Vergleichen Sie Automatikgetriebe: sequentiell, Doppelkupplung, CVT
Automatikgetriebe werden bei Autobesitzern immer beliebter. Was sind die wichtigsten Arten solcher Übertragungen und was sind ihre Vor- und Nachteile?
Die USA gelten als Geburtsland des Automatikgetriebes. Bereits 1904 bot das Bostoner Unternehmen eine Zweigang-Automatik an. Der Betrieb dieses Mechanismus war zugegebenermaßen sehr unzuverlässig, aber die Idee fand fruchtbaren Boden, und in den Vereinigten Staaten tauchten verschiedene Arten von Konstruktionen mit automatischer Gangschaltung auf.
Das erste Automatikgetriebe, das in Design und Funktion modernen Getrieben ähnelt, erschien jedoch erst vor dem Zweiten Weltkrieg. Es war ein von General Motors entwickeltes Hydra-Matic-Getriebe.
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Hydraulisches Getriebe
Unter den Automatikgetrieben sind (bisher) hydraulische Getriebe am gebräuchlichsten. Dies ist ein komplexer Mechanismus, der meistens aus einer Drehmomentwandlerbaugruppe oder einem Drehmomentwandler mit mehreren Planetenrädern besteht.
Die Zahnräder in Planetengetrieben werden durch entsprechende Reibungskupplungen und Lamellen- (Lamellen-) oder Bandbremsen verbunden bzw. blockiert. Ein obligatorisches Element der hydraulischen Übertragung ist in diesem Fall Öl, das vollständig in das Getriebe gegossen wird.
Das Schalten erfolgt durch Blockieren verschiedener Sonnenradsätze, die mit Freiläufen, Scheibenkupplungen (normalerweise Lamellenkupplungen), Bandbremsen und anderen von hydraulischen Antrieben angetriebenen Reibelementen zusammenwirken.
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Konstruktive Weiterentwicklungen hydraulischer Getriebe sind hydroelektrische Getriebe (z. B. mit der Funktion einer zusätzlichen Übersetzung, dem sogenannten Kickdown) und elektronisch gesteuerte Getriebe. Dabei kann das Getriebe mehrere Betriebsmodi aufweisen, beispielsweise Sport oder Komfort.
Auch die Anzahl der Übersetzungsverhältnisse wurde erhöht. Die ersten hydraulischen Maschinen hatten drei Übersetzungsverhältnisse. Derzeit sind fünf oder sechs Gänge Standard, es gibt aber auch schon Designs mit neun.
Eine besondere Art von Automatikgetrieben ist das sequentielle Getriebe (auch Halbautomatikgetriebe genannt). Bei dieser Art von Mechanismus können die Gänge mit einem Hebel geschaltet werden, der sich nur vorwärts oder rückwärts bewegt und einen Gang nach oben oder unten schaltet, oder mit Schaltwippen am Lenkrad.
Diese Lösung ist durch die Verwendung eines elektronischen Mikroprozessors möglich, der den Betrieb des Getriebes steuert. Sequenzielle Getriebe werden häufig in Formel-1-Autos verwendet und finden sich in Serienautos, darunter Audi, BMW, Ferrari.
Laut dem Experten
Vitold Rogovsky, ProfiAuto-Netzwerk:
– Der Vorteil hydraulischer Automatikgetriebe liegt vor allem im Fahrkomfort, d.h. kein manuelles Schalten erforderlich. Außerdem schützt diese Getriebeart den Motor natürlich vor Überlastung, sofern das Getriebe richtig eingesetzt wird. Das Getriebe passt sich der Motordrehzahl an und wählt den passenden Gang. Der Hauptnachteil seines Mechanismus ist jedoch sein hoher Kraftstoffverbrauch. Automatikgetriebe sind groß und schwer und eignen sich daher in erster Linie für große, leistungsstarke Motoren, mit denen sie sehr gut funktionieren. Ein gewisser Nachteil dieser Getriebe ist auch die Tatsache, dass ein gebrauchtes Exemplar auf dem Zweitmarkt zu finden ist.
Stufenlose Getriebe
Ein stufenloses Getriebe ist eine Art Automatikgetriebe, jedoch mit einer ziemlich spezifischen Vorrichtung. Es gibt zwei Lösungen – das traditionelle Planetengetriebe und das jetzt üblichere CVT-Getriebe (Continuously Variable Transmission).
Im ersten Fall ist das Planetengetriebe für die Gangschaltung zuständig. Das Design erinnert an das Sonnensystem im Miniaturformat. Um die Gänge zu wählen, verwendet es einen Satz Zahnräder, von denen das größte innen kämmt (das sogenannte Hohlrad). Auf der anderen Seite befindet sich im Inneren ein zentrales Rad (das sogenannte Sonnenrad), das mit der Hauptwelle des Getriebes verbunden ist, und andere Zahnräder (dh Satelliten) darum herum. Das Schalten der Gänge erfolgt durch Sperren und Einrücken einzelner Elemente des Planetengetriebes.
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CVT hingegen ist ein CVT mit stufenlosem Getriebe. Es verfügt über zwei Kegelradsätze, die über einen Keilriemen oder eine Lamellenkette miteinander verbunden sind. Je nach Motordrehzahl nähern sich die Kegel einander an, d.h. Der Durchmesser, auf dem das Band läuft, ist einstellbar. Dadurch ändert sich das Übersetzungsverhältnis.
Laut dem Experten
Vitold Rogovsky, ProfiAuto-Netzwerk:
– CVTs werden aufgrund ihrer relativ kleinen Abmessungen und ihres geringen Gewichts in Kompakt- und Stadtautos mit kleineren Motoren eingesetzt. Der Vorteil dieser Getriebe ist, dass sie wartungsfrei sind. Auch Ölwechsel werden nicht empfohlen und sie können die gleiche Laufleistung wie der Motor aushalten. Außerdem ist der Moment des Gangwechsels kaum wahrnehmbar. Sie sind nicht so teuer wie Hydraulikboxen und tragen nicht viel zum Preis des Autos bei. Größter Nachteil ist dagegen die deutlich verzögerte Reaktion auf das Betätigen des Gaspedals, d.h. Leistungsverlust. Es ist auch mit einem erhöhten Kraftstoffverbrauch verbunden. CVT-Getriebe sind für Turbomotoren nicht geeignet.
Für zwei Kupplungen
Das Doppelkupplungsgetriebe macht seit einigen Jahren Karriere. Ein solches Getriebe kam Anfang dieses Jahrhunderts erstmals in Volkswagen-Fahrzeugen auf den Markt, obwohl es zuvor in Rallye-Autos und Porsche-Rennmodellen zu finden war. Dies ist ein DSG-Getriebe (Direktschaltgetriebe). Aktuell haben viele Hersteller bereits solche Boxen inkl. in Fahrzeugen des Volkswagen Konzerns sowie in BMW oder Mercedes AMG oder Renault (z. B. Megane und Scenic).
Das Doppelkupplungsgetriebe ist eine Kombination aus manuellem und automatischem Getriebe. Das Getriebe kann sowohl vollautomatisch als auch mit manueller Schaltfunktion betrieben werden.
Wichtigstes Konstruktionsmerkmal dieses Getriebes sind zwei Kupplungen, d.h. Kupplungsscheiben, die trocken (schwächere Motoren) oder nass sein können und im Ölbad laufen (leistungsstärkere Motoren). Eine Kupplung ist für die ungeraden Gänge und den Rückwärtsgang zuständig, die andere Kupplung für die geraden Gänge. Aus diesem Grund können wir von zwei parallelen Getrieben sprechen, die in einem gemeinsamen Gehäuse eingeschlossen sind.
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Neben den beiden Kupplungen gibt es noch zwei Kupplungswellen und zwei Hauptwellen. Dank dieser Konstruktion ist der nächsthöhere Gang dennoch sofort schaltbereit. Beispielsweise fährt das Auto im dritten Gang, und der vierte ist bereits ausgewählt, aber noch nicht aktiv. Wenn das ideale Schaltmoment erreicht ist, öffnet die ungerade Kupplung für den dritten Gang und die gerade Kupplung schließt für den vierten Gang, sodass die Räder der Antriebsachse weiterhin Drehmoment vom Motor erhalten. Der Schaltvorgang dauert etwa vier Hundertstel Sekunden, das ist weniger als ein Wimpernschlag.
Nahezu alle Doppelkupplungsgetriebe sind mit zusätzlichen Betriebsmodi wie „Sport“ ausgestattet.
Laut dem Experten
Vitold Rogovsky, ProfiAuto-Netzwerk:
– Keine Drehmomentunterbrechung im Doppelkupplungsgetriebe. Dank dessen hat das Auto eine sehr gute Beschleunigung. Zudem arbeitet der Motor im optimalen Drehmomentbereich. Hinzu kommt ein weiterer Vorteil: Der Kraftstoffverbrauch ist in vielen Fällen geringer als bei einem Handschaltgetriebe. Schließlich sind Doppelkupplungsgetriebe sehr langlebig. Wenn der Benutzer den Ölwechsel alle 60 km durchführt, brechen sie praktisch nicht. Auf dem Sekundärmarkt gibt es jedoch Autos, bei denen der Zähler aufgedreht ist, und in diesem Fall ist es schwierig, die korrekte Lebensdauer eines solchen Getriebes aufrechtzuerhalten. Auf die eine oder andere Weise kann es auch vorkommen, dass Sie auf Autos stoßen, bei denen diese Kontrollen nicht durchgeführt wurden und das Getriebe einfach verschlissen ist. Auch Schäden am Zweimassenschwungrad stellen für diese Getriebe eine Gefahr dar, weil dann ungewollte Schwingungen auf die Getriebemechanik übertragen werden. Der Nachteil von Doppelkupplungsgetrieben ist auch ihr hoher Preis.
Wojciech Frölichowski
