Drehmomentaufteilung im VTG

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Egika
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Drehmomentaufteilung im VTG

#1 Beitrag von Egika » 2024-04-25 12:00:47

Moin zusammen!

bin kein Mechaniker - vielleicht kann mir jemand mal etwas erklären.
Und zwar habe ich jetzt schon öfter gelesen, dass mein Antriebsstrang eine Kraftverteilung 25:75 % (VA:HA) hat. s.z.B. hier: https://www.feuerwehr-oberderdingen.de/ ... nik?id=357

Wie funktioniert das technisch?
Ich kann mir vorstellen, dass ein Differential das Drehmoment ausgleicht, aber wie erzeuge ich solche Verteilung?

Danke!
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husky240
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Re: Drehmomentaufteilung im VTG

#2 Beitrag von husky240 » 2024-04-25 12:11:52

…skend mindr sei…

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Egika
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Re: Drehmomentaufteilung im VTG

#3 Beitrag von Egika » 2024-04-25 13:33:23

Haha - zwei Dumme, ein Gedanke.
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Karane
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Re: Drehmomentaufteilung im VTG

#4 Beitrag von Karane » 2024-04-25 23:29:56

Hallo Egika,

das Thema hat mich auch beschäftigt. Mein Henschel hat auch ein Verteilergetriebe mit unsymmetrischer Drehmomentverteilung (1/3 zu 2/3 soweit ich weiß). Um mir einigermaßen über die Zusammenhänge klar zu werden, habe ich mir ein Planetendifferential aus Fischertechnik gebaut (Sonnenrad 10 Zähne, Planetenräder 10 Zähne, Innenzahnrad 40 Zähne) und damit länger herumgespielt.
Ich schreibe das hier einmal auf, auch wenn es lang ist. Vielleicht ist mir ja irgendwo ein Fehler unterlaufen - lasst es mich wissen.

Viele Grüße,

Ralf


Mein Erklärungsmodell läuft über den Zusammenhang von Leistung, Drehmoment und Drehzahl: Leistung = Drehmoment * Drehzahl
Absolute Werte interessieren hier nicht - wir schauen uns nur die Veränderungen an. Und die Veränderungen der Raddrehzahlen sind bei den VTG-Differentialen vorne und hinten stark unterschiedlich!

Wenn man einmal annimmt, es wäre ein symmetrisches Differential, dann passiert ja folgendes:
Auf normaler Strecke ohne Schlupf drehen Vorder- und Hinterräder gleich schnell. Symmetrisches Differential bedeutet auch, dass die gleiche Leistung und damit das gleiche Drehmoment vorne und hinten ankommt - nämlich jeweils 50% der Motorleistung.
Jetzt stoppen wir eine Achse, z.B. die hintere: Die vorderen Räder drehen jetzt doppelt so schnell. Und natürlich kommt jetzt die gesamte Leistung an der Vorderachse an - also doppelt soviel wie vorher. Das Drehmoment ist also vorne gleich geblieben.

Dasselbe ("Drehmoment bleibt gleich") gilt wohl auch bei unsymmetrischem Differential im VTG. Wenn man die hintere Achse stoppt, erhöht sich vorne die Drehzahl - und zwar sehr stark bei den üblichen VTG-Differentialen! Bei meinem Fischertechnik-Getriebe macht die Vorderachse jetzt plötzlich vier Umdrehungen statt vorher einer. D.h. das Drehmoment vorne multipliziert mit der vierfachen Drehzahl ergibt die Motorleistung. Da muss das Drehmoment ja 25% vorne sein ( 1 / 4 = 25% bzw. 25% * 4 = 1).
Hinterachse (die Überlegung ist eigentlich überflüssig, nur so als Probe): Bei meinem Fischertechnik-Getriebe macht die Hinterachse bei gestoppter Vorderachse auch mehr Umdrehungen, aber nur ein bisschen. Statt einer Umdrehung macht sie jetzt 1,33 Umdrehungen. Das heißt, Drehmoment hinten multipliziert mit der 1,33fachen Drehzahl ergibt die Motorleistung. Drehmoment also 75% hinten (1 / 1,33 = 75% bzw. 75% x 1,33 = 1).

Wenn man also etwas über die Drehmomentverteilung seines Differentials erfahren will, dann kann man versuchen, diese Drehzahlverhältnisse zu ermitteln. Das geht natürlich einfacher, wenn man nicht den Motor laufen lässt und das Fahrzeug sich nicht bewegt. Stattdessen kann man kann ja vorne und hinten ein Rad aufbocken und dann ein Rad eine Umdrehung drehen.

Bei symmetrischen Getriebe dreht das andere Rad ebenso eine Umdrehung (allerdings rückwärts). Das passiert ja auch, wenn man eine Achse aufbockt und auf einer Seite ein Rad dreht (symmetrisches Achsdifferential).
Bei meinem Fischertechnik-Getriebe dreht das Vorderrad drei Umdrehungen rückwärts, wenn man das Hinterrad eine Umdrehung vorwärts dreht. 3 zu 1 Umdrehungen ergibt eine umgekehrte Drehmomentverteilung von 1 (vorne, 25%) zu 3 (hinten 75%) - aufgrund der Überlegung oben.
Bei anderen VTGs sind die Verhältnisse anders, aber ebenso "einfach" zu ermitteln.

Und diese Leistungs- und Drehmomentverteilung gilt auch im normalen Fahrbetrieb. Es kommt also keineswegs dasselbe Drehmoment vorne und hinten an, wenn sich die Räder mit gleicher Drehzahl (auf Asphalt) drehen.

Das heißt aber auch, dass sich ein solches Fahrzeug interessant verhält, wenn es anfängt zu rutschen (starke Beschleunigung, starke Steigung).
Wenn man annimmt dass der LKW auf der Vorder- und Hinterachse dasselbe Gewicht hat und man stellt ihn auf einem rutschigen Untergrund (Eis) in eine Steigung - und zwar nur mit eingelegtem Gang -, dann müsste doch eigentlich die Hinterachse als erste die Haftung verlieren. Denn dort liegt ja mehr Drehmoment an. Die Vorderachse rollt rückwärts, der LKW rutscht mit langsam vorwärts drehender Hinterachse. Eine wirklich ungemütliche Situation.
Richtig abgestimmt wäre ein solches asymmetrisches Getriebe also dann, wenn die Gewichte vorne und hinten der Drehmomentverteilung entsprechen. Bei meinem Spielzeug-Getriebe müssten im optimalen Fall also vorne 25% und hinten 75% des Gewichts liegen - dann passt alles (das klingt nach einem Dreiachser). Beim Henschel (2 Achser!) 33% zu 66%.
Allerdings ist das eine ziemlich theoretische Frage: Im praktischen Betrieb wird man das VTG-Differential ja sperren, sobald die Gefahr des Durchdrehens einer Achse besteht.

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