Wie ein Automatikgetriebe funktioniert

Ein Automatikgetriebe ermöglicht es dem Motor eines Autos, genau wie ein manuelles Getriebe, in einem engen Drehzahlbereich zu arbeiten. Wenn der Motor ein höheres Drehmoment erreicht (Drehmoment ist die Drehkraft des Motors), …

Ein Automatikgetriebe ermöglicht es dem Motor eines Autos, genau wie ein manuelles Getriebe, in einem engen Drehzahlbereich zu arbeiten. Wenn der Motor ein höheres Drehmoment erreicht (Drehmoment ist die Rotationsleistung des Motors), ermöglichen die Zahnräder im Getriebe dem Motor, das von ihm erzeugte Drehmoment voll auszunutzen, während eine angemessene Drehzahl beibehalten wird.

Wie wichtig ist ein Getriebe für die Leistung eines Autos? Ohne Getriebe haben Fahrzeuge nur einen Gang, das Erreichen höherer Geschwindigkeiten dauert ewig und der Motor verschleißt aufgrund der ständig hohen Drehzahlen schnell.

Prinzip des Automatikgetriebes

Das Funktionsprinzip eines Automatikgetriebes basiert auf der Verwendung von Sensoren zur Bestimmung des geeigneten Übersetzungsverhältnisses, das weitgehend von der gewünschten Fahrzeuggeschwindigkeit abhängt. Das Getriebe ist im Glockengehäuse mit dem Motor verbunden, wo ein Drehmomentwandler das Drehmoment des Motors in Antriebskraft umwandelt und diese Leistung in einigen Fällen sogar verstärkt. Der Drehmomentwandler des Getriebes überträgt diese Kraft über das Planetengetriebe und die Kupplungsscheiben auf die Antriebswelle, die es dann den Antriebsrädern des Fahrzeugs ermöglichen, sich zu drehen, um es vorwärts zu treiben, wobei für unterschiedliche Geschwindigkeiten unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse erforderlich sind. Je nach Marke und Modell sind dies heckgetriebene, frontgetriebene und allradgetriebene Fahrzeuge.

Wenn das Fahrzeug nur einen oder zwei Gänge hätte, wäre das Erreichen höherer Geschwindigkeiten ein Problem, da der Motor je nach Gang nur mit einer bestimmten Drehzahl dreht. Das bedeutet niedrigere Drehzahlen für niedrigere Gänge und damit niedrigere Geschwindigkeit. Wenn der höchste Gang der zweite wäre, würde es ewig dauern, bis das Fahrzeug auf eine niedrigere Drehzahl beschleunigt und sich allmählich erhöht, wenn das Fahrzeug an Geschwindigkeit gewinnt. Motorstress wird auch ein Problem, wenn er längere Zeit mit höheren Drehzahlen läuft.

Mit bestimmten Gängen, die miteinander zusammenarbeiten, nimmt das Auto allmählich Fahrt auf, wenn es in höhere Gänge schaltet. Wenn das Auto in höhere Gänge schaltet, sinkt die Drehzahl, wodurch der Motor entlastet wird. Die verschiedenen Zahnräder werden durch das Übersetzungsverhältnis (das Verhältnis der Zahnräder in Größe und Anzahl der Zähne) dargestellt. Die kleineren Zahnräder drehen sich schneller als die größeren Zahnräder, und jede Gangposition (in einigen Fällen die erste bis sechs) verwendet unterschiedliche Zahnräder unterschiedlicher Größe und Anzahl von Zähnen, um eine sanfte Beschleunigung zu erreichen.

Ein Getriebekühler ist beim Transport schwerer Lasten unerlässlich, da eine schwere Last den Motor zusätzlich belastet, wodurch er heißer läuft und Getriebeöl verbrennt. Der Getriebekühler befindet sich im Kühler, wo er dem Getriebeöl Wärme entzieht. Flüssigkeit fließt durch Rohre im Kühler zum Kühlmittel im Kühler, sodass das Getriebe kühl bleibt und höhere Belastungen bewältigen kann.

Was macht ein Drehmomentwandler

Der Drehmomentwandler vervielfacht und überträgt das vom Fahrzeugmotor erzeugte Drehmoment und überträgt es über Zahnräder im Getriebe auf die Antriebsräder am Ende der Antriebswelle. Einige Drehmomentwandler wirken auch als Sperrmechanismus und verbinden Motor und Getriebe, wenn sie mit denselben Drehzahlen laufen. Dies trägt dazu bei, einen Übertragungsschlupf zu verhindern, der zu einem Verlust an Effizienz führt.

Der Drehmomentwandler kann eine von zwei Formen annehmen. Die erste, die Flüssigkeitskupplung, verwendet mindestens einen zweiteiligen Antrieb, um das Drehmoment vom Getriebe auf die Antriebswelle zu übertragen, erhöht jedoch nicht das Drehmoment. Eine hydraulische Kupplung, die als Alternative zu einer mechanischen Kupplung verwendet wird, überträgt das Motordrehmoment über eine Antriebswelle auf die Räder. Der andere, der Drehmomentwandler, verwendet insgesamt mindestens drei Elemente und manchmal mehr, um die Drehmomentabgabe des Getriebes zu erhöhen. Der Wandler verwendet eine Reihe von Leitschaufeln und einen Reaktor oder Statorleitschaufeln, um das Drehmoment zu erhöhen, was zu mehr Leistung führt. Der Stator oder die statischen Schaufeln dienen dazu, das Getriebeöl umzuleiten, bevor es die Pumpe erreicht, wodurch der Wirkungsgrad des Wandlers erheblich verbessert wird.

Das Innenleben des Planetengetriebes

Zu wissen, wie die Teile eines Automatikgetriebes zusammenarbeiten, kann alles wirklich ins rechte Licht rücken. Schaut man in ein Automatikgetriebe, ist neben diversen Riemen, Lamellen und einer Zahnradpumpe das Planetengetriebe das Hauptbauteil. Dieses Getriebe besteht aus einem Sonnenrad, einem Planetenrad, einem Planetenradträger und einem Hohlrad. Ein Planetengetriebe von etwa der Größe einer Kantalupe erzeugt die verschiedenen Übersetzungsverhältnisse, die das Getriebe benötigt, um die erforderlichen Geschwindigkeiten zu erreichen, um während der Fahrt vorwärts zu fahren und den Rückwärtsgang einzulegen.

Die verschiedenen Arten von Getrieben arbeiten zusammen und fungieren als Eingang oder Ausgang für das jeweils erforderliche Übersetzungsverhältnis. In einigen Fällen sind die Zahnräder in einem bestimmten Verhältnis nutzlos und bleiben daher stationär, wobei Bänder im Getriebe sie aus dem Weg halten, bis sie benötigt werden. Eine andere Art von Getriebezug, das zusammengesetzte Planetengetriebe, umfasst zwei Sätze von Sonnen- und Planetenrädern, wenn auch nur ein Hohlrad. Der Zweck dieser Art von Getriebezug besteht darin, Drehmoment auf kleinerem Raum bereitzustellen oder die Gesamtleistung des Fahrzeugs zu erhöhen, wie z. B. in einem Schwerlast-Lkw.

Das Studium der Zahnräder

Während der Motor läuft, reagiert das Getriebe auf den Gang, in dem sich der Fahrer gerade befindet. In Park oder Neutral greift das Getriebe nicht ein, da Fahrzeuge kein Drehmoment benötigen, wenn das Fahrzeug nicht in Bewegung ist. Die meisten Fahrzeuge haben unterschiedliche Antriebsgänge, die beim Vorwärtsfahren nützlich sind, vom ersten bis zum vierten Gang.

Hochleistungsautos haben in der Regel noch mehr Gänge, bis zu sechs, je nach Marke und Modell. Je niedriger der Gang, desto niedriger die Geschwindigkeit. Einige Fahrzeuge, insbesondere mittelschwere und schwere Lastkraftwagen, verwenden den Overdrive, um höhere Geschwindigkeiten aufrechtzuerhalten und auch einen geringeren Kraftstoffverbrauch zu erzielen.

Schließlich verwenden Autos den Rückwärtsgang, um rückwärts zu fahren. Beim Rückwärtsgang greift eines der kleineren Zahnräder in das größere Planetenrad ein und nicht umgekehrt beim Vorwärtsfahren.

Wie das Getriebe Kupplungen und Bänder verwendet

Darüber hinaus verwendet das Automatikgetriebe Kupplungen und Riemen, um die verschiedenen erforderlichen Übersetzungsverhältnisse, einschließlich Overdrive, zu erreichen. Die Kupplungen treten in Aktion, wenn die Teile der Planetenräder miteinander verbunden sind, und die Bänder helfen, die Zahnräder stationär zu halten, damit sie sich nicht unnötig drehen. Die Bänder, die von Hydraulikkolben im Getriebe angetrieben werden, fixieren Teile des Räderwerks. Die Hydraulikzylinder und -kolben betätigen auch die Kupplungen und zwingen sie, die für ein bestimmtes Übersetzungsverhältnis und eine bestimmte Geschwindigkeit erforderlichen Gänge einzulegen.

Die Kupplungslamellen befinden sich innerhalb der Kupplungstrommel im Getriebe und wechseln sich mit Stahllamellen dazwischen ab. Kupplungsscheiben in Form von Scheiben beißen sich durch die Verwendung einer speziellen Beschichtung in Stahlplatten. Anstatt die Platten zu beschädigen, drücken die Scheiben sie allmählich zusammen und üben langsam eine Kraft aus, die dann auf die Antriebsräder des Fahrzeugs übertragen wird.

Kupplungsscheiben und Stahlplatten sind ein häufiger Bereich, in dem Schlupf auftritt. Schließlich führt dieser Schlupf dazu, dass Metallspäne in den Rest des Getriebes eindringen und schließlich dazu führen, dass das Getriebe ausfällt. Ein Mechaniker überprüft das Getriebe, wenn das Auto Probleme mit Getriebeschlupf hat.

Hydraulikpumpen, Ventile und Regler

Doch woher kommt die „echte“ Kraft in einem Automatikgetriebe? Die eigentliche Kraft steckt in der im Getriebegehäuse verbauten Hydraulik inklusive Pumpe, diversen Ventilen und dem Regler. Die Pumpe saugt Getriebeöl aus einem am Boden des Getriebes angeordneten Sumpf an und liefert es an das Hydrauliksystem, um die darin enthaltenen Kupplungen und Bänder zu betätigen. Außerdem ist das Innenrad der Pumpe mit dem Außengehäuse des Drehmomentwandlers verbunden. Dadurch kann es mit der gleichen Drehzahl wie der Motor des Autos drehen. Das Außenzahnrad der Pumpe dreht sich entsprechend dem Innenzahnrad, wodurch die Pumpe auf der einen Seite Flüssigkeit aus dem Sumpf ansaugen und auf der anderen Seite dem Hydrauliksystem zuführen kann.

Der Gouverneur passt das Getriebe an, indem er ihm die Geschwindigkeit des Autos mitteilt. Der Regler, der ein federbelastetes Ventil enthält, öffnet sich weiter, je schneller sich das Fahrzeug bewegt. Dadurch kann die Getriebehydraulik bei höheren Geschwindigkeiten mehr Flüssigkeit durchlassen. Ein Automatikgetriebe verwendet eine von zwei Arten von Geräten, ein manuelles Ventil oder einen Vakuummodulator, um festzustellen, wie stark der Motor läuft, den Druck nach Bedarf zu erhöhen und bestimmte Gänge je nach verwendetem Übersetzungsverhältnis zu deaktivieren.

Bei ordnungsgemäßer Wartung des Getriebes können Fahrzeugbesitzer davon ausgehen, dass es die Lebensdauer des Fahrzeugs hält. Ein sehr robustes System, ein Automatikgetriebe, verwendet viele verschiedene Teile, darunter einen Drehmomentwandler, Planetengetriebe und eine Kupplungstrommel, um die Antriebsräder des Fahrzeugs mit Leistung zu versorgen und es auf der gewünschten Geschwindigkeit zu halten.

Wenn Sie Probleme mit dem Automatikgetriebe haben, lassen Sie einen Mechaniker helfen, den Flüssigkeitsstand aufrechtzuerhalten, es auf Schäden zu untersuchen und es gegebenenfalls zu reparieren oder auszutauschen.

Häufige Probleme und Symptome von Problemen mit Automatikgetrieben

Einige der häufigsten Probleme im Zusammenhang mit einer fehlerhaften Übertragung sind:

• Fehlende Reaktion oder Zögern beim Einlegen eines Gangs. Dies weist normalerweise auf Schlupf im Getriebe hin.
• Das Getriebe macht verschiedene seltsame Geräusche, Klappern und Brummen. Lassen Sie Ihr Auto von einem Mechaniker überprüfen, wenn es diese Geräusche macht, um festzustellen, was das Problem ist.
• Ein Flüssigkeitsleck weist auf ein ernsteres Problem hin und der Mechaniker sollte das Problem so schnell wie möglich beheben. Getriebeöl brennt nicht wie Motoröl aus. Eine regelmäßige Überprüfung des Flüssigkeitsstands durch einen Mechaniker kann helfen, ein potenzielles Problem zu lösen, bevor es auftritt.
• Ein Brandgeruch, insbesondere aus dem Getriebebereich, kann auf einen sehr niedrigen Flüssigkeitsstand hindeuten. Getriebeöl schützt Zahnräder und Getriebeteile vor Überhitzung.
• Die Check Engine-Leuchte kann auch auf ein Problem mit dem Automatikgetriebe hinweisen. Lassen Sie einen Mechaniker eine Diagnose durchführen, um das genaue Problem zu finden.