Der neue VW Touareg

  • Published on
    21-Mar-2017

  • View
    218

  • Download
    4

Embed Size (px)

Transcript

  • TITELTHEMA VW Touareg

    1046 ATZ 12/2002 Jahrgang 104

    Der neueVW TouaregMit dem VW Touareg geht die Volkswagen AG in ein neues Fahrzeugsegment,das vor allem auch in den USA bei den Kunden eine stark wachsende Nach-frage verzeichnet. Der neue VW Touareg verbindet echte Off-Road-Fhigkeitenmit dem Fahrverhalten und der Anmutung der automobilen Oberklasse.

  • 1 Einleitung

    Volkswagen hat im Herbst 2002 den neuenOberklasse-Gelndewagen Touareg aufdem deutschen Markt eingefhrt. DerTouareg reprsentiert sowohl optisch alsauch technisch ein Fahrzeugkonzept, dasim Spitzenbereich der Sport Utility Vehicles(SUV) konzeptionell neue Wege zeigt. An-ders als bislang bekannte Automobile desSegments verbindet er in einer neuen Fahr-zeugphilosophie die Eigenschaften eineshochwertigen Gelndewagens mit denKomfortmerkmalen einer Oberklasse-Li-mousine und den dynamischen Attributeneines Sportwagens.

    Die grundstzlich bestehenden Zielkon-flikte in einer Fahrzeugentwicklung mitden wichtigsten Parametern Technik, Kos-ten, Gewicht, Sicherheit und Umwelt ha-ben sich bei der Auslegung des Touaregsum eine weitere Dimension verschrft. Ent-wicklungsziel war es, beste Fahreigen-schaften auf der Strae mit den Anforde-rungen der automobilen Oberklasse anKomfort und Dynamik zu kombinierenmit den besten Eigenschaften hinsichtlichTraktion und Fahrbarkeit im Gelnde.

    2 Design

    Der Touareg verbindet SUV-typische Merk-male als Zeichen seiner Zugehrigkeit zurGelndewagen-Kategorie mit einer For-mensprache, die in vielen Bereichen dieNhe zum Pkw deutlich werden lsst. DieseNhe bezieht sich besonders auf die Volks-wagen-Modelle der Oberklasse: Passat W8und Phaeton [1].

    2.1 ExterieurBild 1 zeigt eine Designskizze des Touareg.Die hohe Bodenfreiheit, die groen Rder,die krftige Gestaltung der Radlufe undwuchtigen Stofnger weisen den Touaregklar als Gelndewagen aus und dokumen-tieren seine technische Kompetenz in klas-sischen Off-Road-Revieren. Hier wird durchdie Dimensionierung der Formelementedas robuste Wesen betont. So stehen denndie grozgigen Lufteintrittsffnungen imunteren Stofngerbereich in gewolltemKontrast zu dem oberen Khlergrill im Stileder groen Volkswagen Pkw.

    Ein hnlicher Kontrast ergibt sich ausden krftigen Radlufen und der breitenSicke oberhalb des Schwellers zu den glat-ten Flchen des Karosseriekrpers.

    2.2 InterieurIm Innenraum, Bild 2, vermittelt die Detail-gestaltung das Bild hoher Qualitt. AlleFunktionsteile verbinden eine fr Off-Roadtypische Formensprache mit der Botschaftvon hohem Wert und Eleganz. Auffallendsind die gro dimensionierten Drehreglerfr die Klimatisierung und fr die Antriebs-funktionen.

    Die Mischung aus robusten Dimensio-nen der Bedienelemente mit liebevoller De-taillierung und dem Einsatz hochwertigerMaterialien schafft ein einmaliges Flair, dasVertrauen in technische Kompetenz unddie Beherrschbarkeit der Technik in allenSituationen vermittelt, dabei gleichzeitigdurch Stil und Eleganz dem Bedrfnis nacheinem wohnlichen Ambiente Rechnungtrgt.

    3 Fahrzeugkonzept und -package

    Durch die Vorgabe, eine groe Motorenpa-lette bis zum V10-TDI-Aggregat und ein vollgelndetaugliches Allradkonzept zu reali-sieren, ist die Aggregatelage und der An-triebsstrang bereits vordefiniert. Die Lngs-anordnung der Motorenpalette bestimmtmit der vorgesehenen Deformationszonedie Vorderwagenlnge.

    Die Innenraumlnge ist fr einen kom-fortablen 5-Sitzer ausgelegt, was am Rad-stand von 2855 mm abzulesen ist. Kurzeberhnge vorn und hinten sind mit926 mm beziehungsweise 973 mm alsKompromiss zwischen Gelndetauglich-keit (Bschungswinkel) und Kofferraum-volumen ausgelegt, Bild 3.

    Aus der Zielstellung best in class imBenchmark ist die Bodenfreiheit 237 mmmit Stahlfederung beziehungsweise 300mm mit Luftfeder festgelegt. Mit 1726 mmist eine im Konkurrenzvergleich niedrigeFahrzeugauenhhe erreicht. Dies ergibtauch einen niedrigen Schwerpunkt einewichtige Voraussetzung fr die sehr guteFahrdynamik. Wesentlichen Anteil daranhat das selbsttragende Karosseriekonzept.Es reduziert die Bauhhe, da kein Leiterrah-men bercksichtigt werden muss.

    Die Fahrersitzpositionierung ist einprimres Auslegungskriterium. Sie ist freine Populationsbandbreite zwischen 5 %-Frau und 99 %-Mann festgelegt, um fr diegesamte Zielgruppe ein optimales Komfort-niveau zu gewhrleisten. Wesentliche er-gonomische Eigenschaften sind dabei mitcomputergesttzten Simulationsverfahren(RAMSIS) ausgelegt worden.

    1047ATZ 12/2002 Jahrgang 104

    Die Autoren

    Dipl.-Ing. MatthiasKrll ist TechnischerProjektleiter Off-Road-Klasse bei Volkswa-gen Nutzfahrzeuge inWolfsburg.

    Dipl.-Ing. Erwin Papeist Vorstand Produkt-entstehung Nutzfahr-zeuge bei VolkswagenNutzfahrzeuge inWolfsburg.

    Dipl.-Ing. MatthiasGerhardy ist Mitar-beiter Technische Projektleitung Off-Road-Klasse beiVolkswagen Nutzfahr-zeuge in Wolfsburg.

  • Im Unterbodenbereich sind neue Ma-stbe in dieser Fahrzeugklasse gesetzt wor-den. Auf einer Bauhhe von nur rund220 mm (Abstand zwischen Fahrer-Hackenpunkt und Bodenfreiheit/Rampen-winkel) sind auer den Antriebsstrang-Komponenten die Hauptbatterie, der Vor-

    schalldmpfer und der 100 Liter-Tank plat-ziert. Der Kraftstofftank ist als Satteltankausgefhrt und wurde geschtzt innerhalbder Lngstrgerspur vor der Hinterachseangeordnet. Die Hauptbatterie ist im Un-terboden hinter dem Getriebe-Quertrgeruntergebracht. Diese Anordnung hat zu-

    stzlich Vorteile hinsichtlich Fahrzeug-Schwerpunktlage und thermischer Bean-spruchung der Batterie.

    In den seitlichen Bereichen zwischenLngstrger und Schweller sind die Kompo-nenten fr die Luftfederung und die Versor-gungsleitungen untergebracht. Die Vorder-und Hinterachse jeweils Einzelradauf-hngungen sind als an Fahrschemeln ab-gesttzte Doppel-Querlenker-Achsen aus-gefhrt.

    4 Antriebsstrang

    Um den besonderen Anforderungen desFahrzeugkonzepts unter Bercksichtigungdes maximalen Gespanngewichts von6.500 kg, dem definierten Drehmomentvon bis zu 750 Nm sowie Nennleistungenber 300 kW gerecht zu werden, war einekomplette Neuentwicklung der Antriebs-strangmodule erforderlich.

    Die Auslegung des Antriebsstranges istnach dem klassischen Antriebskonzept frGelndefahrzeuge konzipiert, Bild 4. Er be-steht aus lngs eingebautem Motor, einemdaran lngs angeflanschten Automatik-oder Handschaltgetriebe, Verteilergetriebeund Achsdifferentialen sowie vorderer undhinterer Kardanwelle und Seitenwellen.

    Das Momentenangebot wird vom Ag-gregat ber Getriebe/Verteilergetriebe mitZentraldifferential und die Kardanwellenauf die Achsdifferentiale verteilt. Das Vor-derachsdifferential ist dabei auf dem Fahr-schemel isoliert gelagert und von der Mo-tor-/Getriebeeinheit abgekoppelt. Durch

    TITELTHEMA VW Touareg

    1048 ATZ 12/2002 Jahrgang 104

    2.1 Exterieur

    Bild 1: Designskizze Touareg ExterieurFigure 1: Design sketch, Touareg exterior

    2.2 Interieur

    Bild 2: Designskizze Touareg InterieurFigure 2: Design sketch, Touareg interior

  • diese auch akustisch vorteilhafte Anord-nung konnten die Vorderrder weiter inRichtung Frontend positioniert werden, umden vorderen berhang fr einen optima-len Gelndeeinsatz so kurz wie mglichauszulegen.

    Motor, Getriebe und Verteilergetriebebilden einen Antriebsblock, der akustischdoppelt entkoppelt mit der Fahrzeugkaros-serie verbunden ist. Die rumliche Positiondes Verteilergetriebes im Fahrzeug ist stetsgleich.

    4.1 Die MotorenDer Touareg bietet alles, was Dynamik undaktiven Fahrkomfort ausmacht. An ersterStelle sind natrlich die vier leistungsstar-ken Antriebsaggregate zu nennen. Mit je ei-nem V6- und V8-Aggegat stehen zwei ex-zellente Ottomotoren zu Wahl [2]. Das An-gebot wird von zwei kraftvollen Dieselmo-toren ergnzt: Ein Fnfzylinder-Reihenmo-tor sowie ein V10 TDI. Die wichtigsten Mo-tordaten sind in der Tabelle zusammen ge-fasst.

    Fr die Ansprche der Fahrzeug-Ober-klasse ist mit dem V10 TDI eine Dieselmoto-risierung mit bisher nicht erreichten Leis-tungsmerkmalen von 230 kW und 750 Nmdargestellt worden [3]. Mit diesen Wertenist der Motor der weltweit leistungsstrks-te Diesel in einem Pkw.

    Der V10 TDI-Motor wurde mit einem90V-Winkel konzipiert, um dem Kompakt-heitsanspruch des Vorderwagens hinsicht-lich Motorbreite, Motorhhe und Anord-nung der Nebenaggregate gerecht werdenzu knnen. Die geringe Lnge des Motorswird durch einen integrierten Steuer- undNebenaggregateantrieb auf der Schwung-radseite des Motors erreicht.

    Die geforderte Tauglichkeit fr Fahrtenim extremen Gelnde stellt hohe Anforde-rungen an die Betriebssicherheit. Alle Mo-toren und Getriebe wurden im Hinblick aufKhlung und Schmierung auf 45 Steigungbeziehungsweise Geflle und auf 35 Sei-tenneigung ausgelegt. Durch aufwndigeSchwenkprfstandsversuche ist die Be-triebssicherheit der Motoren in den Ex-tremlagen geprft, wobei der Gasgehaltdes ls als Kriterium herangezogen wurde,

    1049ATZ 12/2002 Jahrgang 104

    3 Fahrzeugkonzept und -package

    Bild 3: Abmessungen und Package des TouaregFigure 3: Dimensions and package of the Touareg

  • TITELTHEMA VW Touareg

    1052 ATZ 12/2002 Jahrgang 104

    Bild 5. Ein Sensor informiert den Fahrerber den lstand. Zustzlich wird das Tem-peratursignal des Sensors in Verknpfungmit Kennfelddaten zur Berechnung der l-belastung herangezogen.

    Zur Absicherung der zulssigen Wattiefebis 580 mm Wassertiefe wurden Prfstands-tests im Tauchbecken durchgefhrt und dar-aus weitere Manahmen abgeleitet. So istzum Beispiel ein selbstttiges Entwsserndes Wandlergehuses innerhalb wenigerMotorumdrehungen durch eine Leiteinrich-tung, die das Spritzwasser vom Anlasser-kranz abstreift, sichergestellt. Durch Vermei-dung von Anlasserkranzplantschen bleibtdie volle Starterdrehzahl und damit ein-wandfreier Start nach lngerem Stillstand imWasser erhalten. Alle Hilfsaggregate, insbe-sondere Generator, Klimakompressor, Lf-ter oder Lenkhilfepumpe wurden ebenfallsin Richtung Gelndeeigenschaften berar-beitet.

    4.2 Das Sechsstufen-AutomatikgetriebeEinen wesentlichen Beitrag zu den sehrguten Fahreigenschaften im Gelnde undauf der Strae leistet das speziell fr diesesFahrzeug neu entwickelte 6-Gang-Automa-tikgetriebe mit seinen speziellen On-Road-,Sport- und Off-Road-Fahrprogrammen unddem serien-migen DSP (DynamischesSchaltprogramm) neuester Generation,Bild 6. Die einzelnen Gnge knnen auchmanuell mittels Tiptronic oder optionalber Schaltwippen am Lenkrad eingelegtwerden.

    Das Automatik-Getriebekonzept ist ge-kennzeichnet durch die optimale Ausnut-zung des vorhandenen Bauraums und durchkomprimierte Anordnung der Planeten-radstze und der Schaltelemente. Durch denkonsequenten Einsatz von Leichtbauma-nahmen in Kombination mit hochfestenMaterialien konnte eine hohe Leistungsdich-te erzielt werden. Trotz einer sehr kompak-ten Baulnge von nur 655 mm knnen be-achtliche 750 Nm bertragen werden.

    Fr den Gelndeeinsatz mit seinen spe-zifischen Anforderungen wurden besonde-re Manahmen getroffen. In allen Anforde-rungen muss die lversorgung des Druck-und Schmiersystems im Betriebstempera-turbereich zwischen -40C und +150C zu-verlssig mit einer Life-Time-Befllungfunktionieren. Eine spezielle Ausfhrungder lansaugung und der lwanne sowieeine optimierte Position der Getriebeent-lftung waren hierfr notwendig.

    4.3 Verteilergetriebe mitReduktionsstufeDas Verteilergetriebe bernimmt im An-triebsstrang die Verteilung und Weiterlei-

    4 Antriebsstrang

    Bild 4: Das Antriebskonzept des TouaregFigure 4: Drive train of the Touareg

    4.1 Die Motoren

    Tabelle: Motoren und Kennwerte Table: Engines and engine data

  • 1053ATZ 12/2002 Jahrgang 104

    tung des Kraftflusses zum vorderen undhinteren Achsdifferential, Bild 7. Auer-dem muss es den im Fahrzeugpackage not-wendigen Lngenausgleich fr die unter-schiedlichen Motor-Getriebekombinatio-nen ermglichen.

    Der Differentialplanetensatz ist ausge-legt fr eine 50:50-Grundverteilung des An-triebsmoments auf Vorder- und Hinterach-se als Voraussetzung fr gute Straen- undGelndeeigenschaften. Mit Hilfe der elek-tromotorisch bettigten und elektronischgeregelten Lamellensperre kann die Grund-verteilung des Verteilerplanetensatzes kon-tinuierlich zwischen 0 % und 100 % inner-halb von Millisekunden verndert werden.Je nach Fahrsituation wird dadurch an je-der Achse das fr optimale Traktion erfor-derliche Drehmoment bereitgestellt. Sowird, im Gegensatz zur rein elektronischenRegelung durch den Bremseingriff, vomSystem eine Anpassung des Drehmomentsdes betroffenen Rades durchgefhrt, bevormerkbarer Schlupf auftritt. Damit wird dieTraktion entscheidend verbessert.

    Untersttzt durch Shift on the Moveist es dem Fahrer whrend langsamer Fahrtmglich, die Gelndeuntersetzung von 2,66einzulegen. Gleichzeitig werden dabei diespeziellen Gelnde-Kennfelder der Fah-rerassistenten aktiviert.

    Wie das Zentraldifferential wird auchdas Hinterachsdifferential mit optionalerSperre zur fahrdynamischen Verbesserungdes Fahrzeugverhaltens auf der Strae ne-ben der Traktionserhhung im Gelndeein-satz genutzt.

    5 Fahrwerk

    Die Vorderachse ist als Doppelquerlenker-achse mit Aluminiumlenker oben und Drei-eckslenker unten ausgefhrt. Signifikantist der groe Abstand zwischen oberer undunterer Lenkerebene. Die Hinterachse ist ei-ne Doppelquerlenkerachse mit geschmie-deten Aluminiumlenkern oben und Drei-eckslenkern aus Stahl unten. Um die be-kannten Vorteile von Mehrlenkerachsenumzusetzen, wurden bei der Hinterachsedie Doppelquerlenker in einer aufgelstenBauform realisiert. Die gewhlte Konstruk-tion erlaubt groe Federwege und einegute Verschrnkung der Achsen im Geln-de, Bild 8.

    4.1 Die Motoren

    Bild 5: Schwenkfhigkeit des V10 TDI-MotorsFigure 5: Swivel range of the V10 TDI engine

    4.2 Das Sechsstufen-Automatikgetriebe

    Bild 6: Das Sechsstufen-Automatikgetriebe Figure 6: Six-speed automatic transmission

    Bild 7: Zentraldiffe-rential mit Reduk-tionsstufeFigure 7: Centraldifferential withreduction stage

    4.3 Verteilergetriebe mit Reduktionsstufe

  • TITELTHEMA VW Touareg

    1054 ATZ 12/2002 Jahrgang 104

    und reagiert sensibel auf kleinste Fahrbah-nunebenheiten. Je nach Geschwindigkeitund Fahrzustand wird die Dmpfung allervier Dmpfer individuell angepasst und zu-gleich die Wank- und Nickneigung desFahrzeugs minimiert. Aufgrund der Rege-lung gegen Wanken und Nicken wird dasSystem auch Skyhook-Regelung genannt.

    5 Fahrwerk

    Bild 8: VerschrnkungFigure 8: Wheel articulation

    6 Gelndeeinsatz

    Bild 9: Die Off-Road-EigenschaftenFigure 9: The Off-road performance

    geregelt werden. Ein gro dimensionierterKompressor und zwei Druckspeicher sor-gen dabei fr besonders schnelles Rege-lungsverhalten.

    Verbunden mit der Luftfeder ist diestufenlose Dmpferregelung CDC (Conti-nuous-Damping-Control). Eine Sensorikmisst die Aufbau- und Radbeschleunigung

    Das Basismodell des Touaregs erhlt dieStahlfederung, optional kann aber eineLuftfederung bestellt werden. Mit dieserkann die Bodenfreiheit manuell oder ge-schwindigkeits-abhngig eingestellt undreguliert werden (Serie beim V10 TDI). Mitdieser kann die Bodenfreiheit manuell odergescheindigkeitsabhngig eingestellt und

  • 1055ATZ 12/2002 Jahrgang 104

    5.1 Der 4XMOTION-Allradantrieb4XMOTION ist der Begriff fr das intelli-gente Zusammenspiel zwischen den elek-tronisch geregelten mechanischen Sperrendes Antriebsstrange...

Recommended

View more >