Audi allroad quattro mit Luftfederung

Das sogenannte Marktsegment “SUV” (Sport Utility Vehicles) erlebt derzeit weltweit einen Aufschwung. Grund genug für die meisten Automobilhersteller solch ein Freizeitfahrzeug anzubieten. Noch ist der europäische Offroader-Markt vorwiegend in der Hand von amerikanischen und japanischen Herstellern, mit dem X5 von BMW oder der M-Klasse von Mercedes stehen die Konkurrenten in den Startlöchern. Neu in diesem Marktsegment -  der Audi allroad quattro mit einer neuentwickelten Luftfederung.
Pkw und Offroader als Basis
Wer in einem Sport Utility Vehicle hinter dem Steuer sitzt, hat den Wunsch nach Fahrspaß - auf der Straße und im Gelände, mit Allrad-Antrieb und natürlich viel Bodenfreiheit. Die Audi AG hat deshalb für den allroad quattro gemeinsam mit der Continental Automotive Systems (CAS) eine neue verstellbare Luftfederung entwickelt, die das Auto auf vier unterschiedliche Höhen pumpen kann. Somit kombiniert man den Komfort eines Pkw mit der Geländegängigkeit eines Offroaders.
Autos mit Luftbälgen als Federung haben zwei große Vorteile: Wird beispielsweise die Hinterachse beladen, erhöht sich automatisch der Druck in den Federbälgen. Die Federung bleibt dadurch im Verhältnis von Beladung zu Federhärte konstant. Solch eine Variante gab es bisher bei Audi nur für den A6 Avant als Niveauregulierung für die Hinterachse.
Weniger Wank- und Nickbewegungen
Deutlich mehr Komfort bietet das Luftfedersystem im allroad quattro. Die Luftfedern stammen von ContiTech, Continental Automotive Systems entwickelte das ESS (Electronic Suspension System), das die Dämpfungskennlinie, Federkennlinie und das Karosserieniveau automatisch an die wechselnden Fahrzustände und an den Beladungszustand anpasst. ESS reduziert damit die Wank- und Nickbewegungen und die Radlastschwankungen, was zu einem deutlichen Zugewinn an Fahrdynamik und Komfort führt.
Federung über vier Stufen
Das gesamte Fahrwerk des Audi allroad wurde grundlegend überarbeitet und speziell für den Einsatz im Gelände weiterentwickelt. Bemerkenswerteste Neuerung: die 4-Level-Luftfederung an beiden Achsen, die dem innovativen Allradler zur jeweils benötigten Bodenfreiheit verhilft. Manuell lassen sich Höhenniveaus von 142 mm, 167 mm, 192 mm und geländetauglichen 208 mm anwählen. Auf normalen Straßen hält die intelligente Elektronik das gewählte Niveau auch bei Zuladung konstant und senkt bei zunehmendem Tempo aus den Hochniveaus automatisch auf Normalhöhe ab, damit sich der allroad quattro zugunsten von Luftwiderstand und Fahrverhalten sicher an die Straße anpasst.
Je nach Tempo eine definierte Bodenfreiheit
Die Elektronik ermittelt die jeweilige Bodenfreiheit des quattro. Dazu liefern Höhensensoren an allen vier Rädern die entsprechenden Daten. Die einzelnen Luftfederbeine lassen sich separat von einem Kompressor, der in der Reserveradmulde sitzt, steuern. Im Tiefniveau fährt der Wagen besonders bei Geschwindigkeiten ab 120 km/h optimal, darunter steigt es auf Niveau 1. Für Fahrten unter 80 km/h hebt sich das Niveau der Stufe 1 um 25 Millimeter. Um nochmals 16 Millimeter hebt es sich  in der höchsten Stufe das Fahrzeug auf 208 mm Bodenfreiheit. Dann ist nur noch Tempo 35 möglich.
Dämpferhärte je nach Situation oder Straßenzustand
Das Luftfedersystem besteht neben den Elektronikkomponenten, hauptsächlich aus Luftversorgungs- und Federbeinmodulen. Das Luftfederbein CDC (Continious Damping Control) hat CAS gemeinsam mit Sachs entwickelt. Die elektronische Regelung stellt die Dämpferhärte automatisch auf die jeweilige Fahrsituation und Straßenbeschaffenheit ein. Das Fahrzeug reagiert sofort, die Sicherheit verbessert sich; Straßenbelastung, Reifenverschleiß und Abnutzung anderer Fahrzeugkomponenten verringern sich. Bei Mercedes arbeitet das System unter der Bezeichnung “Telligent-Wankregelung" in den LKW-Modellen Actros und Atego. Bei MAN wird eine Variante der neuen vollluftgefederten Typen in der TG-A-Baureihe eingesetzt.
Luftfederung mit guten Zukunftsaussichten
Das Luftfederungssystem ist im A6 Allroad Quattro serienmäßig und soll auch in der VW-Luxuslimousine "D1" eingebaut werden. Vermehrt verlangt auch der amerikanische Markt der Lighttrucks nach solchen Luftfedersystemen. Einen Ausblick gab VW auf der letzten Autoshow in Detroit mit der Studie des  Advanced Activity Concept (AAC), einem Pick-up mit den Komforteigenschaften einer Oberklasse-Limousine. Im Gelände erreicht die höchste Fahrwerksstufe eine Bodenfreiheit von 390 Millimetern. Bei VW heißt es zu einer möglichen Serienproduktion: "Das Allrad-Fahrzeug AAC gewährt erste Ausblicke darauf, wie sich das Modellspektrum dieser Klasse innerhalb kürzester Zeit verändern könnte". Mit Luftfederung.

Luftfederung hat Geschichte

Aktive Federung umfasst die Regelung der Funktionen "Federung" und "Dämpfung" mit Hydraulikzylinder, mit einem hydropneumatischem Federungssystem mit Ölregelung und die Luftfederung. Schon vor fast 40 Jahren entwickelte Bilstein für den legendären "Pullman-Mercedes", den ersten Mercedes 300, ein Federungssystem, das aus einstellbaren Einrohr-Gasdruckstoßdämpfern und Luftfedern bestand. Das weltweit erste Luftfedersystem mit adaptiver Dämpfung regelt die automatische Dämpfereinstellung in Abhängigkeit von Last und Fahrgeschwindigkeit. Die jüngste Variante konzipierte Krupp Bilstein auch zusammen mit Daimler-Chrysler für die neue S-Klasse.

Citroen: Hydraktiv-Fahrwerk der 3. Generation

Citroen hat auf dem Genfer Salon sein Hydraktiv-Fahrwerk der dritten Generation präsentiert. Abhängig von der gefahrenen Geschwindigkeit steuert es automatisch die Fahrwerksabstimmung und die Bodenfreiheit. Schon gegen Jahresende soll die Technik im Modell “Xantia” eingesetzt werden.
Erste Hydropneumatik bei Citroen schon in der 50ern
Bereits 1951 präsentierte Citroen das erste hydropneumatische Fahrwerk, dessen Prinzip einerseits auf der Verdichtbarkeit von Gas beruht, das die Federungsaufgabe übernimmt (Mariotte-Gesetz), und andererseits auf Eigenschaften von Flüssigkeiten, die Druckveränderungen gleichzeitig überall hin übertragen (Pascal´sches Gesetz). Im hydropneumatischen Fahrwerk überträgt das Hydrauliköl die Schwingungen des Fahrzeugs in den Gasbehälter: das Gas übernimmt die Aufgabe der mechanischen Feder.
2. Generation im Xsara
1989 installierten die Citroen-Ingenieure dann in einem “XM” das hydraktive Federungssystem als Weiterentwicklung der hydropneumatischen Federung. Nun erkennt der Rechner an den Signalen verschiedener Sensoren, ob zur aktuellen Fahrsituation eine “harte” oder eine “weiche” Fahrwerksabstimmung besser paßt und verändert dann innerhalb von Millisekunden die Federrate und die Dämpfung. Das Hydractive Fahrwerk der 2. Generation führte man 1993 im “Xantia” ein. Hauptmerkmale: dreifache Rechnerkapazität und automatische Fahrwerksabstimmung in Sportposition.
Selbst der Fahrstil wird “abgefedert”
Mit der 3. Generation des Hydraktiv-Fahrwerks setzt Citroen auf ein Fahrwerk mit neuen Elektronikelementen und einer vereinfachten Hydraulik-Architektur. Thomas Albrecht, Pressechef bei Citroen Deutschland: “Neue Bauteile, neue Hydraulikflüssigkeit und eine eigenständige Fahrwerkshydraulik kennzeichnen die neue Generation”. Elektronische Sensoren sind über das Multiplex-Bordnetz mit einer intelligenten Steuereinheit verbunden. So erkennt die "auto-adaptive" Federung den Straßenzustand und analysiert den Fahrstil.
Geschwindigkeit regelt Niveau
Eine Stärke des neuen Fahrwerks ist die automatische Regelung der Bodenfreiheit, die von der Fahrgeschwindigkeit abhängt: Bei einer Geschwindigkeit über 110 km/h und guter Straße verringert sich die Bodenfreiheit. Dies senkt den Fahrzeugschwerpunkt bis zu 15 mm, stabilisiert damit die Straßenlage des Fahrzeugs, verringert den Luftwiderstand und senkt letztlich den Kraftstoffverbrauch.
Je nach Straßenzustand kann das neue Hydraktiv-Fahrwerk die Bodenfreiheit des Fahrzeugs bis 200 mm erhöhen. Zusätzlich hat der Fahrer die Option über einen neuen elektronischen Tippschalter die Bodenfreiheit auch manuell einzustellen.
Integrierte Hydroelektronik (IHE) spielt Schlüsselrolle
Die wichtigsten Bestandteile des Hydraktiv-Fahrwerks: Die Integrierte Hydroelektronik-Einheit (IHE), die eine leistungsstarke Steuerelektronik mit einem autonomen Hydraulikdruckgenerator und einem Elektromotor kombiniert; vier Trägerelemente mit neuen Federungskugeln; die elektrischen Höhensensoren auf den Stabilisatoren.
Erstes Fahrwerk mit Doppelregelung
Dieses ebenso innovative wie effiziente Konzept kombiniert die jüngsten Fortschritte der Elektronik und der Hydraulik. So ist das Hydraktiv-Fahrwerk das erste Fahrwerk, das zwei Abstimmungen (Komfort/Fahrdynamik) mit automatischer Niveauregelung verbindet (entsprechend der Geschwindigkeit oder dem Straßenzustand). Diplom-Ingenieur Thomas Albrecht: “Die Variation von Federrate und Dämpfung in Abhängigkeit von der Fahrsituation, wird dabei mit der automatischen Anpassung der Bodenfreiheit in Abhängigkeit von Fahrgeschwindigkeit und Straßenzustand kombiniert”.
Höhensensoren und Lenkrad liefern Informationen...
Beide Achsen sind jeweils mit einer dritten Federungskugel und einem Steifigkeitsregler ausgerüstet. Das Prinzip besteht darin, durch Abschalten der dritten Kugel eine straffere, "dynamische" Abstimmung zu erreichen, oder durch ihr Zuschalten die Federung weicher, komfortabler zu machen. Die Umschaltung erfolgt entsprechend den von den Höhensensoren und vom Lenkrad gelieferten Informationen, sowie den über das Multiplex-Netz eingespeisten Brems- und Drehzahldaten.
... Steuerelektronik berechnet
Das Echtzeit-Management dieser beiden Abstimmungen gibt volle Kontrolle über alle Fahrzeugbewegungen wie Rollen, Nicken, Wanken oder Schlingern. Die von der IHE berechneten Längs- und Querbeschleunigungsdaten werden für einen Zeitraum von etwa einer Minute gespeichert und ausgewertet, um daraus ein Profil der jeweils dominanten Fahrbedingungen zu erstellen, und das Verhalten des Fahrwerks darauf abzustimmen. Aufgrund dieser selbsttätigen Anpassung der Federung ist es möglich, einen "Fahrstil" zu definieren. Je dynamischer der Wagen gefahren wird, desto häufiger (und damit individueller) schaltet die Steuerelektronik auf die straffere, dynamikbetonte Abstimmung um.
Neue Technologie der Federungskugeln
Die Federungskugeln haben eine völlig neue Technologie: eine andere geometrische Gestalt, vollsynthetische Hydraulikflüssigkeit und die Membranen. Somit verbessert sich das Fließverhalten. Thomas Albrecht: “Während bisher die Federkugeln nach 60.000 Kilometer ausgewechselt werden mussten, sind mit der neuen Membran fünf Jahre oder 200.000 km Wartungsfreiheit möglich”.
Sensoren zur komplexen Steuerung
IHE verbindet die Elektronik mit der Hydraulik. In dieser kompakten Einheit sind drei Komponenten integriert: Eine Steuerelektronik – mit zahlreiche Betriebskennlinien -, die den Druckgenerator abhängig von zwei neuen elektrische Höhensensoren auf dem vorderen und dem hinteren Stabilisator steuert. Sie liefern präzise Informationen über die Frequenz und Amplitude, mit der die Räder ein- und ausfedern. Ein Sensor misst den Lenkeinschlag und die Winkelgeschwindigkeit des Lenkrads. Werte über die Geschwindigkeit der Gaspedalbewegungen, die Fahrzeuggeschwindigkeit, den Druck auf das Bremspedal und die Motordrehzahl liefert das Multiplex-Netz und die Intelligente Steuereinheit.
Rolls-Royce nutzt Citroen-Entwicklung
Obwohl Citroen neue Fahrwerke nur in den eigenen Modellen verwendet, landet ab und an schon einmal ein Bauteil in anderen Konzernen. Rolls-Royce verwendete Hydropneumatikfederelemente von Citroen und – auf Citroen-Jumper-Basis – werden Wohnmobile und Ambulanzfahrzeuge mit hydropneumatisch gefederten Hinterachsen ausgerüstet.

Citroen-Innovationen

Weitere technische Highlights aus dem Hause Citroen sollen den Marktanteil von derzeit 1,3 % erhöhen. Beispielsweise fasst der Xsara “Dynalto” Anlasser und Lichtmaschine in einem Aggregat zusammen und verbraucht somit bis zu 20 Prozent weniger Kraftstoff  und die Schadstoffe sinken deutlich.  Mit dem Berlingo “Dynavolt” gelang es, in einem Elektroauto zusätzlich einen Flüssiggas-Verbrennungsmotor einzubauen, der bis zu 260 Kilometer Reichweite erlaubt. Spracherkennung zur Navigation, Aufbau von Telefonverbindungen oder Internetanwendungen bietet der Xsara “Auto PC”. Diese Innovationen gehören zu einer Modelloffensive, die für dieses Jahr eine Steigerung von 50.000 auf mehr als 70.000 verkaufte Fahrzeuge vorsieht. zurück...