Frontantrieb, Heckantrieb, Allradantrieb
Alle Vorteile und Nachteile
▶ Ein Antrieb ist ein technisches Hilfsmittel zur Bewegungserzeugung aus Kraft
▶ Frontantrieb ist leichter und technisch einfacher, besonders für kleine Fahrzeuge
▶ Heckantrieb bietet eine bessere Fahrdynamik und ist üblicher in Oberklassefahrzeugen und Sportwagen
▶ Allradantrieb bietet ausgeglichene Kraftverteilung und verbesserte Traktion, besonders wichtig für Gelände- und SUV-Fahrzeuge
▶ Elektrischer Allradantrieb ermöglicht feinere Drehmomentsteuerung und schnellere Reaktionen
04.04.2024 | Irgendwie muss sie auf die Straße, die Kraft des Motors. Bei einem Auto stehen zwei Achsen zur Wahl. Die Ur-Konfiguration war der Heckantrieb – später folgten Front- und Allradantriebe; der E-Antrieb mischt die Karten neu. Doch welche Antriebe haben welche Vor- und Nachteile? Und welcher ist für welches Einsatzgebiet der richtige? Die Details erfährst Du in unserem Ratgeber.
Carl Benz grübelt
Schon Carl Benz stand Ende des 19. Jahrhunderts vor der Frage, die sich jedem Autokäufer stellt: Wie bzw. wo soll mein Auto angetrieben werden?
Carl Benz entschied 1886 bei seinem dreirädrigen “Fahrzeug mit Gasmotorenbetrieb”, dem “Patent-Motorwagen Nummer 1”: der Viertaktmotor, das Getriebe und die Kurbelwelle sollen über der Hinterachse liegen und auch diese antreiben. Damit war der Heckantrieb geboren. Bald aber schwenkten die Fahrzeugbauer auf eine andere Art des Hinterradantriebs um: Motor und Getriebe wanderten von hinten vor den Fahrer.
Mit Motor, Getriebe und Antriebswelle sind die wichtigsten Komponenten eines Antriebs genannt. Welche fehlen noch und welche Aufgaben bzw. Teile hat ein Antrieb?
Was ist ein Antrieb?
Allgemein gesprochen ist ein Antrieb ein technisches Hilfsmittel, um aus einer Kraft Bewegung zu erzeugen. Bezeichnet werden mit dem Begriff: die Kraftmaschine selbst – der Motor – sowie alle technischen Bestandteile, die die erzeugte Kraft in Bewegung umsetzen. Beim Auto treibt der Motor eine oder zwei Achsen an, d.h. zwei oder alle vier Räder: es handelt sich demnach um einen Radantrieb.
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Unterschieden werden die Antriebe einerseits mit Blick auf den Motor, so entstehen der Elektroantrieb, der Hybridantrieb oder der Verbrenner-Antrieb.
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Andererseits dienen die Antriebsachsen und die Position des Antriebsstrangs als Merkmale: Beispiele sind der Frontantrieb, der Heckantrieb, der Hinterradantrieb, der Allradantrieb, der Mittelmotorantrieb etc.
Antriebsstrang
Der Antriebsstrang eines Fahrzeugs umfasst alle Bauteile, die die für den Antrieb erforderliche Leistung erzeugen, sie in Bewegung umwandeln und auf die Fahrbahn übertragen. Bei Verbrennungsmotoren sind das im Wesentlichen:
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der Motor und sein Schwungrad
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die Kupplung und das Getriebe zur Übersetzung
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die Antriebswellen (Kurbel- und Gelenkwelle) sowie das Differential zur Kraftübertragung.
Das Differential hat als Ausgleichsgetriebe die Aufgabe, unterschiedliche Drehzahlen auszugleichen. Als Achsgetriebe gleicht es die verschiedenen Umdrehungsgeschwindigkeiten der beiden Räder einer Achse beim Durchfahren einer Kurve aus. Als Mitten- bzw. Zentraldifferential muss es das Drehmoment zwischen den Achsen eines Allradantriebs austarieren.
Bei batterieelektrischen Antrieben sind viele der genannten mechanischen Antriebskomponenten überflüssig, z.B. das Schaltgetriebe, die Kardanwelle und aufwendige Kupplungen. Das verringert nicht nur den Wartungsaufwand, sondern vereinfacht auch die technische Umsetzung eines Front-, Heck- und vor allem Allradantriebs.
Frontantrieb
Die Patentlösung für kleine, quer eingebaute Motoren?
Bei einem Hinterradantrieb liegt der Motor nicht zwangsläufig im Heck. Meist wird er an der Front positioniert; der Heck- und Mittelmotorantrieb sind aber durchaus gängige Varianten. Beim Vorderradantrieb ist das anders. Bei ihm vertrauen die Hersteller praktisch ausschließlich auf die Frontantriebs-Konfiguration.
Was ist ein Frontantrieb?
▶ Frontantrieb heißt kurz und knapp: Es werden die Vorderräder angetrieben – und der Antriebsstrang, namentlich der Motor und das Getriebe, sitzt ebenfalls an oder über der Vorderachse.
Der Frontantrieb ist bei Pkws heute die häufigste Antriebsart; Kleinst-, Klein- und Kompaktwagen werden – bis auf wenige Ausnahmen – ausschließlich über die Front angetrieben.
Der Grund ist einfach: Wird der Motor vorne eingebaut, ist der Frontantrieb die leichteste und technisch einfachste Antriebslösung: vor allem für kleine, quer eingebaute Verbrennungsmotoren, die im A- bis C-Segment dominieren. Drei- und Vierzylinder mit einem Hubraum bis ca. 2,5 Liter sind klein genug, um vorne im Motorraum quer Platz zu finden. Damit wird der Raum zwischen den Radkästen ideal ausgenutzt – der Vorderwagen kann entsprechend kurz ausfallen: so bleibt mehr Platz für die Fahrgastzelle.
Technisch ist diese Herausforderung auch einfacher zu lösen: da bei einem quer eingebauten Motor die Kurbelwelle und der Achsantrieb parallel verlaufen. Es bedarf zur Kraftübertragung keines komplizierten Winkelgetriebes; für einen Hinterradantrieb wäre außerdem eine Kardanwelle samt zentralem Kardantunnel nötig. Beide Komponenten nehmen Platz weg und erhöhen das Gewicht.
Vorteile des Frontantriebs
Der geringere Platzbedarf, die geringere Zahl der Bauteile und das geringere Gewicht sind die wesentlichen Vorteile des Frontantriebs.
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Die Produktionskosten reduzieren sich um rund ein Sechstel
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Innen bleibt mehr Platz für Fahrer und Passagiere
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Das geringere Gewicht senkt den Spritverbrauch
Die günstige Gewichtsverteilung ist vielfach ebenfalls ein Plus. Der Großteil des Gewichts liegt auf der angetriebenen Achse. Das verbessert die Traktion auf glattem Untergrund, etwa auf einer Schneefahrbahn. Hier erweist sich auch die Position des Antriebs als Vorteil: das Auto wird gezogen, nicht geschoben.
Auf trockener Fahrbahn hat der Frontantrieb gleichfalls positive Aspekte. Das Fahrverhalten des Autos ist mit ihm gutmütiger, berechenbarer. Das hohe Gewicht auf der Vorderachse verringert zudem die Anfälligkeit für starken Seitenwind.
Nachteile des Frontantriebs
Neben den vielen Vor- hat der Frontantrieb auch so manch negative Auswirkung: auf das Fahrverhalten wie die Traktion.
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Quer eingebaute Motoren mit Frontantrieb haben nicht die Laufruhe eines Längsmotor mit Hinterradantrieb. Außerdem sind sie weniger wendig, da der Lenkeinschlag geringer ist – das vergrößert den Wendekreis.
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Bei einem Lastwechsel des Motors wird die Hinterachse leicht und weniger stabil. Das führt auch dazu, dass die Hinterräder beim Bremsen tendenziell leichter blockieren als bei Hinterradantrieben.
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Das Ziehen von Anhängern und große Zuladungen ist ebenfalls keine Stärke des Frontantriebs.
Die meisten dieser Nachteile sind heute aber stark abgeschwächt oder kaum noch relevant: dank großer Fortschritte bei der Fahrwerksabstimmungen und elektronischer Behelfssysteme (ABS, EPS, etc.).
Gibt es bestimmte Fahrzeuge, die immer einen Frontantrieb haben?
Die Modelle der unteren Fahrzeugklassen, vom A- bis ins C-Segment, werden heutzutage nahezu ausschließlich mit Frontantrieb ausgeliefert. Wenige Ausnahmen bestätigen diese Regel.
Renault verbaut im Twingo sowohl die Verbrenner wie den E-Antrieb im Heck. Einige Klein- und Kompaktwagen sind auf Wunsch zudem mit Allradantrieb unterwegs, z.B. der 1er BMW, die Mercedes A-Klasse, der Suzuki Ignis und der Toyota Yaris Cross.
Heckantrieb
Ein Garant für Fahrdynamik
Für die Umgangssprache sind Heck- und Hinterradantrieb dasselbe. In der Antriebstechnik wird genauer unterschieden. Hier ist der Heckantrieb ein Spezialfall des Hinterradantriebs, bei dem auch der Motor und das Getriebe im Heck stecken. Diese Konfiguration war bis vor Kurzem äußerst selten; mit dem Elektroantrieb kommt sie aber wieder in Mode.
Meist werden mit Heckantrieb aber die Hinterradantriebs-Varianten bezeichnet. Die gängigste Konfiguration ist die mit Frontmotor und Hinterradantrieb – bis in die die 1970er war sie die dominante Antriebsform. Heute wird sie vor allem in der oberen Mittelklasse, der Oberklasse und in Sportwagen genutzt. Einige Sportwagenhersteller, etwa Porsche und Ferrari, setzt auch einen Mittelmotor ein.
Vorteile des Heckantriebs
▶ Der Heckantrieb im engeren Sinn hat einen Hauptvorzug: den hohen Achslastanteil der Hinterachse, der die Traktion spürbar verbessert. Außerdem entfällt die technisch aufwendige Kardanwelle entfällt – und mit ihr der platzgreifende Kardantunnel.
▶ Der Hinterradantrieb mit Frontmotor ist die erste Wahl bei Modellen mit großen Verbrennungsmotoren: mit sechs oder noch mehr Zylinder. Sie sind zu groß, um vorne quer eingebaut zu werden – damit fallen wesentliche Vorteile des Frontantriebs-Konzeptes weg.
▶ Der höhere technische Aufwand und Preis fallen in den höheren Klassen weniger stark ins Gewicht; sie sind weniger preissensibel.
▶ Deshalb setzen die Hersteller hier nach wie vor auf diese technisch zwar aufwendigere, für die Fahrdynamik und Laufruhe aber idealere Konfiguration. Das beim Hinterachsantrieb mit Frontmotor Lenkung und Antrieb getrennt sind, fehlt der direkte Antriebseinfluss auf die Lenkung: der Motor zieht nicht an ihr - zusammen mit der Hecklastigkeit des Konzepts ein Garant für eine starke Fahrdynamik.
▶ Zum besseren Lenkgefühl gesellt sich der Vorteil des größeren Lenkeinschlags und des kleineren Wendekreises hinzu. Die Bremsleistung an der Hinterachse ist durch die höhere Hinterachslast ebenso besser als beim Frontantrieb.
Nachteile des Heckantriebs
▶ Klassischen Heckantriebe mit Verbrennungsmotoren haben die Schwäche, dass hinten kaum Platz für einen Kofferraum bleibt. Beim elektrischen Antrieb, der ungleich kompakter baut, verschwindet dieser Makel.
▶ Der Hinterradantrieb mit Frontmotor ist technisch hingegen aufwendiger als der Front- und Heckantrieb. Er wiegt deshalb auch mit und braucht mehr Platz. Der Heckantrieb hat dieses Problem nicht, schon gar nicht mit Elektromotoren. Hecklastig bleiben beide Varianten des Hinterradantriebs. Für die Fahrstabilität ist das ein Nachteil – für die Fahrdynamik, bei entsprechenden Lenkkünsten, hingegen ein Plus.
▶ Das leichte Heck hat auch noch einen anderen negativen Effekt: es reduziert den Grip, vor allem auf feuchten oder glatten Straßen. Diesem Nachteil begegnen Sportwagenhersteller, indem sie den Hinterradantrieb mit einem Mittel- oder Heckmotor kombinieren.
Fahrzeuge mit Heckantrieb
Bis in die 1970er war der Heckantrieb bestimmend, heute gibt es aber keine Fahrzeugklasse mehr, in der nur Fahrzeuge mit Heckantrieb angeboten werden.
In der Mittelklasse ist er vereinzelt noch bei BMW und Mercedes zu, ab der oberen Mittelklasse häufiger – wobei hier aufgrund der hohen Motorleistung häufig auch auf einen Allradantrieb gesetzt wird. Gleiches gilt für Sportwagen. Hier kommt der Hinterradantrieb als Heck- oder Mittelmotor-Antrieb zum Einsatz.
Allradantrieb
Die Kraft der vier Räder
Antriebe für alle vier Räder tauchten in Serien-Pkws erstmals in den 1960ern auf. Das erste Modell mit zuschaltbarem Allradantrieb lieferte Subaru in den 1970er aus.
Was ist ein Allradantrieb?
Allradantrieb heißt, dass alle Räder angetrieben werden. Bei Pkws erfolgt der Antrieb also über vier Räder bzw. beide Achsen. Bezeichnet wird der Allrad gerne auch als AWD (“All Wheel Drive”), 4x4, 4WD, All4 etc.
Mit einem Verbrennungsmotor stellt sich bei einem Allradantrieb die Frage, wie das Antriebsmoment auf die Achsen bzw. Räder verteilt werden soll. Es gibt zwei Lösungsansätze für die mechanische Verbindung zwischen den Achsen:
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zuschaltbar, gesteuert per Kupplung
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permanent per Differential
Mercedes kombiniert bei seinem “4Matic”-Allradantrieb diese beiden Technologien; ebenso Jeep “Select- Trac”. Beim permanenten Allradantrieb ist jedenfalls ein Mittendifferenzial erforderlich. Zur besseren Kraftübertragung kann ein Sperrdifferential ergänzt werden: es verteilt bei einem durchdrehenden Rad das Moment auf die anderen Räder.
Vorteile des Allradantriebs
▶ Der große Vorteil des Allradantriebs ist die ausgeglichene Kraftverteilung und damit die gesteigerte Traktion. Dieser Vorzug wird umso wichtiger, je höher die Leistung des Motors ist, und/oder je schwieriger das Gelände, namentlich der Untergrund, wird.
▶ Außerdem fahren sich Autos mit 4WD im Grenzbereich gutmütiger und sind einfacher zu beherrschen. Auch hier gilt je höher die Motorleistung, desto größer der Gewinn.
Nachteile des Allradantriebs
▶ Der Pferdefuß des Allradantriebs ist die aufwendige Technik; sie macht den 4x4-Antrieb auch schwerer als Front- und Heckantriebe. Das höhere Gewicht treibt am Ende auch den Verbrauch nach oben; bei Verbrennungsmotoren grob um rund einen halben Liter.
Elektrischer Allradantrieb
Mit dem Aufkommen von Elektroantrieben verschieben sich die Vor- und Nachteile zugunsten des Allradantriebs (4WD). Ein elektrischer Allradantrieb ist technisch weniger kompliziert, da die mechanische Verbindung zwischen den Achsen nicht mehr benötigt wird. Stattdessen erfolgt die Koordination elektronisch, was es ermöglicht, in Millisekunden auf Änderungen der Traktion zu reagieren und ein noch feineres Drehmoment-Ausgleich zu erreichen.
Die Hersteller setzen oft auf unterschiedliche Elektromotoren an den beiden Achsen. Eine beliebte Kombination ist die Verwendung einer Synchronmaschine an der Hinterachse und einer Asynchronmaschine an der Vorderachse. Dies liegt daran, dass Asynchronmotoren im Vergleich zu Synchronmotoren kostengünstiger sind und auch im stromlosen Zustand frei laufen können.
Typische Fahrzeuge mit Allradantrieb
Bei Geländewagen wie einem Jeep Wrangler, Range Rover oder der Mercedes G-Klasse ist ein Allradantrieb ein Muss; ebenso wie bei Pick-ups wie dem Ford Ranger oder dem Toyota Hilux.
SUVs mit Geländeambitionen können auf einen 4x4-Antrieb ebenso wenig verzichten – unabhängig von der Klasse. Ein Jeep Renegade ist z.B. nur mit Allradantrieb geländetauglich. Viele Sportwagen vertrauen heute ebenfalls auf einen Allradantrieb, da sie so ihre Kraft besser und sicherer auf die Straße bringen.
Jede Antriebsart hat ihre eigenen Vor- und Nachteile. Der Frontantrieb ist die gängigste Option und punktet mit seiner Platzökonomie, seinem geringen Gewicht und seinem sparsamen Verbrauch. Zudem bietet er ein gutmütiges Fahrverhalten, was insbesondere für Fahrerinnen und Fahrer von Fahrzeugen der Mittelklasse attraktiv ist.
In der Mittelklasse hast Du die Wahl zwischen Front- und Heckantrieb, wobei der Hinterradantrieb mit Frontmotor für mehr Fahrdynamik und eine ruhigere Fahrweise bekannt ist. Diese Konfiguration wird oft von Autofahrern bevorzugt, die ein sportlicheres Fahrerlebnis suchen.
Bei SUVs findest Du eine breite Palette an Antriebsvarianten. Ein Allradantrieb ist unverzichtbar, wenn Du Geländefahrten unternehmen möchtest, und wird auch bei leistungsstarken oder elektrischen Modellen bevorzugt. Insbesondere bei elektrischen Fahrzeugen ist die Umsetzung eines Allradantriebs technisch einfacher, jedoch kann dies mit einem höheren Energieverbrauch einhergehen.
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