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Evolution des quattro-Antriebes

Auf allen Vieren an die Spitze

 

Der erste Audi mit permanentem Allradantrieb gab sein Debüt am 3. März 1980 auf dem Genfer Automobilsalon. Er hieß schlicht Audi quattro und demonstrierte seinen Charakter mit einer kantigen Karosserie und einem Fünfzylinder-Turbo mit 200 PS.

Heute führt die Marke mit den Vier Ringen unterschiedlichste quattro-Technologien im Programm – für jedes Fahrzeugkonzept die passende Lösung.


  • „Der Wagen hüpft“

    Wie viel Leistung verkraftet der Frontantrieb? Um diese Frage ging es im Winter 1976/77 bei Testfahrten von Audi-Entwicklern in Schweden. Die getarnten Prototypen mit ihren 170 PS starken Fünfzylindermotoren schlugen sich tapfer, aber sie blieben ohne Chance gegen ein hochbeiniges Gefährt mit 75 PS, das einen zuschaltbaren Allradantrieb besaß – der Militärgeländewagen Iltis, den Audi gerade als Nachfolger für den Munga entwickelte.

    Logisch, schließlich kann ein Auto, das seine Antriebskraft auf alle vier Räder verteilt, an jedem Rad mehr Grip und Seitenführung aufbauen als ein Fahrzeug mit Heck- oder Frontantrieb. Seine Traktion und sein Kurvenverhalten sind überlegen. Ein sportlicher Pkw mit permanentem Allradantrieb und ordentlich Leistung – das müsste es doch eigentlich sein, dachten die Ingenieure.

    Das Projekt startete im Frühjahr 1977 als „Entwicklungsauftrag 262“. Seine Väter waren drei junge Ingenieure: Entwicklungsvorstand Dr. Ferdinand Piëch, Walter Treser als Projektleiter und Jörg Bensinger, der Leiter des Bereichs Fahrwerksversuch. Der Prototyp hieß intern A1 – es war ein modifizierter Audi 80 der ersten Generation mit starr verbundenen Antriebswellen für beide Achsen. Als Hinterradaufhängung diente ihm eine zweite Mc-Pherson-Vorderachse, die um 180 Grad gedreht eingebaut wurde.

    Bei Fahrten auf der tief verschneiten Turracher Höhe in der Steiermark im Januar 1978 spielte der Versuchsträger mit dem Kennzeichen IN - NC 92 seine Stärken in Sachen Traktion überzeugend aus. So kam das entscheidende „Okay“ vom Volkswagen-Vorstandsvorsitzenden Toni Schmücker im Mai 1978.

    Die Ehefrau von Volkswagen-Entwicklungsvorstand Ernst Fiala indes, die den A1 im Wiener Stadtverkehr bewegte, monierte Verspannungen in engen Kurven: „Der Wagen hüpft“, sagte sie. Der Grund: In Kurven befahren die vorderen Räder einen etwas größeren Bogen als die hinteren, deshalb müssen sie in der Lage sein, sich schneller zu drehen. Beim Prototyp war das nicht möglich, weil seine Achsantriebe ohne Zwischendifferenzial starr miteinander verbunden waren.


  • Ur-quattro mit Hohlwelle und Zwischendifferenzial

    Franz Tengler, Abteilungsleiter in der Getriebekonstruktion, hatte eine Idee, die so einfach wie zielführend war: eine 263 Millimeter lange, hohl gebohrte Sekundärwelle im Getriebe, über die die Kraft in zwei Richtungen floss. Ein Kegelrad-Mitteldifferenzial sandte 50 Prozent der Momente über die Kardanwelle an die Hinterachse, die andere Hälfte des Antriebsmoments gelangte über eine Abtriebswelle, die in der hohlen Sekundärwelle rotierte, zum Differenzial der Vorderachse.

    Die Kombination aus Mittendifferenzial und Hohlwelle ermöglichte einen Allradantrieb, der praktisch verspannungsfrei, leicht, kompakt und effizient im Wirkungsgrad war. Das quattro-Prinzip eignete sich – und das war der entscheidende Durchbruch – speziell für sportliche Pkw und für die Fertigung in großen Serien.

    Am Ende blieb nur noch eine Frage offen: die nach dem Namen für das neue Auto. Als Vorschlag lag „Carat“ auf dem Tisch, als Abkürzung für Coupé All Rad Antrieb Turbo. Projektleiter Treser hatte aber eine bessere Idee und mit ihr den Begriff quattro ins Leben gerufen. Vom Audi 80 Coupé abgeleitet, aber in eine Karosserie mit scharfen Kanten gekleidet, stand der Ur-quattro am 3. März 1980 in einer Eislaufhalle nahe beim Genfer Messegelände, auf einer erhöhten Drehscheibe, mit einem Blumen-Arrangement dekoriert. Dr. Ferdinand Piëch war sich der Bedeutung des Ereignisses vollauf bewusst. Seine Rede endete mit dem Satz: „Der Allradantrieb im Straßen-Personenwagen hat hiermit Premiere.“


  • Torsen-Differenzial versus Lamellenkupplung

    Mit dem Debüt des Audi 80 quattro im Herbst 1986 führte Audi ein neues Mittendifferenzial ein – ein weiterhin rein mechanisch arbeitendes, aber höchst vielseitiges Torsen-Differenzial. Seine Bezeichnung setzte sich aus den englischen Wörtern torque (Drehmoment) und sensing (fühlend) zusammen. Die Grundverteilung der Momente betrug weiterhin 50:50, bei Bedarf konnten jedoch bis zu 75 Prozent an die Achse mit der besseren Traktion geleitet werden.

    Das Torsen-Differenzial ist eine geeignete Lösung für einen längs installierten Motor und einen Antriebsstrang, der in gerader Linie zum Heck verläuft. Für die quer eingebauten Aggregate in den Kompaktmodellen musste Audi eine völlig andere Technologie entwickeln – eine Lamellenkupplung, die elektronisch gesteuert und hydraulisch betätigt wird. Sie gab ihren Einstand 1998 im TT quattro und A3 quattro. Die Lamellenkupplung sitzt am Ende der Kardanwelle vor dem Hinterachsdifferenzial – eine Einbaulage, die der Achslastverteilung des Fahrzeugs zugute kommt. In der Grundverteilung geht der allergrößte Teil der Motorkräfte auf die Vorderachse. Das Steuergerät analysiert jedoch permanent die Fahrbedingungen und presst im Bedarfsfall das Lamellenpaket durch hydraulischen Druck zusammen – und mit steigendem Druck wird stufenlos mehr Moment an die Hinterachse geleitet.


  • Das selbst sperrende Mittendifferenzial

    Im RS 4 der zweiten Generation brachte Audi 2005 die nächste Evolutionsstufe seines klassischen quattro-Antriebs. Das neue „selbstsperrende Mittendifferenzial“, das heute in vielen Audis mit längs eingebautem Motor aktiv ist, blieb zwar dem rein mechanischen Prinzip treu, hatte gegenüber dem Torsen-Differenzial jedoch einen erheblichen Vorteil: Im normalen Fahrbetrieb beträgt die Kraftverteilung zwischen Vorder- und Hinterachse 40:60.

    Bei Bedarf kann das als Planetengetriebe aufgebaute Mittendifferenzial jedoch auch bis zu 60 Prozent der Kräfte nach vorne und bis zu 80 Prozent nach hinten umleiten. Diese asymmetrisch-dynamische Momentenverteilung führt zu einem sportlicheren, heckbetonten Handling.


  • Viscokupplung als Sonderlösung

    Der Sportwagen R8 nimmt auch beim Antrieb eine Sonderstellung ein. Sein Mittelmotor ist längs im Heck vor der Hinterachse platziert, das Getriebe direkt hinter ihm. Es integriert einen Nebenabtrieb für eine Kardanwelle, die seitlich am Motor vorbei zur Vorderachse läuft. Dort beteiligt eine Viscokupplung die Vorderräder am Vortrieb. Im regulären Fahrbetrieb zweigt die Kupplung nur etwa 15 Prozent der Momente für die Vorderachse ab – der R8 fährt sich Sportwagen-typisch heckbetont. Wenn die Hinterräder Schlupf aufweisen, fließen binnen kürzester Zeit weitere 15 Prozent nach vorn.


  • Kronenraddifferenzial als aktuelle Evolutionsstufe

    Genau 30 Jahre nach dem Debüt des ersten quattro hat Audi die jüngste Evolutionsstufe seines permanenten Allradantriebs für längs eingebaute Frontmotoren eingeführt – den quattro-Antrieb mit Kronenraddifferenzial. Das neue Mittendifferenzial, das im RS5, im A7 Sportback und im neuen A6 zum Einsatz kommt, leitet in der Grundverteilung 60 Prozent des Motormoments zur Hinterachse und 40 Prozent nach vorne.

    Durch die konstruktionsbedingte Selbstsperrwirkung kann es aber bei Traktionsproblemen an einer Achse das Gros des Antriebsmoments auf die Achse mit der besseren Traktion schicken. Bis zu 85 Prozent können so nach hinten fließen, oder wenn die Hinterachse weniger Grip hat, gelangen bis zu 70 Prozent der Momente an die Vorderachse.


    Text: E. Schwartz

    Fotos: Audi AG


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