Konstruktionsdetails |
A | Achswelle |
B | Hinterachsgehäuse |
C | Radsatz |
D | Ausgleichsgetriebesperre |
E | Ausgleichsgetriebeträger |
F | Ausgleichsgetriebegehäuse-Baugruppe |
Y35.00-0018-06
Hinterachsgehäuse
Das Hinterachsaggregat beruht auf der Bauform einer Banjo-Achse und besitzt einen an der Vorderseite montierten Mitteltrieb. Die Hauptkomponente des Hinterachsaggregats ist das Achsgehäuse. Es handelt sich dabei um eine Hochleistungs-Starrachse mit doppelter Antriebsradlagerung. Die Ausgleichsgetriebeträger-Baugruppe, die auch als Antriebskopf bezeichnet wird, ist am Achsgehäuse montiert.
Die Achswellen sind an einem Ende in den Radnaben gelagert und am anderen Ende mit dem Sonnenrad verzahnt. Sie werden am rechten und linken Ende eingebaut. Der Mitteltrieb lässt sich ohne vollständigen Ausbau des Achsgehäuses aus dem Fahrzeug entfernen.
Ausgleichsgetriebegehäuse
Das aus Grauguss gefertigte Ausgleichsgetriebegehäuse enthält die Zahnräder des Ausgleichgetriebes und ist auf Querwellen montiert. Es weist eine spezielle Bauweise auf, bei der eine Hälfte des Ausgleichsgetriebegehäuses in das Tellerrad integriert ist. Das Ausgleichgetriebe befindet sich in der einen Gehäusehälfte und wird mit dem Tellerrad abgeschlossen, das sich in der anderen Gehäusehälfte befindet.
Tellerrad
Beim Radsatz handelt es sich um einen Hypoidantrieb mit einem versetzten Zahneingriff, der eine breitere Zahnanlage ermöglicht. Die Tellerradzähne werden mit dem Kegelrad zur Anlage gebracht und auf dieses abgestimmt, um das endgültige Untersetzungsverhältnis bereitzustellen. Die Hypoidverzahnung sorgt für eine bessere Schmierung, eine hohe Drehmomentübertragung und größere Zuverlässigkeit.
Ausgleichsgetriebeträger
Der Ausgleichsgetriebeträger ist aus Grauguss gefertigt und enthält den vollständigen Zusammenbau aus Achsantrieb und Mitteltrieb, der in seitlichen Lagern abgestützt ist. Der Ausgleichsgetriebeträger ist auf dem Hinterachsgehäuse montiert. Die spezielle Bauweise bietet Sicherheit durch die interne Abstützung auf dem Banjo-Gehäuse. Die Oberfläche im Außenbereich des Lagerdeckels ist beidseitig bearbeitet. Die Bearbeitung der Oberfläche sorgt für eine enge Toleranz zum Banjo-Gehäuse, damit das Hinterachsgehäuse durch das vom Antriebsstrang erzeugte Drehmoment selbst unter schweren Einsatzbedingungen nicht kippt.
Achswelle
Die Achswelle ist aus geschmiedetem, legiertem Vergütungsstahl gefertigt. Ein Ende der Achswelle ist verzahnt und das gegenüberliegende Ende mit einem Flansch versehen. Die linke Achswelle ist länger und besitzt zwei verzahnte Oberflächen, die in die Ausgleichsgetriebesperre und das Sonnenrad eingreifen.
Nabenenden
Die Radnaben sind vollschwimmend in der Hinterachse gelagert und weisen eine spezielle Bauweise auf. Die Schmierung der Nabenlager erfolgt mit Schmierfett und Ausgleichsgetriebeöl. Die Nabe nimmt die Bremstrommel und die Felge auf und wird von den Achswellen angetrieben. Die Achswelle ist mit Bolzen an den Radnaben befestigt. Anstelle einer Dichtung wird auf die Anschlussflächen Loctite-Dichtmittel aufgetragen. Durch die Schmierung mit Schmierfett und Öl sind die Serviceintervalle für den Ersatz des Schmierfetts länger.
Funktionsprinzip
Die Hinterachse ist eine Hochleistungs-Starrachse mit doppelter Antriebsradlagerung und Hypoid-Achsantrieb. Durch die Verfügbarkeit einer Quersperre ist das Fahrzeug außerdem in der Lage, rutschige Fahrbahnverhältnisse zu bewältigen, wenn eines der Räder der hinteren Antriebsachse sich auf rutschigem Untergrund befindet. Für eine wirksame Schmierung der Hinterradnabenlager ist die Mischung mit Ausgleichsgetriebeöl zulässig.
Das Hinterachsgetriebe setzt sich aus den folgenden Hauptkomponenten zusammen:
Radsatz
Ausgleichsgetriebezahnräder und Querwellen
Achswelle
Bauteile der Ausgleichsgetriebesperre
Ausgleichsgetriebeträger-Baugruppe – Hinterachsgetriebe
Gehäuse – Ausgleichsgetriebe
Gehäuse – Hinterachse
Anforderungen an das Hinterachsgetriebe bzw. den Hinterradantrieb
Leistung und Drehmoment in einem Winkel von 90° auf die Räder übertragen
Erforderliches Drehmoment an den Kompletträdern mit einer optimalen Getriebeuntersetzung bereitstellen
Mithilfe des Ausgleichsgetriebes verschiedene Radgeschwindigkeiten an der hinteren Antriebsachse gewährleisten
Durchrutschen von Rädern aufgrund von Fahrbahnglätte mithilfe einer Ausgleichsgetriebesperre als Zusatzausstattung verhindern
Hinterachsgetriebe
Die vom Motor und dem Getriebe erzeugte Antriebskraft und das Drehmoment werden über die Gelenkwelle auf das Kegelrad des Hinterachsgetriebes übertragen. Die Zähne des Kegelrades befinden sich im Eingriff mit der Verzahnung des Tellerrades und sorgen so für den Antrieb. Durch die Drehung des Tellerrades wird die Antriebskraft über die Achswelle an die Radköpfe übertragen. Bei Geradeausfahrt wird die Antriebskraft bzw. das Drehmoment gleichmäßig auf beide Achswellen übertragen.
Übersetzung = Tellerradzähne/Kegelradzähne
A | Geradeausfahrt |
B | Kegelrad-Antrieb |
C | Achswellenrad und Antriebsachse |
D | Zahnkranz angetrieben |
E | Planetenräder fixiert, Baugruppe dreht sich als Einheit |
F | Achswellenräder und Antriebsachsen drehen sich an beiden Seiten gleich |
Y35.00-0019-06
In der Abbildung oben fährt das Fahrzeug geradeaus und beide Räder drehen sich mit derselben Geschwindigkeit. Die Planeten- und Achswellenräder drehen sich mit dem Gehäuse, bewegen sich jedoch nicht relativ dazu. Die gesamte Gehäusebaugruppe dreht sich als Einheit.
Die Übersetzung des Hinterachsgetriebes beruht auf der Anzahl der Zähne des Tellerrades und des Kegelrades. Sie gewährleistet die Bereitstellung des optimalen Drehmoments für die Räder, um verschiedenen Last- und Fahrbahnbedingungen gerecht zu werden.
Ausgleichsgetriebe
Sobald das Fahrzeug eine Kurvenfahrt durchführt, wird das Ausgleichsgetriebe aktiv. Bei der Kurvenfahrt müssen die kurveninneren Räder eine kürzere Entfernung zurücklegen, während die kurvenäußeren Räder eine längere Entfernung zurücklegen müssen.
A | Geradeausfahrt |
B | Rechte Antriebsachse dreht sich langsamer |
C | Zahnkranz angetrieben |
D | Planetenräder drehen sich jetzt |
E | Linke Antriebsachse dreht sich schneller |
Y35.00-0020-06
Bei einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs beginnen die Achsen und Achswellenräder, sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten zu drehen. Infolge der unterschiedlichen Achsgeschwindigkeiten beginnen die Planetenräder, sich zu drehen. Das linke Achswellenrad, das sich schneller als das rechte Achswellenrad bewegt, treibt die Planetenräder an und veranlasst diese, sich um das rechte Achswellenrad zu drehen. Dieses Prinzip trifft ebenso bei der Kurvenfahrt nach links zu.
Bei einer Kurvenfahrt nach rechts dreht sich das Rad auf der rechten Seite, also das kurveninnere Rad, langsamer als das kurvenäußere Rad, also das linke Rad.
A | Kurvenäußeres Rad 110 % Ausgleichsgetriebegehäuse-Geschwindigkeit |
B | 100 % Ausgleichsgetriebegehäuse-Geschwindigkeit |
C | Kurveninneres Rad 90 % Ausgleichsgetriebegehäuse-Geschwindigkeit |
D | Kegelräder drehen sich auf Kegelradwelle |
Y35.00-0021-06
Ausgleichsgetriebesperre
Das Standard-Ausgleichsgetriebe hat sich für die meisten Situationen bewährt. Auf sehr rutschigem Untergrund, bei Glätte oder matschiger Fahrbahn, kann ein Traktionsverlust zwischen rechtem und linkem Rad dazu führen, dass es zu einem Traktionsverlust und Schlupf am Hinterrad kommt. Dies ist darauf zurückzuführen, dass das Standard-Ausgleichsgetriebe das Rad mit der geringeren Bodenhaftung antreibt. Wenn sich ein Antriebsrad auf trockener Fahrbahn und das gegenüberliegende Rad auf Eis oder Matsch befindet, treiben der Zahnkranz und das Ausgleichsgetriebegehäuse die Planetenräder an, jedoch treiben die Planetenräder nicht beide Achswellenräder an. Wenn die Planetenräder vom Ausgleichsgetriebegehäuse angetrieben werden, drehen sie sich um das Achswellenrad des Rades, das sich auf trockener Fahrbahn befindet. Infolgedessen treiben die Planetenräder das durchrutschende Rad an und das Fahrzeug bewegt sich nicht. In diesem Fall überträgt das Standard-Ausgleichsgetriebe beinahe die gesamte Motorleistung an das durchrutschende Rad.
Um dieses Problem zu umgehen, kommen Ausgleichsgetriebesperren zum Einsatz. Ausgleichsgetriebesperren lösen Traktionsprobleme, indem sie beide Räder mit derselben Leistung und Geschwindigkeit antreiben.
A | Ausgleichsgetriebesperre |
Y35.00-0022-06
Die Ausgleichsgetriebesperre wird mit pneumatischem Druck betrieben, der durch das Magnetventil für die Ausgleichsgetriebesperre geregelt wird. Das Signal für die Betätigung des Magnetventils erfolgt durch das Steuergerät für die Fahrregelung, wenn der Fahrer den Schalter für die Ausgleichsgetriebesperre in der Instrumententafel betätigt.