Seit den ersten Modellen Anfang des 20. Jahrhunderts haben sich Autos erheblich weiterentwickelt. Von Änderungen in der Funktionsweise des Motors bis hin zu besseren Bremssystemen – alles hat sich weiterentwickelt, um das Fahrerlebnis zu verbessern. Eine der bedeutendsten Veränderungen in den letzten Jahren ist die Entwicklung der Fahrzeugantriebe und der Verteilung der Antriebskraft auf die Räder. Während frühe Autos hauptsächlich Hinterradantrieb hatten, sind viele moderne Antriebssysteme Allradantriebe (4WD oder AWD). Durch die Entwicklung von Kupplungen und Kupplungssystemen verfügen einige Fahrzeuge über Systeme, die Kraft zwischen Vorder- und Hinterrädern übertragen oder bei Bedarf alle Räder antreiben können, um das Potenzial des Fahrzeugs zu maximieren und das Fahren zu erleichtern.
Durch diese Systeme, bei denen der Benutzer zwischen Allrad- und Zweiradantrieb wählen kann (oder die automatisch je nach Situation entscheiden), können Fahrzeughalter von mehr Sicherheit und Kraftstoffeffizienz profitieren. Zum Beispiel können sie unter normalen Fahrbedingungen die Wirtschaftlichkeit eines Frontantriebsfahrzeugs nutzen und bei schwierigeren Bedingungen die Vorteile von Leistung und Handling eines Allradantriebsfahrzeugs genießen. Eines der bekanntesten Kupplungssysteme ist Haldex. Es gibt viele Allradsysteme (wie Audis Quattro oder Subarus symmetrischer AWD), aber der Name Haldex taucht häufiger auf als jedes andere einzelne System.
Sie haben vielleicht von Haldex AWD gehört oder von Fahrzeugen, die es verwenden, wie dem Audi S3, Volkswagen Golf R oder Mercedes-Benz A45 AMG. Diese Unternehmen haben jeweils ihre eigenen Namen für ihre Antriebssysteme, aber alle beziehen sich auf Haldex. Also, was ist dieses AWD-System, wie funktioniert es und was sind seine Vor- und Nachteile?
Was ist Haldex und wie funktioniert dieses System?
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Haldex Traction ist ein Produkt des schwedischen Unternehmens Haldex AB, das sich seit Jahren auf die Umwandlung von Frontantriebssystemen in Allradantriebssysteme spezialisiert hat. Haldex 4WD nutzt typischerweise eine Frontantriebskonfiguration, wie sie in VW Golf oder Audi A3 zu finden ist, und wandelt sie durch die Verwendung von elektronischen Sensoren und einem Differential, das bei Bedarf Kraft auf die Hinterräder überträgt, in Allradantrieb um.
Das „Haldex“-System ist in der großen Mehrheit der mittelgroßen Allradfahrzeuge verbaut. Grundsätzlich verwendet es ein hydraulisch betätigtes Kupplungssystem am Hinterachsdiff erential, das es ermöglicht, sofort von FWD auf 4WD umzuschalten, ohne Eingriff des Fahrers, wenn das Steuergerät (ECU) es für notwendig hält.
Haldex AWD ist eigentlich kein „richtiger“ Allradantrieb, da bei Allradfahrzeugen die Standardantriebskonfiguration alle Räder des Fahrzeugs antreibt. Haldex ist technisch gesehen ein Allradantriebssystem, da die Standardkonfiguration von Haldex AWD nur die Vorderräder antreibt, weshalb es eigentlich Haldex Allradantrieb genannt werden sollte. Nur wenn Radschlupf erkannt wird, leitet das Haldex-Computersystem Drehmoment zu den Hinterrädern, um den Traktionsverlust an den Vorderrädern auszugleichen, und treibt so alle vier Räder an. Unter normalen Fahrbedingungen arbeiten Fahrzeuge mit Haldex nur mit Frontantrieb. Da dieser Wechsel ohne Fahrereingriff erfolgt, wird dieses System, das selbst erkennt, oft als automatisches Allradantriebssystem beschrieben. Im Grunde genommen,
Die Haldex-4WD-Kupplung ist am Hinterachsdifferential angebracht und wird über die Antriebswelle angetrieben. Das Motordrehmoment wird über das Getriebe, das Vorderachsdifferential, die Vorderradantriebe zur Antriebswelle übertragen. Die Antriebswelle ist mit der Eingangswelle der Haldex-Kupplung verbunden. Drehmoment kann nur dann auf das Hinterachsdifferential übertragen werden, wenn die Haldex-Kupplungsscheiben betätigt werden.
Verschiedene Generationen von Haldex
Haldex selbst hat sich seit seiner Gründung erheblich weiterentwickelt und es gibt bis heute fünf verschiedene Generationen.
Haldex der 1. Generation ist das Modell für alle anderen Haldex-Generationen. Die Hauptkomponenten des Systems sind eine mechanische Hydraulikpumpe, die bei Radschlupf aktiviert wird, eine nasse Lamellenkupplung, ein Betätigungskolben und ein steuerbares Drosselventil.
Diese Einheit ist im Wesentlichen eine Hydraulikpumpe mit zwei verbundenen Wellen, eine zur Vorderachse und eine zur Hinterachse (Eingangs- und Ausgangswelle). Diese beiden Wellen sind über ein nasses Lamellenkupplungspaket verbunden, und diese Kupplung ist normalerweise „offen“, was bedeutet, dass kein Drehmoment zwischen den beiden übertragen wird. Wenn sich beide Wellen mit der gleichen Geschwindigkeit drehen, arbeitet die Pumpe nicht.
Wenn ein Geschwindigkeitsunterschied zwischen den Rädern an jeder Achse oder zwischen Eingangs- und Ausgangswelle erkannt wird, pumpt die Eingangswelle den Kolben und erzeugt Hydraulikdruck in der Pumpe. Wenn der Druck über Ölkanäle zum Betätigungskolben umgeleitet wird, zwingt dies den Betätigungskolben, den Satz Kupplungsscheiben zusammenzudrücken. Die Eingangswelle und die Ausgangswelle der Kupplung sind miteinander verbunden, wodurch Vorder- und Hinterachse verbunden werden. So entsteht Allradantrieb!
Unter normalen Fahrbedingungen (gleichmäßige Geschwindigkeit ohne Schlupf) beträgt die Drehmomentverteilung 90/10 zwischen Vorder- und Hinterachse. Wenn die Kupplung verriegelt ist, wird das Drehmoment gleichmäßig zwischen den Achsen aufgeteilt (50/50).
Haldex der 2. Generation verwendet immer noch eine mechanische Hydraulikpumpe und funktioniert genauso wie die 1. Generation, jedoch mit einigen Verbesserungen. Dieses System ist immer noch reaktiv.
Die größte Veränderung bei Haldex der 3. und 4. Generation ist, dass es sich um ein aktives und nicht um ein reaktives System handelt. Das bedeutet, dass die elektronische Steuerung durch das ECU die Kupplung „vorspannen“ und den Allradantrieb aktivieren kann, bevor Radschlupf auftritt, was viel effizienter ist und auch die Sicherheit des Fahrers erhöht. Die 4. Generation verwendet keine mechanische Pumpe, sondern eine Speisepumpe.
Bei der Haldex-Kupplung der 5. Generation hilft ein neuer elektrohydraulischer Kupplungsaktuator mit einer Fliehkraft-Überlaufventil dabei, die Kraft präzise zwischen Vorder- und Hinterachse zu verteilen. Dies macht das System geschmeidiger, macht einige Komponenten überflüssig und rationalisiert den Prozess. Zur Unterstützung gibt es auch eine eingebaute elektronische Steuereinheit.
Was sind die Vorteile von Haldex?
Haldex bietet mehrere Vorteile, insbesondere für Hersteller ohne unbegrenztes Budget. Anstatt ihr eigenes Allradsystem zu erforschen und zu entwickeln, können sie einfach das Haldex-System verwenden. Sie können in fast jedes Frontantriebsfahrzeug eingebaut werden, weshalb sie bei vielen Herstellern beliebt sind, bei denen FWD der Standardantrieb ist. Dies ermöglicht es Unternehmen, einfach sportlichere Allradmodelle von Fahrzeugen zu produzieren, die zuvor nur Frontantrieb hatten.
Einer der Hauptvorteile für Fahrer ist, dass Haldex eine höhere Energieeffizienz bietet, da es den Großteil der Fahrzeugnutzung nur zwei Räder antreibt und nur bei Bedarf nach zusätzlicher Traktion auf Allradantrieb zurückgreift.
Dieses System macht das Fahren natürlich viel sicherer. Mit einem ähnlichen Funktionsprinzip wie ABS-Systeme bedeutet die Erkennung von Radschlupf, dass das Auto auf rutschigen Oberflächen eine bessere Traktion hat und einige der Risiken beim Fahren in schwierigem Gelände beseitigt werden. Dies gilt für alle 4WD- oder AWD-Systeme, aber viele müssen vom Fahrer aktiviert werden. Haldex ist automatisch, sodass der Haldex-Controller entscheidet, wann das System aktiviert wird, was stressfrei ist und es ideal macht, um mit unerwarteten Straßenveränderungen umzugehen.
Was sind die Nachteile von Haldex?
Das Haldex-System ist von Natur aus recht komplex, verwendet spezifische Öle, ist auf enge Toleranzen angewiesen und sammelt mit der Zeit Reibungspartikel an, daher muss es in bestem Zustand gehalten werden und erfordert spezielles Öl und Wartung. Haldex-Reparaturen sind schwierig (und nicht empfohlen!) selbst durchzuführen, und regelmäßige Wartung kann teuer sein.
Das System verträgt kein altes Öl. Idealerweise sollte nur das originale VAG Haldex-Öl verwendet werden, das für das spezifische Fahrzeug entwickelt wurde, und das kann teuer sein. Haldex-Öl ist ein nicht schmierendes Öl, das die Reibung der Kupplungsscheiben fördert, und die Verwendung anderer Öle kann zum vollständigen Verlust des Hinterradantriebs führen und das Fahrzeug effektiv in einen Frontantrieb umwandeln. Das bedeutet, dass ein Haldex-Ölwechsel für den ordnungsgemäßen Betrieb des Systems entscheidend ist.
Fahrzeuge mit Haldex-System haben auch Leistungsprobleme. Da Haldex primär ein Frontantrieb ist, neigen Haldex-Fahrzeuge unter hoher Belastung zu erheblichem Untersteuern, da der Computer oft zu spät Drehmoment an die Hinterachse verteilt und die Standard-Drehmomentverteilung weiterhin auf die Vorderräder konzentriert bleibt. Dies war ein häufiges Problem bei Fahrzeugen wie dem Audi RS3, der für chronisches Untersteuern bekannt ist.
Da das Öl speziell entwickelt wurde, um Reibung zwischen den Kupplungsscheiben zu fördern, führt diese Reibung dazu, dass sich mehr Materialpartikel langsam im Öl ansammeln, was die Effizienz schnell verringern kann und folglich häufigere, teurere Wechsel erforderlich machen kann.
Wann sollte ich meinen Haldex warten lassen?
Bei Fahrzeugen mit Haldex-Filter, also der 1. und 2. Generation, ist es ratsam, Öl und Filter alle 20.000 Meilen zu wechseln. Bei Fahrzeugen ohne Filter ist es eine gute Idee, das Öl alle 10.000 Meilen zu wechseln, da sich sonst der Pumpensumpf verstopfen und schließlich zum Pumpenausfall führen kann. In einer Werkstatt können umfassendere und genauere Haldex-Diagnosetests durchgeführt werden.