Ein interaktives, mechanisch verbundenes Lehrmodell von Fahrgestell und zuschaltbarem Allradantriebsstrang eines viertürigen Geländewagens, nach veröffentlichten Spezifikationen gebaut. Es ist kein Werks-CAD-Modell, kein Werkstatthandbuch und keine Fahrdynamiksimulation.
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Wählen Sie 01 Offenes Differenzial. Der linke Abtrieb wird auf null gehalten, und der rechte dreht doppelt so schnell wie der Korb. Wählen Sie dann 02 Sperren & Geländegang: Die Sperren greifen, beide Abtriebe laufen gleich schnell, und der Abtrieb des Verteilergetriebes sinkt auf ein Viertel der Eingangsdrehzahl.
Wählen Sie 03 Achsverschränkung und beobachten Sie, wie sich jede Starrachse mit ihren Längslenkern, dem Panhardstab, den Schraubenfedern, den Dämpfern und der Kardanwelle bewegt; schalten Sie den vorderen Stabilisator um. Wählen Sie dann 04 Lenkgestänge, drehen Sie das Lenkrad und verfolgen Sie Lenksäule, Lenkgetriebe, Lenkstockhebel, Lenkschubstange, Achsschenkel und Spurstange.
Referenzkonfiguration
Viertüriges Referenzfahrzeug, Modelljahr 2023, Linkslenker, 3,6-Liter-V6 mit Sechsgang-Schaltgetriebe, ein zuschaltbares zweistufiges Verteilergetriebe (nicht die optionale permanente Ausführung), Starrachsen vorn und hinten mit zuschaltbaren elektrischen Differenzialsperren und Achsübersetzung 4,10:1 sowie All-Terrain-Reifen in LT285/70R17C auf Rädern im Format 17 × 7,5. Direkt übernommene veröffentlichte Werte: 3.008 mm Radstand, 1.636 mm Spurweite, Geländeuntersetzung 4,0:1, Lenkgesamtübersetzung 15,6:1 mit 3,2 Lenkradumdrehungen von Anschlag zu Anschlag, innenbelüftete Bremsscheiben vorn mit 330 × 28 mm und massive Scheiben hinten mit 342 × 14 mm.
Die Oberflächen folgen dem Fahrzeug: schwarzer Stahl an Rahmen und Fahrwerk, seidenmatt schwarze Achsgehäuse mit blanken Achsschenkeln aus Gusseisen, ein blankes Aluminium-Verteilergetriebe, rote Einrohr-Dämpferkörper unter schwarzen Schutzhülsen, glanzgedrehte Räder mit schwarz lackierten Vertiefungen und rote Abschlepphaken. Karosserie, Innenausstattung, Abgasanlage und Verkabelung sind weggelassen.
Umgesetzte mechanische Zusammenhänge
Das Eingangszahnrad treibt das Sonnenrad eines Planetensatzes an, dessen Hohlrad im Gehäuse festgehalten wird. Im Straßengang verbindet die Bereichsmuffe die Hauptwelle mit dem Eingangszahnrad (1:1); im Geländegang koppelt sie die Hauptwelle an den Planetenträger, der mit einem Viertel der Eingangsdrehzahl dreht. In 4H und 4L verbindet die Modusmuffe das Antriebskettenrad mit der Hauptwelle, und eine Zahnkette treibt den tiefer liegenden, fahrerseitigen vorderen Abtrieb mit derselben Drehzahl an. Es gibt kein Mittendifferenzial: Die beiden Kardanwellen sind starr miteinander gekoppelt.
Jede Kardanwelle dreht ein hypoidverzahntes Antriebskegelrad (Ritzel), und das Tellerrad am Differenzialkorb dreht mit der Ritzeldrehzahl geteilt durch 4,1. Vorn sitzt ein High-Pinion-Radsatz mit Reverse-Cut-Verzahnung, dessen Tellerrad auf der Beifahrerseite des Ritzels liegt; hinten ein Standardradsatz mit dem Tellerrad auf der Fahrerseite, sodass Kardanwellen, die in Motordrehrichtung laufen, beide Achsen vorwärts antreiben. Für ein offenes Differenzial gilt ωL + ωR = 2ωcase; eine Sperre verbindet ein Achswellenkegelrad formschlüssig mit dem Korb, also gilt ωL = ωR = ωcase.
Beim Referenzfahrzeug des Modelljahrs 2023 mit zuschaltbarem Verteilergetriebe öffnet eine Vorderachsabkopplung am beifahrerseitigen Achsrohr in 2H, damit vorderes Differenzial und vordere Kardanwelle stillstehen können, und schließt in 4H und 4L. Der Prüfstand hat keine Fahrbahn, daher treibt nichts die Vorderachse von den Rädern her an.
Zähnezahlen und Zahneingriff
Der Achsantrieb 4,10:1 ist 41/10: eine gelistete Paarung für die Hinterachse und vorn der einzige Radsatz mit ganzzahligen Zähnezahlen und zehnzähnigem Ritzel. Achswellen- und Ausgleichskegelräder (16/10, zwei Ausgleichskegelräder) und der Planetensatz (Sonnenrad 24, Hohlrad 72, vier Planetenräder mit je 24 Zähnen) sind Rekonstruktionen, weil ihre Zähnezahlen nicht veröffentlicht sind; ein einfacher Planetensatz ergibt jedoch nur mit Hohlrad = 3 × Sonnenrad und Planetenrad = Sonnenrad genau 4,0:1. Gleich große Kettenräder (37 Zähne, modelliert) sind das, was 1:1 erfordert.
Jedes Zahnrad ist so in Phase gebracht, dass am Wälzpunkt Zähne in Zahnlücken stehen, und jeder Winkel auf dem Bildschirm folgt exakt aus dem Zähnezahlverhältnis zu seinem treibenden Rad, sodass die Eingriffe nie auseinanderlaufen. Ausgleichs- und Planetensatz erfüllen ihre Montagebedingungen, und Flankenlinien und Normalteilung von Tellerrad und Ritzel stimmen im mittleren Berührpunkt überein; beim Erzeugen des Modells wird all das geprüft.
Gerad- und Schrägverzahnungen sind Evolventenverzahnungen, Kegelradzähne nutzen die Rückenkegel-Näherung nach Tredgold. Hypoidzähne sind Spiralkegelrad-Formen, die im Hypoidversatz platziert sind, nicht die konjugierten Flächen, die eine Verzahnungsmaschine erzeugen würde. Schneckensteigung und Segmentradius des Kugelumlauf-Lenkgetriebes geben mit dem modellierten Gestänge die veröffentlichte Gesamtübersetzung wieder.
Grenzen der Genauigkeit
Kinematisch, nicht physikalisch: Wellendrehzahlen werden als Zwangsbedingungen vorgegeben, nicht durch Zahnkontakt erzeugt. Es gibt keine Dynamik von Drehmoment, Traktion, Reifen, Nachgiebigkeit, Zahnflankenspiel, Öl oder Synchronisierung; die Kreuzgelenke winkeln ab, ohne ihre Drehungleichförmigkeit zu erzeugen; und der Regler für die Drehzahldifferenz links/rechts gibt Abtriebsdrehzahlen vor, keine Reibung.
Rekonstruiert: die Anlenkpunkte von Fahrwerk, Lenkung und Rahmen, die Gehäusegussteile, Anordnung und Versätze im Verteilergetriebe, der Hypoidversatz sowie die Hüllkörper von Motor und Getriebe. Die Fünflenkerachsen werden aus starren Lenkerlängen mit geringer Lagernachgiebigkeit berechnet, deren Residuum angezeigt wird, und die Achsschenkel lenken um senkrechte Achsen.
Prüfstandsregeln: Sperren greifen nur in 4L, hinten vor vorn; der Stabilisator lässt sich nur in 4L entkoppeln; der gekoppelte Stabilisator begrenzt die vorgegebene Verschränkung vorn. Das sind Lehrregeln, keine Fahranleitung, und die Regeln des Herstellers unterscheiden sich je nach Modelljahr und Ausstattung.
Bedienung
Wählen Sie die 3D-Ansicht aus, um Tasten zu verwenden: Leertaste startet oder pausiert, R kehrt zum Fahrgestell zurück, 1–6 wählen Ansichten, Pfeiltasten drehen, + und − zoomen, Esc gibt die Ansicht frei. Ziehen zum Drehen, Rechtsklick+Ziehen oder Umschalt+Ziehen zum Verschieben; zum Zoomen zwei Finger zusammenziehen oder Strg/⌘ + Mausrad verwenden.
„Prüfstandszustand exportieren“ speichert Einstellungen, Drehzahlen und Schließresiduen als JSON; die Bildschaltfläche speichert die 3D-Ansicht als PNG.
Herangezogene Primärquellen
Hersteller — Fahrzeugspezifikationen 2023: Radstand, Spurweite, Reifen, Geländeuntersetzung 4,0:1 des Verteilergetriebes, Achsen und Sperren, Lenkübersetzung, Bremsen und Stoßdämpfer.
Hersteller — Übersicht der Geländefähigkeiten: Verteilergetriebe, zuschaltbare Sperren und die elektronische Stabilisatorentkopplung.
Achszulieferer — Kegel- und Tellerradsätze: Radsätze der Vorder- und Hinterachse.
Quellen geprüft am 22. September 2026. Unabhängiges Bildungsexponat; mit keinem Fahrzeughersteller oder Zulieferer verbunden.
