0510 - Funktionsbeschreibung: ASD (Aufbau, Funktion) a) Allgemeines, b) Elektrik/Elektronik, c) Hydraulik, d) Mechanik Typ 126

35-510 ASD-Aufbau und Funktion

A. Allgemeines

Fahrzeuge mit konventionellem Ausgleichgetriebe haben einen wesentlichen Traktionsnachteil, wenn durch einseitige Glätte, Splitt oder Sand, eines der angetriebenen Räder durchdreht.

Das vom Motor kommende Drehmoment wird in diesem Fall über den ungesperrten Ausgleich zum durchdrehenden Rad geleitet, das andere Rad bleibt stehen. Ein Anfahren ist dadurch nicht mehr möglich. Differentialsperren mit sehr hohem Sperrgrad beseitigen zwar diesen Zustand, führen aber speziell in Kurven sowie beim Bremsen zu erheblichen Fahrstabilitätsverlusten, da Raddrehzahl-Differenzen, durch Fahrtrichtungsänderungen, nicht ausreichend ausgeglichen werden.

Das automatische Sperrdifferential (ASD) beseitigt die systembedingten Nachteile des konventionellen Ausgleichs, ohne dabei die Nachteile einer permanenten Differentialsperre in Kauf zu nehmen.

Das automatisch arbeitende System aktiviert die Sperre nur bei Bedarf auf der Basis objektiver Messungen unabhängig von menschlicher Fehleinschätzung und arbeitet durch die elektronische Regelung praktisch verzögerungsfrei. Das Aktivieren der Sperre bis ca. 38 km/h (bis 04/87), 30 km/h (ab 05/87 bis 02/89) bzw.
26 km/h (ab 03/89) und ein erhöhter Schlupf der Antriebsräder über den gesamten Geschwindigkeitsbereich wird optisch über eine Funktionsanzeige (A1e25) im Tachometer angezeigt.

A1e24 Kontrolleuchte ASD

A1e25 Funktionsanzeige ASD

Dem Fahrer wird dadurch die Annäherung an den fahrdynamischen Grenzbereich signalisiert. Er wird auf diese Weise aufgefordert, seine Fahrweise den Fahrbahnverhältnissen besser anzupassen. Dies ist ein wesentlicher Beitrag zur Erhöhung der aktiven Sicherheit.

Merkmale:

 Grundfunktion wie Ausgleichgetriebe mit begrenztem Schlupf (Sperrwirkung ca. 35%).

 Automatisch schaltende Zusatzsperrung, hydraulisch betätigt.
Es wird eine 100%ige Sperrwirkung erreicht, solange das Sperrmoment höher ist, als das auf die Straße übertragbare Moment.

 Schaltbefehl für Sperre wird elektronisch ermittelt.

 Aktivieren der Sperre und erhöhter Radschlupf werden optisch angezeigt.

 Erhalten der Richtungsstabilität beim Bremsen durch Ausschalten der Zusatzsperre und dadurch die Gewährleistung der vollen ABS-Wirkung.

Das Automatische Sperr-Differential besteht aus folgenden Bauteilen:

Gesamt-Funktion Elektronik - Hydraulik - Mechanik

Drehzahlgeber

Vorderachse Hinterachse

links rechts

Bremslichtschalter

Bremslicht ASD

Steuergerät ASD

Zündstart-Schalter

Überspannungsschutz

zeigt an

Funktion

Funktionsanzeige

Kontroll-

leuchte

Prüfkupplung

Störung

Hydraulikeinheit

Druckversorgung

Rücklauf

Niveauregulierung oder Rücklauf

Druck-

Aufbau/Abbau

Ringzylinder

Ausgleichgetriebe mit begrenztem Schlupf

Fahren mit ASD, Kontrolleuchte und Funktionsanzeige

Im Kombi-Instrument befinden sich zwei Anzeigen mit verschiedenen Symbolen.

Bei Schlüsselstellung 2 im Zündstartschalter leuchten die Funktionsanzeige (A1e25) und die gelbe Kontrolleuchte (A1e24) im Kombi-Instrument auf und erlöschen bei laufendem Motor.

Leuchtet die Kontrolleuchte (A1e24) bei laufendem Motor auf, liegt eine Störung im Stromkreis vor. Für eine spätere Abfrage wird diese Störung im Steuergerät ASD gespeichert. Sie kann über die Kontrolleuchte (A1e24) mit Hilfe der im Aggregateraum angeordneten Prüfkupplung abgerufen werden. Die Anzahl der Blinkimpulse weisen auf die Fehlerquelle hin (siehe Prüfprogramm).

Die Funktionsanzeige (A1e25) wird über eine
4-fach (bis ca. Mitte 1989) bzw. 3-fach-Steckverbindung an der Rückseite des Kombi-Instrumentes angesteuert. Die Helligkeit der Funktionsanzeige (A1e25) wird beim Einschalten des Lichtes verringert, damit sie bei Nachtfahrten nicht stört.

Fahrzeuge mit Winterreifen

Bei Fahrzeugen mit Winterreifen kann bei Außentemperaturen über 20 °C und scharfer Beschleunigung sowie beim Zurückschalten die Funktionsanzeige (A1e25) kurzzeitig aufleuchten. Ursache ist der größere Schlupf der Winterreifen gegenüber den Sommerreifen bedingt durch das Reifenprofil und der Laufflächenmischung. Diese Erscheinung ist normal. Eine Änderung am Steuergerät ASD ist nicht möglich.

B. Elektrik/Elektronik

Funktionsschema Elektrik mit ABS

1) Geänderte Abschaltgeschwindigkeit: >38 km/h bis 04/87, >30 km/h ab 05/87 bis 02/89 und >26 km/h ab 03/89.

2) Geänderte Zuschaltgeschwindigkeit: <35 km/h bis 04/87, <25 km/h ab 05/87 bis 02/89 und <23 km/h ab 03/89.

Drehzahlgeber

Vorderachse Hinterachse

links rechts

Bremslichtschalter

Bremslicht ASD

Steuergerät ABS

Zündstart-Schalter

Überspannungsschutz

schaltet

Kontrolleuchte

an aus

Speicher

Störung

ja nein

Differenz Vorderrad/Hinterrad

0-2 km/h >2 km/h bzw. 2%

Fahrgeschwindigkeit

>26 km/h 1) <23 km/h2)

Zug-/Schubvergleich

Schub Zug

Bremse

ja nein

Funktionsanzeige

aus an

Hydraulikeinheit

Magnetventil

aus ein

Steuergerät ASD

Elektronisches Steuergerät ASD

Das elektronische Steuergerät ASD enthält bis 02/89 zwei Platinen, die beidseitig mit Leiterbahnen versehen und einseitig mit Bauteilen wie Widerständen, Dioden, Transistoren und mit einem Microprozessor bestückt sind. Die beiden Platinen liegen innerhalb des Steuergerätes übereinander und sind von einem Kunststoffgehäuse umschlossen.

Ab 03/89 wurde auf die 2. Generation der Steuergeräte umgestellt und alle elektronischen Bauteile auf eine Leiterplatte integriert.

Ab 05/87 wurde seitlich am Gehäuse eine Membrane angebracht, die für eine ausreichende Belüftung des Steuergerätes sorgt (Pfeil).

Das Steuergerät verarbeitet die Signale der Drehzahlgeber und steuert das Magnetventil in der Hydraulikeinheit an.

Das elektronische Steuergerät ist funktionell aufgeteilt in:

 Signalaufbereitungsteil

 Logikteil

 Sicherheitsschaltung

Signalaufbereitungsteil

Im Signalaufbereitungsteil werden die von den Drehzahlgebern oder vom Steuergerät ABS gelieferten Signale in eine für den Logikteil verwendbare Form umgewandelt.

Um Störungen bei der Radgeschwindigkeitsmessung zu verhindern, die durch Herstellungstoleranzen und Bewegungen im Achsschenkel auftreten können, werden die Eingangssignale vor ihrer Verarbeitung gefiltert. Aus den Radgeschwindigkeitssignalen werden Verzögerungs- und Beschleunigungssignale, die im Logikteil verarbeitet werden.

Folgende Fehler werden vom Steuergerät erkannt:

 Steuergerät defekt.

 Bremslichtschalter; Schaltfunktion ASD defekt.

 Drehzahlimpuls vorn links oder vorn rechts fehlt; Kontakt-Unterbrechung.

 Drehzahlimpuls hinten fehlt; Kontakt-Unterbrechung.

 Alle drei Drehzahlimpulse fehlen.

 Magnetventil oder Bremslichtschalter; Schaltfunktion Bremslicht defekt.

Die Sicherheitsschaltung überwacht ferner ständig die Batteriespannung. Wird die vorgeschriebene Spannung unterschritten, wird die Anlage abgeschaltet, bis die Spannung wieder im vorgeschriebenen Bereich liegt.

Drehzahlgeber

Die vom ABS her bekannten Drehzahlgeber bestehen aus einem Magnetkern und einer Spule Sie tasten die Raddrehzahl an verzahnten Rotoren (69a an der Vorderachse bzw. 49 an der Hinterachse) ab. Drehzahlgeber und Rotor müssen einen bestimmten Abstand zueinander haben. Dreht sich der Rotor, so ändert sich das magnetische Feld, wodurch in der Spule eine Wechselspannung induziert wird. Ihre Frequenz hängt von der Rotor-Drehzahl ab.

Die Drehzahlgeber der Vorderachse (L6/1 links bzw. L6/2 rechts) sind in den Achsschenkeln angeordnet, die Rotorverzahnung ist in die Vorderradnaben (69) eingearbeitet.

L6/1 Drehzahlgeber Vorderachse links

29 O-Ring

30 Innensechskantschraube

62 Bremsscheibe

69 Vorderradnabe

69a Verzahnung Rotor

Der Drehzahlgeber Hinterachse (L6) ist im Hinterachsgehäuse (54) angeordnet, der Rotor (49) ist auf das Antriebskegelrad (47) gepreßt.

Für jede Hinterachsübersetzung ist ein entsprechender Rotor mit angepaßter Zähnezahl erforderlich. Über das Antriebskegelrad wird die mittlere Geschwindigkeit beider Hinterräder gemessen.

L6 Drehzahlgeber Hinterachse

L6a Innensechskantschraube

L6b O-Ring

47 Antriebskegelrad

49 Zahnrad (Rotor)

54 Hinterachsgehäuse

Bremslichtschalter

Der Bremslichtschalter (S9/1) hat einen zusätzlichen Kontakt für das ASD.

S9/1 Bremslichtschalter

A Typ 124/201/129

B Typ 126

Von der Steckverbindung (X20) mit 4 mm Pin- (Bremslicht) führt eine Leitung zur Sicherung 5, Klemme 15 (c), die andere zum Bremslicht (b) und parallel (d) zum Steuergerät ASD (Arbeitskreis).

Die Steckverbindung mit 2,5 mm Pin- (ASD) führt die Spannungsversorgung vom Relais Überspannungsschutz (e) zum Magnetventil
(f, Ruhekreis).

Leitungssatz und Relais Überspannungsschutz

Für das ASD mit ABS ist ein separater Zusatzleitungssatz vorhanden.

Zur Sicherstellung der Funktion des ASD unter allen Betriebsbedingungen ist die Spannungsversorgung über das Relais Überspannungsschutz (K1/1 bzw. K1/2) vorgeschaltet, das von der Klemme 15 (Zündstartschalter) und Klemme 30 angesteuert wird. Der integrierte Überspannungsschutz ist mit 10 A abgesichert, der das elektronische Steuergerät ASD vor Überspannung schützt.

Mit dem elektronischen Steuergerät ASD (N47 bzw. N30/2) wird der Leitungssatz über die 14polige Steckverbindung verbunden.

Der Leitungssatz mit der 2poligen Steckverbindung (X62/5) führt vom Steuergerät zum Magnetventil der Hydraulikeinheit.

Die erste Steckverbindung (X62/5) befindet sich auf der rechten Seite in der A-Säule.

Die zweite Steckverbindung (Y38/x1) befindet sich auf der rechten Seite in der Reserveradmulde.

Die Drehzahlgeber der Vorderachse sind über den Koaxialstecker (L6/2x) mit dem Leitungssatz verbunden. Die Leitung (27) des Drehzahlgebers vom Achsschenkel führt zum Koaxialstecker (L6/2x) im Motorraum und wird über den Halter (29 und 32) am Achsschenkel und Halter im Radlauf geleitet.

Der Leitungsverbinder (L6x1) des Drehzahlgebers (gleich wie ABS) der Hinterachse befindet sich hinter der Fondsitzlehne und ist mit dem Leitungssatz verbunden.

Eine weitere Steckverbindung (X47) befindet sich auf der rechten Seite in der A-Säule.

Elektrische Schaltpläne
Siehe Band 2, Typ 126, Gruppe 35

C. Hydraulik

Funktionsschema Hydraulik

Bremslichtschalter Bremslicht/ASD

Steuergerät

Druckspeicher

Magnet

ventil

Speicherladeventil

Druck

ablaßschraube

Druckbegrenzungsventil

Druckaufbau und Druckabbau

Ringzylinder

Ausgleichgetriebe mit begrenztem Schlupf

Rücklauf

Ölbehälter

Hydraulikeinheit

Niveauregulierung

oder Rücklauf

Druckölpumpe am Motor

Hydraulikeinheit

Die Hydraulikeinheit besteht aus folgenden Teilen:

 Druckspeicher (4)

 Speicherladeventil (3) mit Druckbegrenzungsventil und Druckablaßschraube)

 Magnetventil (Y38)

Druckspeicher (4)

Der kugelförmige Druckspeicher (4) mit dem Schriftzug ASD ist an das Speicherladeventil (3) geschraubt.

Der innere Aufbau des Druckspeichers entspricht im Prinzip dem eines Federspeichers der Niveauregulierung. Ölraum (a) und Gasraum (b) sind durch die Membrane getrennt. Der Gasfülldruck (Stickstoff) beträgt ca. 21 bar.

Speicherladeventil (3) mit Druckbegrenzungsventil und Druckablaßschraube

Das Speicherladeventil (3) der Hydraulikeinheit regelt den Druck im Druckspeicher (4) zwischen 27 und 33 bar. Nach Erreichen des Maximaldruckes von 33 bar schaltet der Steuerschieber (3a) des Speicherladeventils um und das Öl fließt über den Anschluß (N) und die Rücklaufleitung zum Ölbehälter zurück. Bei Fahrzeugen mit Niveauregulierung wird das Öl über den Anschluß (N) und die Druckleitung zum Niveauregler geleitet.

3 Speicherladeventil

3a Steuerschieber

3b Druckbegrenzungsventil (in Druckablaßschraube integriert)

3c Druckablaßschraube

3e Druckspeicheranschluß

P/N/T/HS Leitungsanschlüsse

M Meßanschluß

Druckbegrenzungsventil (3b) in Druckablaßschraube integriert

Zum Schutz vor Überlastung der Anlage ist die Hydraulikeinheit mit einem Druckbegrenzungsventil (3b) abgesichert. Bei einem eventuellen Versagen des Steuerschiebers (3a) verhindert das Druckbegrenzungsventil bei ca. 38 bar einen weiteren Druckaufbau und das Öl fließt über den Anschluß (T) des Speicherladeventils und die Rücklaufleitung zum Ölbehälter zurück.

Druckablaßschraube (3c)

Vor allen Arbeiten an der Hydraulik-Anlage muß der Druck abgelassen werden. Dazu Druckablaßschraube (3c) ca. 1/2 Umdrehung herausdrehen. Das Öl fließt über den Anschluß (T) des Speicherladeventils und die Rückleitung in den Ölbehälter zurück.

Anziehdrehmoment 20 Nm.

3c Druckablaßschraube

3d Verschlußschraube vom Meßanschluß (M)

Y38 Magnetventil

Magnetventil (Y38)

Durch das Steuergerät ASD wird über das schnellschaltende Magnetventil (Y38) in wenigen Millisekunden das automatische Sperrdifferential (ASD) hydraulisch zu- oder abgeschaltet.

Beim Öffnen des Magnetventils (Y38) werden beide Ringzylinder am Hinterachsgehäuse mit Druck beaufschlagt und damit ist das automatische Sperrdifferential (ASD) zugeschaltet. Beim Schließen des Magnetventils fließt das Öl über das Magnetventil, den Anschluß (T) des Speicherladeventils und die Rücklaufleitung in den Ölbehälter zurück. Beide Ringzylinder werden drucklos und das automatische Sperrdifferential (ASD) ist abgeschaltet.

Beim Betätigen der Betriebsbremse schließt grundsätzlich das Magnetventil und der Druck in den Ringzylindern wird abgebaut. Das automatische Sperrdifferential (ASD) ist abgeschaltet und dadurch die Fahrstabilität gewährleistet.

Bei jedem Starten des Motors wird das Magnetventil kurzzeitig betätigt und es erfolgt ein momentaner Druck-Auf- und Abbau in den Ringzylindern. Dieser Vorgang ist durch leises Klopfen hörbar.

Druckölpumpe am Motor

Die vom Motor angetriebene Radialkolbenpumpe versorgt die Hydraulik-Anlage und soweit eingebaut, auch die Niveauregulierung mit dem erforderlichen Druck. Die Druckölversorgung ist so ausgelegt, daß grundsätzlich bevorrechtigt die ASD-Hydraulikeinheit befüllt wird. Wenn nach dem Befüllen des ASD-Druckspeichers und der Niveauregulierung (wenn vorhanden) kein weiterer Druck benötigt wird, fließt das Öl über den Anschluß (N) des Speicherladeventils und die Rücklaufleitung zum Ölbehälter zurück.

Bei laufendem Motor saugt die Druckölpumpe aus dem Ölbehälter über die Saugleitung (A) Hydrauliköl an und füllt über den Hochdruck-Dehnschlauch, die Druckleitung (B1) und den Anschluß (P) des Speicherladeventils den Druckspeicher der Hydraulikeinheit. Bei Fahrzeugen mit Niveauregulierung wird der Niveauregler über das Speicherladeventil Anschluß (N) und die Druckleitung mit Druck versorgt.

1 Tandempumpe VTP162 (Lenkhelf- und Radialkolbenpumpe)

Ölbehälter (2)

Der im Motorraum angeordnete Ölbehälter (2) ist aus Kunststoff und am Halter federnd befestigt. Er ist über die Saugleitung (A) mit der Druckölpumpe sowie über die Rücklaufleitungen (E1 und E2) mit der ASD-Hydraulikeinheit und (wenn vorhanden) bei Niveauregulierung mit dem Niveauregler verbunden.

Am Anschlußstutzen für die Rücklaufleitungen (E1 und E2) wird über den aufgeklipsten Filtereinsatz (2h) das zurückströmende Hydrauliköl gefiltert.

2 Ölbehälter

2a Verschluß mit Ölmeßstab

2c Anschlußstutzen

2d Gummidichtung

2h Filtereinsatz

2i Verschlußmutter

a Maximum-Markierung

b Minimum-Markierung

A Saugleitung Ölbehälter - Druckölpumpe

E1 Rücklaufleitung Speicherladeventil (Anschluß T) - Ölbehälter

E2 Ohne Niveauregulierung: Rücklaufleitung Speicherladeventil (Anschluß N) - Ölbehälter
Mit Niveauregulierung: Rücklaufleitung Niveauregler - Ölbehälter

D. Mechanik

Motor-Drehmoment

Hinterachsantrieb

Gelenkflansch

Antriebskegelrad

Tellerrad

Hydraulikeinheit

Ringzylinder komplett links/rechts

Ringkolben im Ringzylinder Rillenkugellager

Ausgleichgetriebe mit begrenztem Schlupf

Gehäuse, Ausgleichbolzen, Ausgleichrad, Lamellenkupplung, Hinterachswellenrad, Sicherungsring

Verbindungsflansche

Hinterachswellen

Funktionsschema Mechanik

Hinterachsmittelstück

Zur automatischen Sperrung des Differentials sind im Hinterachsmittelstück zusätzlich folgende oder geänderte Bauteile angeordnet:

 Hinterachsgehäuse mit zusätzlichen seitlichen Gewindebohrungen

 Verbindungsflansche

 Rillenkugellager

 Ringzylinder mit Ringkolben und Abdichtungen

 Kleinere Radialdichtringe für Verbindungsflansche

 Ölleitblech

 Hydraulik-Verbindungsleitung

 Kürzere Hinterachswellen

20 Ausgleichgetriebegehäuse

22a Reibscheibe mit einseitigem Belag

22b Reibscheibe ohne Belag

22c Reibscheibe mit beidseitigem Belag

23 Hinterachswellenrad

24 Kugelscheibe

25 Ausgleichkegelrad

26 Ausgleichbolzen

27 Spannhülse

30 Sicherungsring

30 Sicherungsring

33b Verbindungsflansch

37h Abschlußdeckel für
H-Welle

60 Ringzylinder

61 Ringkolben

62 Rillenkugellager

63 Manschette

64 Ölleitblech

65 Hydraulikleitung

65a Spannhülse

66 O-Ring (802)

67 Entlüfter

68 O-Ring (723)

69 Radialdichtring

70 O-Ring (632,5)

Die Abdichtung zwischen Hinterachsgehäuse und Ringzylinder erfolgt über O-Ringe (66). Die Verbindungsflansche sind in den Ringzylindern über die Radialdichtring (69) abgedichtet. Die Rillenkugellager (62) in den Ringkolben (61) sind seitlich abgedichtet und mit Langzeitschmiermittel befüllt.

Um eine sichere Ölversorgung der Kegelrollenlager des Ausgleichgetriebes sowie der Verbindungsflansche im Ausgleichgetriebegehäuse zu gewährleisten, ist auf jeder Seite ein Ölleitblech (64) eingebaut.

Ringzylinder
Die Ringzylinder sind seitlich am Hinterachsgehäuse mit zwei M8-Innensechskantschrauben befestigt. Der Ringkolben ist zum Ringzylindergehäuse durch zwei O-Ringe (68 und 70) abgedichtet. Zum Schutz gegen Staub und Feuchtigkeit wird der Ringkolben zum Ringzylindergehäuse mit einer aufgepreßten Manschette (63) geschützt.

Wirkungsweise der Ringzylinder

Durch Beaufschlagen der Ringkolben in den Ringzylindern mit einem hydraulischen Druck von ca. 27-33 bar bewegen sich beide Ringkolben gleichzeitig nach außen. Die dabei entstehende Kraft wird über die Rillenkugellager, Verbindungsflansche und die Sicherungsringe auf die Hinterachswellenräder übertragen und drückt die Lamellen-Kupplungspakete zusammen.

Das hierbei entstehende Reibmoment verhindert bis zum Erreichen des Rutschmomentes einen Drehzahlausgleich zwischen rechter und linker Hinterachswelle.

Verbindungsflansch

Bedingt durch die Unterbringung des Rillenkugellagers (62) im Ringzylinder mußte der Verbindungsflansch (33b) verlängert werden. Das Rillenkugellager ist auf den Verbindungsflansch aufgepreßt.

Hinterachswelle

Die Hinterachswelle ist wegen der Anordnung des Ringzylinders samt Verbindungsflansch
ca. 20 mm kürzer als bei Fahrzeugen ohne ASD.