Aufbau moderne Wandlerautomatik
Hallo,
ich habe mich durch das Internet gelesen, aber nicht wirklich die Antwort gefunden die ich will.
Wie sind heutige Automatikgetriebe aufgebaut?
Mein Astra K hat einen Wandler. Was steckt aber in Diesem?
Es gibt Wandler die durch das Öl angetrieben werden, indem das Öl vom Pumpenrad auf das Turbinenrad "geschleudert" wird. Dann gibt es die Lamellenkupplung und auch das Planetengetriebe. Aber welches steckt denn nun in heutigen Automatikgetrieben?
Mein K ist Baujahr 2016 und würde eben gerne wissen was sich in diesem Getriebe befindet und wie es aufgebaut ist.
Habe auch schon meinen Foh gefragt und der Meister meinte es handle sich um einen Drehmomentwandler... Hätte ich jetzt nicht gedacht...
Ich bin kein Fachmann, aber interessiere mich für das ganze technische Zeug 🙂
Danke für hilfreiche Antworten
Beste Antwort im Thema
Im Wesentlichen ist es Haarspalterei, aber eine "echte" Automatik gibt es nicht. Sobald das Getriebe ohne Zutun des Fahrers schaltet liegt im technischen Sinne eine Automatik vor. Das Wort "Automatik" leitet sich vom lateinischen "automatus", gleichbedeutend mit "selbstgeschehend, aus eigenem Antrieb handelnd", ab. Wie dies nun technisch realisiert wird, ob als Wandler, DSG, CVT, ASG oder hydraulisch (bei Traktoren) hat nix mit dem Begriff "Automatik" zu tun.
Sicher ist die Wandlerautomatik die "klassische" Ausführung eines Automatikgetriebes und ohne Zweifel auch die eleganteste. Das ändert aber nichts an der Tatsache, das auch andere Getriebe zu automatischem Schalten fähig sind. Letztendlich thront egal ob Wandler, DSG, CVT oder ASG in der Mitte ein Wählhebel mit den klassischen Buchstaben PRND und das Kupplungspedal fehlt.
Für den Kunden ist die technische Realisierung der Automatikfunktion weniger interessant, wenn seine Anforderungen an Komfort, Verbrauch und Schaltverhalten erfüllt werden. Fortgeschrittene, bzw. technisch versierte Personen werden sich allerdings auch um das "Wie" kümmern. Denn jede Ausführung hat ihre ganz speziellen Stärken und Schwächen. So sollte man beim DSG wissen, das das Anfahren nicht verschleissfrei ist und nicht unbedingt zum Rangieren von Pferdeanhängern gedacht ist. Das CVT hat, wenn keine Gangstufen programmiert sind einen deutlichen Gummibandeffekt, der viele stören wird. Ein ASG hingegen ist billig, bietet aber kaum Komfort und kann kaum was besser als der Handschalter.
Die problemloseste Variante für viele wird nach wie vor die Wandlerautomatik sein, obwohl sie nicht mehr viel mit den ursprünglichen 3-Gang-Varianten mit Simpson-Satz oder 4-Gang-Varianten mit Ravigneaux-Satz zu tun. Man sollte sich nicht der Illusion hingeben, das eine Wandlerautomatik einfacher aufgebaut ist als ein DSG. Auch hier gibt es eine Armada an Lamellenkupplungen und Aktoren.
Richtig ist, das außer einem Planetensatz kein Getriebe unter Last schalten kann. Beim DSG ist das allerdings nicht ganz so einfach, besteht es doch aus zwei Getriebezweigen. Während ein Zweig die Last trägt, kann der andere geschaltet werden. Ein Kraftfluß vom Motor zu den Rädern besteht dennoch. Beim Gangwechsel (das Schalten ist zu diesem Zeitpunkt schon erledigt) wird lediglich durch Schließen der einen Kupplung und Öffnen der anderen auf den anderen Getriebezweig geschaltet. Nun ist wieder ein Zweig frei, der geschaltet werden kann.
Es ist richtig, das seitens des Motors das Drehmoment reduziert wird, im Extremfall wie geschrieben mit Zündunterbrechung. Allerdings hat das nichts mit dem Getriebe zu tun, sondern ist eine Komfort bzw. sogar Stabilitätsfrage. Knallt man in 100ms (dazu ist das DSG fähig) den nächst höheren Gang rein, muß die rotierende Masse des Motors abgebremst werden. Im einfachsten Fall führt das zu einem unangenehmen Rucken, im schlimmeren Fall zum kurzzeitigen Durchdrehen (bzw. beim Runterschalten) zum Blockieren der Räder. Beides in der Kurve, vorallem mit Hinterradantrieb, nicht besonders lecker.
Nachteil beim DSG: Das unterbrechungfreie Schalten funktioniert nur, wenn im lastfreien Zweig der richtige Gang vorgewählt ist. Ändert der Fahrer aufeinmal seinen Wunsch, kann das schon zur Verwirrung führen. Klassisch der unerwartete Kickdown während einer moderaten Beschleunigung. Man ist im 3. Gang, das Getriebe erwartet in Kürze den 4. und hat diesen vorgewählt. Nun tritt man rein und will den 2. Gang haben. Nun ist das DSG gezwungen zuvor den 4. Gang rauszunehmen, schnell den 2. reinzutun und erst dann kann es mit den Kupplungen umschalten. Das merkt man schon. Allerdings in meinem Fall geht auch das dermaßen zügig, das es quasi keinen Unterschied zu meinen alten 4-Gang-Automaten gibt.
Grüße,
Zeph
69 Antworten
Zitat:
@Razzemati schrieb am 26. März 2019 um 10:02:14 Uhr:
Kurz gesagt, eine Wandlerautomatik kann beim Anfahren mehr Drehmoment auf die Räder bringen, bei einer Kupplung wird der Übersetzungsunterschied in Wärme und Rauch umgewandelt.
Das ist beim Wandler nicht anders. Zwar hat er eine Drehmomentüberhöhung von 2,5-3, allerdings nur bei maximalem Schlupf (was bei meinem Subaru etwa 2000U/min war), diese Überhöhung fällt aber rapide ab, sobald sich das Turbinenrad (das getriebeseitige Schaufelrad) beginnt zu drehen. Da der Wandler in diesem Betriebspunkt nur mit 40-50% Wirkungsgrad arbeitet geht etwa die Hälfte als Wärme im Öl verloren.
Rauchen tut hoffentlich bei beiden Getrieben nichts.
Diese Drehmomentüberhöhung ist auch der Grund, warum die Wandlerautomatiken früher nur 3-4 Gänge hatten. Der Wandlerbetrieb war sozusagen der 4. und 5. Gang, äquivalent zum Schaltgetriebe.
Die Kupplung beim DKG schleift auch nicht lange, zumindest nicht bei mir. Der 1. Gang ist kurz übersetzt, der reicht gerade mal so zum Anfahren. Deswegen braucht das DKG imho mindestens 6 Gänge, während ein Wandler mit 4 Gängen durchaus ebenfalls zufriedenstellend arbeiten kann. Die heutigen 8/9-Gang-Wandler haben nur so viele Gänge, damit eine hohe Getriebespreizung erzielt werden kann. Den Wandler bräuchte man eigentlich nicht mehr, hat aber gerade beim Rangieren einen hohen Komfort.
Grüße,
Zeph
Zitat:
@Zephyroth schrieb am 26. März 2019 um 10:12:09 Uhr:
Zitat:
@Razzemati schrieb am 26. März 2019 um 10:02:14 Uhr:
Kurz gesagt, eine Wandlerautomatik kann beim Anfahren mehr Drehmoment auf die Räder bringen, bei einer Kupplung wird der Übersetzungsunterschied in Wärme und Rauch umgewandelt.Das ist beim Wandler nicht anders. Zwar hat er eine Drehmomentüberhöhung von 2,5-3, allerdings nur bei maximalem Schlupf (was bei meinem Subaru etwa 2000U/min war), diese Überhöhung fällt aber rapide ab, sobald sich das Turbinenrad (das getriebeseitige Schaufelrad) beginnt zu drehen. Da der Wandler in diesem Betriebspunkt nur mit 40-50% Wirkungsgrad arbeitet geht etwa die Hälfte als Wärme im Öl verloren.
Rauchen tut hoffentlich bei beiden Getrieben nichts.
Diese Drehmomentüberhöhung ist auch der Grund, warum die Wandlerautomatiken früher nur 3-4 Gänge hatten. Der Wandlerbetrieb war sozusagen der 4. und 5. Gang, äquivalent zum Schaltgetriebe.
Die Kupplung beim DKG schleift auch nicht lange, zumindest nicht bei mir. Der 1. Gang ist kurz übersetzt, der reicht gerade mal so zum Anfahren. Deswegen braucht das DKG imho mindestens 6 Gänge, während ein Wandler mit 4 Gängen durchaus ebenfalls zufriedenstellend arbeiten kann. Die heutigen 8/9-Gang-Wandler haben nur so viele Gänge, damit eine hohe Getriebespreizung erzielt werden kann. Den Wandler bräuchte man eigentlich nicht mehr, hat aber gerade beim Rangieren einen hohen Komfort.
Grüße,
Zeph
Das stimmt nicht. Moderne Wandlergetriebe haben (schon seit den 50er Jahren) im Wandler ein Stützrad, an dem sich das Öl und damit auch das Turbinenrad abstützen und so die Drehmomentverstärkung erst ermöglichen. Was Du beschreibst, wäre ein Wandler ohne Stützrad, der dann aber auch gar keine Drehmomentüberhöhung bringen könnte. Das hohe Drehmoment ist real und auch spürbar. Genau deshalb hast Du bei Deinen Fahrzeugen mit Wandler nicht so viel Gas geben dürfen. Und natürlich, weil der Frontantrieb damit überfordert war. 😁
Zitat:
@Razzemati schrieb am 26. März 2019 um 10:22:57 Uhr:
Das stimmt nicht. Moderne Wandlergetriebe haben (schon seit den 50er Jahren) im Wandler ein Stützrad, an dem sich das Öl und damit auch das Turbinenrad abstützen und so die Drehmomentverstärkung erst ermöglichen.
Das ist richtig, allerdings ist diese Drehmomentüberhöhung vom Schlupf abhängig und geht mit sinkendem Schlupf stark zurück.
Zitat:
@Razzemati schrieb am 26. März 2019 um 10:22:57 Uhr:
Was Du beschreibst, wäre ein Wandler ohne Stützrad, der dann aber auch gar keine Drehmomentüberhöhung bringen könnte. Das hohe Drehmoment ist real und auch spürbar.
Ne, ich beschreibe einen normalen Trilok-Wandler, wie er in jedem Auto verbaut ist. Sagst du ja selbst.
https://de.wikipedia.org/.../F%C3%B6ttinger-Prinzip?...
Oder wenn du es etwas wissenschaftlichere willst (Seite 13):
http://www-brs.ub.ruhr-uni-bochum.de/.../diss.pdf
Maximale Drehmomenterhöhung bei stehendem Turbinenrad. Bei einem Schlupf von ca. 10% ist Eingangsmoment gleich dem Ausgangsmoment. Das ist der Punkt wo das Stützrad (hängt ja an einem Freilauf) beginnt mitzulaufen und es keine Drehmomentwandlung mehr gibt.
Zitat:
@Razzemati schrieb am 26. März 2019 um 10:22:57 Uhr:
Und natürlich, weil der Frontantrieb damit überfordert war. 😁
Das war ein Subaru...
Grüße,
Zeph
Aber 40% oder 50% Verlust sind bei Wandler mit Stützrad nicht der Fall. Da verschätzt Du Dich. 10% bis 15% im Mittel sind realistischer. Bei Leerlaufdrehzahl sind es vielleicht 50% aber da hat eine Kupplung am Anfang fast 100% Verlust in Wärme.
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Stimmt schon, nur dann hat er kaum mehr eine nennenswerte Drehmomentüberhöhung. Sieh' dir einfach die verlinkten Diagramme (vorallem das in der Dissertation) an.
Da sieht man deutlich:
- 2.5-fache Drehmomenterhöhung bei eingebremstem Turbinenrad (Wirkungsgrad klarerweise 0%)
- bei 50% Schlupf (dh Pumpenrad dreht doppelt so schnell wie das Turbinenrad) eine Drehmomenterhöhung von 1.25 und ein Wirkungsgrad von knapp 80%
- bei 80% Schlupf ist Eingangsmoment gleich dem Ausgangsmoment, folglich der Wirkungsgrad bei 80%
Oder hier noch mal genauer aufgezeichnet:
https://www.thm.de/.../KfzAntriebe_4_Getriebe.pdf
Grüße,
Zeph
PS.: Es kommt schon vor das ich ab und an Blödsinn rede, das ist i.d.R. aber selten. Und hier bin ich mir gerade ziemlich sicher...
Zitat:
@Zephyroth schrieb am 26. März 2019 um 12:25:06 Uhr:
Stimmt schon, nur dann hat er kaum mehr eine nennenswerte Drehmomentüberhöhung. Sieh' dir einfach die verlinkten Diagramme (vorallem das in der Dissertation) an.Da sieht man deutlich:
- 2.5-fache Drehmomenterhöhung bei eingebremstem Turbinenrad (Wirkungsgrad klarerweise 0%)
- bei 50% Schlupf (dh Pumpenrad dreht doppelt so schnell wie das Turbinenrad) eine Drehmomenterhöhung von 1.25 und ein Wirkungsgrad von knapp 80%
- bei 80% Schlupf ist Eingangsmoment gleich dem Ausgangsmoment, folglich der Wirkungsgrad bei 80%
Oder hier noch mal genauer aufgezeichnet:
https://www.thm.de/.../KfzAntriebe_4_Getriebe.pdfGrüße,
ZephPS.: Es kommt schon vor das ich ab und an Blödsinn rede, das ist i.d.R. aber selten. Und hier bin ich mir gerade ziemlich sicher...
Nach dem Diagramm sind es bei 50% Schlupf eher 1,35, also 35% mehr Drehmoment, als ohne den Wandler. Das ist doch nicht schlecht. Es geht ja auch nur um den Anfahrvorgang im 1. Gang auf den ersten 20 Metern vielleicht. Ab 80% setzt so wie so die WÜK ein und überbrückt den Wandler. Ich finde das nicht schlecht. Die Zeiten, in denen eine Automatikgetriebe einen Mehrverbrauch von 25% und eine eben solche Leistungsreduzierung einbrachte, sind doch schon lange vorbei.
Ne, der beste Wirkungsgrad liegt immer noch bei ~80%, solange man im Wandlermodus ist. Dafür gibt's ja die Überbrückungskupplung.
Grüße,
Zeph
Zitat:
@Razzemati schrieb am 26. März 2019 um 10:02:14 Uhr:
Kurz gesagt, eine Wandlerautomatik kann beim Anfahren mehr Drehmoment auf die Räder bringen, bei einer Kupplung wird der Übersetzungsunterschied in Wärme und Rauch umgewandelt.
Nein, so ist das nicht zu verstehen.
Ich versuchs mal simpel:
Bei einem Wandler kommt manchmal mehr Moment raus als rein geht (bis zum dreifachen). Bei allen anderen Anfahrelementen kommt maximal das raus was rein ging.
Was nichts damit zu tun hat: Auch ein Wandler, bzw. das momentübertragende Öl kann verbrennen.
Zitat:
@Zephyroth schrieb am 26. März 2019 um 14:22:56 Uhr:
Ne, der beste Wirkungsgrad liegt immer noch bei ~80%, solange man im Wandlermodus ist. Dafür gibt's ja die Überbrückungskupplung.Grüße,
Zeph
Was willst Du damit sagen? Drehmoment ist Drehmoment und wenn es beim Anfahren höher ist, als sonst im 1. Gang, dann ist es eben wie eine weitere Untersetzung. Der Wirkungsgrad ist da sekundär.
Zitat:
@Matsches schrieb am 26. März 2019 um 15:04:58 Uhr:
Zitat:
@Razzemati schrieb am 26. März 2019 um 10:02:14 Uhr:
Kurz gesagt, eine Wandlerautomatik kann beim Anfahren mehr Drehmoment auf die Räder bringen, bei einer Kupplung wird der Übersetzungsunterschied in Wärme und Rauch umgewandelt.Nein, so ist das nicht zu verstehen.
Ich versuchs mal simpel:Bei einem Wandler kommt manchmal mehr Moment raus als rein geht (bis zum dreifachen). Bei allen anderen Anfahrelementen kommt maximal das raus was rein ging.
Was nichts damit zu tun hat: Auch ein Wandler, bzw. das momentübertragende Öl kann verbrennen.
Das Drehmoment errechnet sich ja aus Kraft mal Hebelarm. Wenn der Hebelarm länger wird, erhöht sich das Drehmoment. Und wenn der Wirkungsgrad nur 80% beträgt aber der Hebelarm doppelt so lang ist, kommt am Ende dennoch mehr Drehmoment raus. Die Überbrückungskupplung kommt erst zum Einsatz, wenn die Untersetzung durch den Wandler nicht mehr erwünscht ist, weil der Motor schon hoch dreht.