Funktion einer steuerbaren Differentialsperre

[BrunoI CO]

Aktuell beschäftige ich mich gerade damit zu verstehen was ein steuerbares Sperrdifferential im Auto wann tut und würde gerne Euer Wissen hier anzapfen wollen. Bei mir geht es zwar speziell um das eDiff von Ferrari aber die grundsätzliche Funktion sollte ja überall gleich sein daher das Thema unter Verschiedenes.

Ich schreibe mal was ich mir zusammengereimt / gelesen habe. Korrigiert mich bitte wo ich falsch liege.

 

Das Lamellenpaket vom Diff wird ist bei einem steuerbaren Sperrdifferential ja mehr oder weniger zusammengedrückt, je nach anliegenden Hydraulikdruck (z.B. eDiff Ferrari). 

 

Kein Druck = Sperre komplett offen

Voller Druck = Sperre komplett geschlossen

Druck dazwischen = Sperre mit x%

 

Soweit ist mir das klar. Wenn die Sperre geschlossen ist und ich eine Kurve fahren will muss die Sperre teilweie / voll offen sein damit es nicht mit Verspannung um die Ecke geht, auch klar. Beeinflusst wird die Geschichte von

• Radgeschwindigkeit
• Radgeschwindigkeitsdifferenz
• Lenkwinkel
• Querbeschleunigung
• Drehrate um die Hochachse  usw.

Nun zu meinen Fragen:
Was tut das steuerbare Differential, wenn ich auf trockener Strasse geradeaus fahre?  Sperre komplett offen oder Sperre (voll/teilweise) drin ?

 

Gibt es da eine Regel oder ist das bei jedem Auto anders, hängt das auch von der Fahrzeuggeschwindigkeit ab oder nur von der Differenz der Radgeschwindigkeiten?

 

Was tut eine steuerbare Differentialsperre, wenn man auf den Wintermodus umschaltet und nicht zu schnell (z.B. 50 km/h) geradeaus auf einer trockenen Strasse fährt?

 

Macht die dann komplett zu (Sperre drin) damit möglichst die Kraft gleichmäßig auf die Strasse kommt und es erst spät zu Schlupf kommt oder macht die komplett auf (Sperre draußen) damit es leichter zu Drehzahlunterschieden kommen kann? Eine Änderung zwischen Normal und Wintermodus gibt es definitiv (speziell jetzt bei Ferrari ).

 

Könnte mich da jemand aufklären der sowas im Detail kennt oder mal gelernt hat ? 

 

Vielen Dank,

Bruno

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Hallo BrunoI,

 

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[Andreas. CO]

vor 4 Stunden schrieb BrunoI:

Differenz der Radgeschwindigkeiten ?

Immer offen mit der Mindestsperrwirkung (Rampenwinkel) durch das Lamellenpaket (Unterschied kann Drehmoment oder Drehzahl der Antriebswellen sein) und die Vorspannung.

vor 4 Stunden schrieb BrunoI:

geradeaus auf einer trockenen Strasse fährt ?

Sich langweilen.

vor 4 Stunden schrieb BrunoI:

Normal und Wintermodus gibt es definitiv

Nur die Vorspannung ändert sich, um eine raschere Reaktion zu erwirken.

[BrunoI CO]

Dass sich die Vorspannung im Wintermodus ändert ist klar aber wohin, mehr Vorspannung oder weniger Vorspannung ? 

[Andreas. CO]

Je geringer der (zu erwartende) Grip ist, desto weniger Vorspannung.

[planktom]

logischerweise müsste sie grösser sein,also höhere sperrwirkung da bei winterlichen verhältnissen die gefahr ungleich griffiger fahrban deutlich höher und somit eher ein auf glattem grund stehenbleibendes rad tendentiell eher passiert

und mit teils gesperrtem antrieb verspannt sich der gesamte antriebsstrang.mach mal an einem echten allrad die sperren zu und fahr auf trockener fahrbahn: man merkt wie das ganze auto arbeitet und beim abbiegen haste selbst mit servo ein problem zu lenken

[Andreas. CO]

Bitte nicht Vorspannung, Lamellenpaket & Rampenwinkel vertauschen

 

[Thorsten0815 VIP CO]

Die eigentliche Frage sollte bei einem Ferrari doch sein: "Was macht das eDiff in welcher Stellung des Manettino auf dem Track?" 

Oder ist mir der geplante Einsatzzweck dieser Vorrichtung für Eis und Schnee, sowie schweres Gelände entgangen?  

 

Ich weiss darüber nur so viel: Ohne eDiff kann bei sportlicher Fahrweise das kurveninnere Rad durchdrehen. Bei einem kräftigen Gas Stoss in der Kurve z.B. Dann kann das äussere Rad keine Kraft mehr übertragen. Anders bei z.B. schneller Kurvenfahrt. Hierbei wird das kurveninnere Antriebsrad stark entlastet und kann weniger Drehmoment übertragen. Es limitiert damit auch das Drehmoment des äußeren, stark belasteten Rades, welches noch große Traktionsreserven hat. Das wird mit dem eDiff ausgeglichen/verbessert. Deswegen sperrt das eDiff in der Schalterstellung "Race" mehr als bei "Sport"

[BrunoI CO]

Hallo Thorsten, bei der Frage gings mir deshalb speziell um den Wintermodus da in dem bei manchen 430 der Effekt der hochfrequenten Pumpenaktivierung bei niedrigen Geschwindigkeiten ausbleibt wohingegen er in den anderen Modi auftritt. Bei dem Auto (nicht von mir) an dem das auftritt wurde über Druckspeicher, Pumpe, Ventile schon ziemlich viel von verschiedenen Werkstätten gewechselt ohne dass das Problem gelöst wurde. Deshalb versuche ich zu verstehen ob man da bei einem (elektronisch) verstellbaren Diff das komplett aufmacht oder komplett zu. Wenn man eine Kurve fährt wird es sich ändern das ist klar aber mir geht es um den Fall geradeausfahren mit niederiger Geschwindigkeit. 

Werde mich nächste Woche mal mit Datenaufzeichnung auf Testfahrt begeben dann sehen wir wie das Diff in den verschiedenen Schalterstellungen angesteuert wird.

Hatte gehofft dass es hier unabhängig vom Fahrzeug bei aktiv angesteuerten Diffs eine allgemeine Regel gibt welche Strategie im Winterbetrieb gefahren wird.

 

[Thorsten0815 VIP CO]

Also das "Problem" ist das Ausbleiben von

vor 25 Minuten schrieb BrunoI:

hochfrequenten Pumpenaktivierung bei niedrigen Geschwindigkeiten

im 

vor 25 Minuten schrieb BrunoI:

Wintermodus

? Hab ich das richtig verstanden?

 

Und deshalb

vor 27 Minuten schrieb BrunoI:

Bei dem Auto (nicht von mir) an dem das auftritt wurde über Druckspeicher, Pumpe, Ventile schon ziemlich viel von verschiedenen Werkstätten gewechselt ohne dass das Problem gelöst wurde.

Und was funktioniert nun nicht wie gewünscht? 

In meinem F430 lief die Pumpe wenn im Druckspeicher zu wenig Druck war und schaltete ab wenn der Druck stimmte. Je nach Fahrweise lief sie mal mehr, mal weniger.

[BrunoI CO]

Das Problem ist dass während der Fahrt ca. alle 10-12 Sekunden die Pumpe anspringt, die Pumpe, eDiff Ventil und Druckspeicher aber schon neu sind. Wenn der Kollege aber auf Winterbetrieb schaltet dann verhält sich die Pumpe normal, also ziemlich lange Pausen zwischen den Ansteuerungen. Daher die Vermutung dass das Problem in der eDiff Ansteuerung liegt und dort zuviel vom Druck verbraucht wird.

Wenn dem so wäre dann ist halt die Frage ist in dem Zustand in dem der Fehler nicht sichtbar ist das eDiff Ventil komplett auf oder komplett zu entsprechend Diff gesperrt oder Diff offen.

 

Meine wilden Theorien dazu wären dann:

Wenn Ventil komplett zu dann wird im Normalbetrieb das Ventil durch irgend ein Signal zu viel angesteuert in Richtung ständiger Druckauf/Druckabbau oder das System hat eine Leckage so dass der vorgegebene Druck nicht gehalten werden kann und das Ventil ständig wieder zum Nachliefern öffnen muss. Das gilt es dann zu finden.

Wenn hingegen das Ventil im Winterbetrieb komplett auf wäre Richtung Druckaufbau am Diff dann kann die Leckage ja nicht im Diff liegen sonst müsste hier der Druck ja auch abfallen mit ständigem Nachpumpen.

 

Das Problem wie oben beschrieben ist so nicht an meinem Auto (aber so ähnlich, da ist aber auch der Speicher hinüber und wird gewechselt), ich möchte halt das System und die auftretenden Fehler verstehen. 

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[Thorsten0815 VIP CO]

Schon mal @Belli angefragt?

[BrunoI CO]

Wegen speziell dem Thema noch nicht da es sich um das Auto von jemand anderem handelt der noch dazu nicht in Europa unterwegs ist. Will ihn nicht unbedingt mit Sachen belästigen bzw. seine Zeit stehlen wo er dann nicht mal was dran verdienen kann.

Wegen meinem Problem bin ich aber in Kontakt mit ihm.

[Andreas. CO]

Eine Differentialsperre sperrt immer, d.h. diese ist nie "komplett auf" (0% Sperrwirkung) oder auch nie "komplett zu" (100% Sperrwirkung), weil das mechanische Bauteil (Differentialsperre) mit dem Lamellenpaket (Kupplung innerhalb des Bauteiles) und dem Rampenwinkel immer einen Schlupf zulässt. Durch die eDiff-Steuerung wird allerdings per einseitigem/wechselseitigem Bremseingriff (Regelung per ABS) die Sperrwirkung beeinflusst und zudem kommt beim eDiff noch die Steuerung des Motorsteuergerätes hinzu. Vielmehr werden beim Winterbetrieb die Zündwinkel früher zurückgenommen und die ABS-Regelung greift etwas später ein, um den Schlupf zuzulassen.

 

Ausnahmen sind die von @planktom benannten Allradsysteme, welche auf maximale Traktion auf schlechtem Untergrund eingestellt sind, somit auch wesentlich robustere Differentiale/Sperrdifferentiale verbaut haben. Beim Sportwagen geht es "nur" um bestmöglichen Vortrieb bei der positiven und negativen Beschleunigung, hier wird viel mehr mit der Vorspannung durch eDiff gearbeitet. Ein Geländewagen/Rallyefahrzeug sperrt auch beim rückwärts fahren (geschlossenes System), ein Sportwagen nicht (halboffenes System). Mit dem eDiff wird eben der Kompromiss geschafft, schnellen Slalom/Lastwechsel positiv zu unterstützen, als auch beim reinen Geradeaus fahren noch Traktion zu liefern durch Lastverteilung beider Antriebsräder.

Geschlossene Systeme sind darauf ausgelegt, permanent mit Schlupf zu arbeiten, beim Sportwagen reicht der mechanische und aerodynamische Grip meistens aus und das Sperrdiff unterstützt die Arbeit des Lamellenpaketes und der Rampenwinkel nur durch selektiven Bremseingriff als Vorspannung, eben i.V.m. mit dem Eingriff in die Motorsteuerung für das Drehmoment am Eingang des Differentials (Kardanwelle) und der Wirkung (Raddrehmoment) und der errechneten Unterschiede beider Antriebsräder (ABS).

vor 23 Stunden schrieb BrunoI:

der Effekt der hochfrequenten Pumpenaktivierung bei niedrigen Geschwindigkeiten ausbleibt wohingegen er in den anderen Modi auftritt

Ist logisch, weil so beabsichtigt. Winter lässt längere Zeit einen gewissen Schlupf zu, geringeres Intervall der Sensorabfragen zur Berechnung der ABS- und Motoransteuerung. Je höher der zu erwartende Grip ist, z.B. trockener Asphalt, desto weniger ist von Schlupf auszugehen und wenn es passiert, muss sofort das eDiff regeln, deshalb höhere Intervalle bei der Ansteuerung. Wird der Schlupf zu groß (Raddrehmoment an der Achswelle unterscheidet sich zwischen beiden Rädern um Wert X) wird sofort geregelt, deshalb funktioniert es sogar bei Nässe und im Winter hervorragend für einen Hecktriebler.

 

Wäre das Intervall oder der Schwellenwert bei trockener Strasse/sehr gutem Grip niedriger als im Winter, fliegst man aus der Kurve und das Diff regelt erst, wenn der Wagen schon kreiselt - viel zu spät. Also wird hier häufiger und geschwindigkeitsabhängig berechnet. "CST off" bedeutet, die ABS Regelung und das Sperrdiff funktionieren auf niedrigstem Intervall (begrenzt durch die Sensoren und die Rechenleistung der CPU) und die Traktionskontrolle durch die Anpassung der Motorsteuerung wird ausgeschalten - zum driften super, zum sicheren Lastwechsel eher ungeeignet.

 

Ich hoffe, das erklärt ein bisschen das Verhalten?  Falls ich mich irren sollte, hatte ich eben in der Vergangenheit alles falsch gemacht bei der Abstimmung für den Trackeinsatz und deshalb nie erfolgreich bei Meisterschaften teilgenommen

 

 

[BrunoI CO]

Hallo Andreas, vielen Dank für die Erklärung . Was Du am Anfang beschreibst ist die EDS (elektronische Differentialsperre) was über den Bremseneingriff funktioniert im Zusammenspiel mit einem mechanischen Diff.

Beim eDiff von Ferrari ist im Differential jedoch eine Kupplung die hydraulisch von außen mit variablen Druck angesteuert wird und meiner Meinung nach die Geschichte mit der Rampe ersetzt da das eDiff Steuergerät (ist ein extra Teil und nicht mit dem ABS Steuergerät identisch) die Kupplung voll dynamisch ansteuern kann. Daher bin ich mir nicht sicher ob es in dem Fall nicht doch ein „Diff voll offen“ bzw. „Diff voll geschlossen“ gibt. Hydraulisch sollte das ja gehen.

Insofern war mein Titel vom Thread wohl etwas irreführend da ich nicht daran gedacht habe das es ja EDS auch gibt aber nicht im 430.

[Andreas. CO]

d.h. beim eDiff gibt es nur das Lamellenpaket und keine „Ritzel“, welche sperren? Würde mich wirklich wundern, wie oft muss das „Kupplungspaket“ dann gewechselt werden? 

[BrunoI CO]

Ich hab leider noch keins der eDiffs von innen gesehen. Im Netz sind auch keine Bilder zu sehen. Das Schnittbild im Werkstatthandbuch zeigt die ziemlich große eDiff Kupplung im Gehäuse hinter dem Tellerrad. Dass schon mal das Kupplungspaket bei jemand gewechselt wurde habe ich noch nirgends gelesen.

[Belli]

So sieht das Differential beim Ferrari F430 von innen aus... und wie Andreas. dies alles schon richtig beschrieben hat... (dem ist nichts hinzuzufügen...)

Wenn EDiff Ventil offen, dann springt auch die Pumpe oft an, da das System immer unter Druck steht im Betrieb. Vorlauf zum hydraulischen EDiff Ventil liegt vor dem Drucksensor an der F1 Power Unit und wird mit dem Drucksensor am EDiff abgeglichen.

Solang keine EDiff Fehlermeldungen oder "SlowDown" (gelb) kommt ist alles bestens. Bei den älteren Versionen (die mit der alten Pumpe) waren eben diese Pumpen des öfteren damit überfordert. Probleme gibts mit sich (innen) langsam auflösenden Druckschläuchen, altersschwachen Druckspeichern, verklebten Lamellen (altes Getriebeöl), zu fest angezogenen EDiff Ventilen usw.

 

                    

[Thorsten0815 VIP CO]

Vielen Dank für die Erklärung und die Bilder.

Es ist sehr interessant das mal von innen sehen zu dürfen! 

[Andreas. CO]

Sehr geile Bilder, danke dafür @Belli!

[BrunoI CO]

Vielen Dank an alle Schreiber für die Erklärungen, speziell auch an @Andreas. und @Belli für die Details und die Bilder.

 

[Spicehawk]

Hallo Jungs, coole Bilder vom Diff.

Fahre ein 430 mit Antriebswellenspiel,

kann ich das am Diff einstellen ?

Gruss Peter

[DeltaHF]

Respekt was modere Technik  so alles kann. 

Selbstsperrendes Differential mit Elektronik wie im Düsenjäger und niemand - vor allem nicht der Fahrer - weis wann wieviel gesperrt wir und wie sich das auf das Fahrverhalten aus wirkt. Von elektronischen und mechanischen Problemen wollen wir da noch gar nicht reden🤡

 

Die gleiche Arbeit macht mein selbstsperrendes Torsendiff. im Intergrale seit Jahrzehnten ohne Elektronik, Pumpe, Druckspeicher etc. hervorragend und ohne Probleme. Einzige Wartungsanforderung: gelegentlich Ölwechseln😁

Passend dazu der alte Mechanikerspruch: "Was man mechanisch machen kann, das fange nicht elektrisch an" 🤡🤡

[jo.e CO]

Ich finde das Thema übrigens extrem spannend und würde das im Prinzip auch gerne wieder aufleben lassen. Allerdings hoffe ich nicht, dass ich hier nur Selbstgespräche führe.  Es gibt ja mittlerweile recht viele 430er mit E-Diff-Problemen. Ich selbst habe das Problem leider mit eingekauft, wie ich aus Gesprächen mit dem Vorbesitzer entnehmen konnte. Ich hatte zuerst sehr sporadisch immer wieder den E-Diff Fehler und das Auto fährt dann nur noch im Wet-Mode. Wir haben mittlerweile so ziemlich alles durch. Schläuche sind in Ordnung. F1-Öl mehrfach getauscht und gespült. Sensor getauscht, Magnetventil 3x getauscht (was es ja oft ist). Der Fehler kam aber immer öfter und schnell und ging dann auch gar nicht mehr weg. Sobald ich wenige Meter gefahren bin war der Fehler wieder da. @Belli hatte auch schon einmal ein Auto, bei dem haben sie alles getauscht und am Ende haben sie es einfach stillgelegt mit dem Zusatzsteuergerät von Scuding Swiss. Das habe ich seit längerer Zeit auch gemacht, dass ich wenigstens wieder ganz normal fahren kann in allen Modi. Dann eben mit offenem Diff, welches laut Stef von Scuding Swiss auf der Straße durch Reibungen etc. ca. 10% Sperrwirkung hat, vielleicht etwas weniger. Da ich wie im Kartsport immer sehr rund fahre und nie durchdrehende Räder will, habe ich bisher keinerlei Auswirkungen gemerkt. Das habe ich schon bei sehr sportlicher Fahrweise am Namlospass und Hahntennjoch getestet. Somit bin ich eigentlich fein damit. In einer ruhigen Minute, die es leider nicht so viele gibt, denke ich aber doch wieder darüber nach den Fehler zu finden. Es könnte das Diff selber sein, was auch die Meinung von Stef ist. Er spricht von internen Druckverlusten. Der Fehler ist ja auch immer "Druckabweichung zu hoch". Also werde ich noch einmal genau darüber nachdenken ob und wie sich der Fehler lösen lässt, ohne das Diff auszubauen. Ein neues E-Diff kostet ca. 12.000 € netto. Das kommt für mich gar nicht in Frage, denn mit stilllegen bin ich ja auch zufrieden. Ich bin schon auf die dumme Idee gekommen ob nicht das mechanische Diff vom 430 Challenge passen könnte. Hier ist die Frage ob das eben passt oder was geändert werden müsste und welche Übersetzung das hat usw. Das Diff vom Challenge kostet wohl ca. 5.500 € netto. Wenn das passt, wäre das eine Alternative. Für einen Test aber teuer.  

 

Vielleicht findet man hier ja einige Erfahrungswerte oder Ideen. Ich denke das Thema wird in Zukunft immer mehr werden. 

[BrunoI CO]

Ja das E-Diff Thema ist wirklich spannend. Hab mich "damals" mehr als 1 Jahr damit im Detail beschäftigt um das Problem zu lösen.

[michael308 CO]

vor 1 Stunde schrieb BrunoI:

Ja das E-Diff Thema ist wirklich spannend. Hab mich "damals" mehr als 1 Jahr damit im Detail beschäftigt um das Problem zu lösen.

Schön von dir zu lesen, lieber Bruno🤗