Hand- und Automatikgetriebe: Wie sie Leistung übertragen – Übersicht

Das Funktionsprinzip des Getriebes bei Handschaltung und Automatik ist gut verständlich und spannend. In einem früheren Artikel wurde das Getriebe als Mechanismus definiert, der die vom Automobilmotor erzeugte Leistung an die Antriebsräder überträgt – das GETRIEBESYSTEM (oder ANTRIEBSSTRANG). Da der Motor seine mechanische Leistung an die Räder abgeben muss, spielt das Getriebe eine zentrale Rolle: Es variiert Drehmoment, Drehrichtung und Drehzahl und ermöglicht den Anfahrvorgang mit hohem Drehmoment.

Weiterlesen: Alles über Getriebesysteme

Viele Fahrer bevorzugen Handschaltung gegenüber Automatik. Beide haben Vor- und Nachteile, die an anderer Stelle beleuchtet werden.

Heute schauen wir uns an, wie Hand- und Automatikgetriebe funktionieren.

Funktionsweise eines Handschaltgetriebes

Ein Handschaltgetriebe enthält einen Satz Zahnräder sowie zwei Wellen: Eingangs- und Ausgangswelle. Die Zahnräder der ersten Welle greifen in die der zweiten ein. Das Übersetzungsverhältnis ergibt sich aus dem gewählten Gang auf der Eingangswelle und dem darauf eingreifenden Gang auf der Ausgangswelle.

Gänge werden über den Schalthebel eingelegt. Die Betätigung erfolgt über Schaltgestänge, die die Zahnräder auf der Eingangswelle axial verschieben. Vierganggetriebe haben zwei Gestänge, Fünf- oder Sechsganggetriebe drei. Der Schalthebel bewegt sich links/rechts zur Gestängewahl und vor/rückwärts zum Gangeinlegen.

Die Kupplung spielt eine Schlüsselrolle: Beim Treten trennt sie den Motor von der Getriebeeingangswelle. Die Gänge auf der Eingangswelle werden lastfrei, lassen sich leicht verschieben, obwohl der Motor Drehmoment liefert. Wird die Kupplung gelöst (Pedal losgelassen), wird die Motorleistung wieder auf die Eingangswelle gegeben – das Fahrzeug bewegt sich im gewählten Übersetzungsverhältnis.

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Video: Funktion des Handschaltgetriebes

Funktionsprinzip eines Automatikgetriebes

Beim Automatikgetriebe läuft derselbe Prozess ab – aber „hinter den Kulissen“ und automatisch. Die Kupplung entfällt; ein Drehmomentwandler (Wandler) übernimmt die Kupplungsfunktion und stellt die gewünschten Übersetzungen bereit.

Bei niedriger Motordrehzahl wird nur wenig Drehmoment über Fluid und Turbine im Wandler übertragen. Bei hoher Motordrehzahl geht das gesamte Motordrehmoment auf das Getriebe über. Der Wandler ist der Grund, warum Automatikfahrzeuge im Leerlauf (Stellung D) langsam vorwärtskriechen: Ein kleiner Drehmomentanteil wird ständig an die Getriebeeingangswelle geleitet.

Da der Wandler die Verbindung Motor–Getriebeeingang handhabt, werden die Gänge im Getriebe ohne direkte Fahreranweisung eingelegt. Das Getriebe nutzt eine einzelne Koaxialwelle mit Planetenradsatz: Sonnenrad, Planetenträger mit mehreren Planetenrädern und Hohlrad (Ringgear).

Der Planetenradsatz ändert das Übersetzungsverhältnis zwischen Ein- und Ausgang, indem verschiedene Elemente (Sonnenrad, Planetenträger, Hohlrad) als Antrieb, Abtrieb oder feststehend geschaltet werden. Ein komplettes hydraulisches Steuerungssystem (oder elektronisch-hydraulisches) aktiviert die jeweiligen Planetenradsätze zum richtigen Zeitpunkt. Dieses Hydrauliksystem wird von einer programmierten elektronischen Steuerung (ECU) geregelt.

Die Radssätze sind über innere Kupplungen mit dem Motoreingang verbunden, die von Computer und Hydrauliksystem angesteuert werden. So bestimmt der Motor das Übersetzungsverhältnis, das über die Ausgangswelle an die Antriebswelle der Räder gelangt.

Video: Wie ein Automatikgetriebe funktioniert

Das war der Artikel „Funktionsprinzip des Automobilgetriebes“. Ich hoffe, das Wissen wurde vermittelt. Gerne kommentieren, teilen und die Seite anderen Technik-Studierenden empfehlen. Danke!