdynamikregelsystemen (ABS, EDS, ASR, EBV und ESP) ohne Einschränkung kombinierbar.

Zuständig für den Kraftschluss zwischen Vorder- und Hinterachse ist die Lamellenkupplung. Elektronisch angesteuerte Pumpen regeln den Druck auf die Lamellenscheiben der Kupplung. Mit zunehmender Höhe des ausgeübten Drucks werden die Lamellenpakete gegeneinander gepresst. Auf diese Weise lässt sich der Kraftschluss zwischen den Lamellenpaketen und somit die Kraftverteilung zwischen den Achsen feinfühlig regulieren.

Die Aufgabe der elektronischen Steuerung besteht darin, neben dem Schlupf und den daraus resultierenden Drehzahlunterschieden zwischen den Achsen weitere Regelgrößen, wie den fahrdynamischen Zustand oder Antriebsmomente, abzugleichen. Das Steuergerät berücksichtigt bei der Regelarbeit zusätzliche Informationen über die Fahrdynamik, wie beispielsweise Geschwindigkeit, Kurvenfahrt, Schub- oder Zugbetrieb.

Das Torsendifferenzial

Das Torsendifferenzial ist ein mechanisch selbstsperrendes Zwischendifferenzial (Ausgleichsgetriebe), das die Kraft zwischen Vorderund Hinterachse bedarfsabhängig regelt. Der Begriff „Torsen“ setzt sich aus den englischen Wörtern „torque“ (Drehmoment) und „sensoring“ (fühlend) zusammen. Das Differenzial arbeitet „drehmomentfühlend“. Dabei reagiert das System auf unterschiedliche Drehkräfte zwischen der Ein- und Ausgangswelle (Vorder- bzw. Hinterachse). Dadurch ist eine variable Verteilung des Antriebsmoments zwischen den Achsen möglich. Beim Torsendifferenzial sind die beiden Abtriebsräder durch Schneckengetriebe verbunden. Sie begrenzen hohe Differenzdrehzahlen, sorgen aber dennoch für einen Ausgleich bei Kurvenfahrten.

Im Phaeton ist die Grundauslegung des Torsendifferenzials so gewählt, dass die Antriebskräfte im Normalfall 50:50 auf Vorder- und Hinterachse verteilt werden. Bei Schlupf leitet das Torsendifferenzial stufenlos und ohne Verzögerung bis zu 20 Prozent der Antriebsleistung auf die Achse mit der besseren Traktion (max. 70:30, bzw. 30:70). Die Sperrwirkung des Torsendifferenzials steigt automatisch mit der Last, es arbeitet im Gegensatz zu einer „drehzahlfühlenden“ Viscosperre „drehmomentfühlend“. Vorteil ist die Verspannungsfreiheit bei Kurvenfahrt, da vom Fahrzeug gewollte Differenzdrehzahlen zugelassen werden.

Der Allradantrieb im Touareg

Im Touareg gibt es für den Einsatz im extremen Gelände neben dem Allradantrieb 4MOTION zusätzlich den Allradantrieb 4XMOTION. Hier verfügt das Fahrzeug über ein sperrbares Zentraldifferenzial mit einer Lamellenkupplung und Reduktionsgetriebe. Im Normalbetrieb erfolgt eine schlupfabhängige und stufenlose Momentenverteilung auf Vorder- und Hinterachse. Zusätzlich lässt sich das Zentraldifferenzial sperren, so dass es dann zu einer festen Antriebsmomentverteilung kommt. Die Kraftumlenkung zur Vorderachse erfolgt über einen Winkeltrieb, der aufgrund der baulichen Voraussetzungen im Touareg notwendig ist.

4XMOTION kann zudem mit Hinterachsdifferenzial mit Quersperre und einer Sperrwirkung von 100 Prozent ausgestattet werden. Die Aktivierung der Differenzialsperren erfolgt auf Fahrerwunsch. Durch einen Drehschalter im Cockpit kann die Differenzialsperre des Touareg manuell aktiviert werden. Dadurch verbessert sich im extremen Gelände die Traktion: Die Antriebskräfte werden über Differenziale nicht mehr umgeleitet. Jedes Hinterrad überträgt dann dasselbe Antriebsmoment und dreht mit der gleichen Geschwindigkeit wie das andere Rad.

Die Getriebereduktionsstufe (2,66:1) für den schweren Geländeeinsatz ist über den Fahrwerkschalter elektrisch zuschaltbar. Sie ermöglicht die maximale Antriebskraft bei geringer Geschwindigkeit. Dadurch erreicht der Touareg eine Steigfähigkeit von bis zu 100 Prozent (45°).

 

 

 

 

Änderungen und Irrtümer vorbehalten.

Quelle: http://www.volkswagen.de

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