Lernfeld 13 · Prüfung Teil 2
Achsgetriebe, Differenzial und Allradantrieb
Achsgetriebe, Ausgleichsgetriebe, Differenzialsperren, Gelenkwellen und Allradsysteme: Aufbau, Drehzahlen in der Kurve, Diagnose und Reparatur.
Darum geht es
Hinter dem Getriebe sitzt das Achsgetriebe, das die Drehzahl ein letztes Mal untersetzt und bei Längsmotoren die Drehrichtung um 90° umlenkt. Bei Hinterachsen ist es meist ein Kegelradgetriebe mit Hypoidverzahnung: Das Antriebskegelrad liegt unterhalb der Tellerradmitte, das erlaubt einen tieferen Kardantunnel und ruhigeren Lauf, verlangt aber Hypoidöl mit Hochdruckzusätzen. Im Tellerrad steckt das Ausgleichsgetriebe. Es lässt in der Kurve unterschiedliche Raddrehzahlen zu: Die Gehäusedrehzahl ist der Mittelwert beider Räder, das Moment wird zu gleichen Teilen verteilt.
Genau das ist die Schwäche des offenen Differenzials: Dreht ein Rad auf Eis durch, bekommt das andere auch nur das kleine Moment. Abhilfe schaffen Sperren. Lamellensperren erzeugen ein Reibmoment, Torsen-Differenziale nutzen die Selbsthemmung einer Schneckenverzahnung, Viskokupplungen das zähe Silikonöl. Heute übernimmt oft die Traktionsregelung die Aufgabe: Sie bremst das durchdrehende Rad über die ESP-Hydraulik ab.
Beim Allradantrieb muss auch zwischen Vorder- und Hinterachse ausgeglichen werden. Permanente Systeme haben ein Längsdifferenzial, Hang-on-Systeme eine elektronisch geregelte Lamellenkupplung, die die zweite Achse nach Bedarf zuschaltet. Allradfahrzeuge reagieren empfindlich auf unterschiedliche Abrollumfänge; darum gelten für Reifen und Profiltiefen Herstellervorgaben. Die Antriebswellen von Fronttrieblern haben radseitig Gleichlaufgelenke und getriebeseitig Verschiebegelenke. Klackern bei Lenkeinschlag und Last weist auf ein verschlissenes Gleichlaufgelenk hin, meist nach einer eingerissenen Manschette.
Das solltest du dir merken
- Die Gehäusedrehzahl des Differenzials ist der Mittelwert der beiden Raddrehzahlen.
- Das offene Differenzial verteilt das Moment immer zu gleichen Teilen.
- Hypoidverzahnung braucht Getriebeöl mit Hochdruckzusätzen nach Herstellerfreigabe.
- Allradfahrzeuge brauchen möglichst gleiche Abrollumfänge, die zulässige Profiltiefendifferenz nennt der Hersteller.
- Eine rissige Gelenkmanschette sofort ersetzen, sonst ist bald das Gelenk fällig.
Formeln
- Drehzahlen am Ausgleichsgetriebe
- Drehzahl des Ausgleichsgehäuses, kurveninneres, kurvenäußeres Rad
- Achsübersetzung
- Zähnezahlen von Tellerrad und Antriebskegelrad
- Zugkraft am Rad
- Motormoment in N·m, dynamischer Reifenradius in m, in N
Typische Fehler in der Prüfung
- Angenommen, das kurveninnere Rad drehe schneller als das äußere.
- Beim Allradfahrzeug nur zwei Reifen erneuert, ohne die Herstellervorgabe zu prüfen.
- Die Achsmutter am angehobenen Fahrzeug gelöst, sodass das Rad mitdreht.
- Ein offenes Differenzial mit einer Sperre verwechselt.
Tipps aus der Werkstatt
- Am Differenzial ist die Gehäusedrehzahl der Mittelwert der Räder. Was das innere Rad in der Kurve langsamer dreht, dreht das äußere schneller: 800 Gehäuse und 760 innen ergibt 840 außen. Und die Achsmutter immer lösen, solange das Auto noch auf den Rädern steht.
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14 Aufgaben zu „Achsgetriebe, Differenzial und Allradantrieb“, falsche Antworten kommen in der Runde noch einmal.
Jetzt übenGrundlage: KMK-Rahmenlehrplan Kraftfahrzeugmechatroniker/-in, Lernfeld 13 (Antriebskomponenten reparieren). Eigene Erklärung, keine Originalaufgaben der Prüfungsausschüsse.