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Funktionsweise Schaltvorgang Wandlerautomatik
Hallo,
ich hoffe ich bin im richtigen Unterforum gelandet, ansonsten bitte ich um Verschiebung.
Ich interessiere mich schon lange dafür wie ein Schaltvorgang von einem Automatikgetriebe (Wandlerautomatik) funktioniert. Wenn man im Internet Erklärungen liest, steht zu dem eigentlichen Schaltvorgang immer nur das er unterbrechungsfrei stattfindet. Auf Youtube kann man sich ja auch gut anschauen wie genau der Schaltvorgang abläuft. Dort sieht man dann auch wie die einzelnen Planetenradsätze fixiert werden um die Übersetzung entsprechend zu ändern. Immer sieht man das der Schaltvorgang unterbrechungsfrei abläuft. Wenn man jetzt mit dem Getriebe fährt und nur normal beschleunigt bekommt man ja auch tatsächlich nichts von den Schaltvorgängen mit. Beschleunigt man jetzt aber sehr stark, bemerkt man sie sehr wohl. Außerdem gibt ZF für die 6HP (konnte zur 8HP leider keine Daten finden) Schaltzeiten von um die 200ms an und schreibt unterhalb der menschlichen Wahrnehmungsgrenze. Aber wenn der eigentliche Schaltvorgang doch komplett unterbrechungsfrei abläuft, wie kann es dann sein das man bei stärkeren Beschleunigungen immer noch ein leichten Übergang spürt und wieso gibt ZF dann Schaltzeiten an.
Würde mich sehr freuen wenn mich die Getriebespezialisten darüber aufklären würden:)
Beste Antwort im Thema
Bin zwar kein Getriebespezi, aber solange das Getriebe Stufen hat, wirst du unter gewissen Umständen immer was Spüren und Schaltzeiten haben, da halt eben geschaltet wird. Ganz ohne geht es wohl nur mit stufenlosen Getrieben.
mfg
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33 Antworten
Bin zwar kein Getriebespezi, aber solange das Getriebe Stufen hat, wirst du unter gewissen Umständen immer was Spüren und Schaltzeiten haben, da halt eben geschaltet wird. Ganz ohne geht es wohl nur mit stufenlosen Getrieben.
mfg
tärkeren Beschleunigungen immer noch ein leichten Übergang spürt und wieso gibt ZF dann Schaltzeiten an.
Würde mich sehr freuen wenn mich die Getriebespezialisten darüber aufklären würden:)
Bei Automaticgetrieben gibt es so viele Variationen ,dass es hier kaum möglich ist ne genaue Antwort zu geben.
Bei geringer Last ist der Modulationsdruck recht gering,hier greifen die Kupplungen recht zuverlässlich,bei hoher Last wird der Modulationsdruck (auf die Trennelemente) erheblich erhöht um eine "schleifen der Selben beim Gangwechsel zu vermeiden,dadurch der spürbare Schaltvorgang.
dazu gibst es aber genug Fachliteratur,ist ein recht komplexes Thema.
B 19
Ich meine zu wissen, das per Motorsteuerung das Motormoment beim Schaltvorgang zurückgenommen wird. Zwar ist der Schaltvorgang unterbrechungsfrei, aber wenn man das Motormoment reduzieren muß, spürt man natürlich das nach dem Schaltvorgang wieder Gas gegeben wird.
Zusätzlich ist der Wandler ja beim normalen Fahren überbrückt, diese Überbrückung geht beim Gangwechsel sofort auf und der Wandler braucht Schlupf um arbeiten zu können. Allein das verursacht schon einen gewissen Ruck.
Grüße,
Zeph
Schaltvorgang: ein Schaltelement wird geöffnet, gleichzeitig ein anderes geschlossen. In der Regel sind das heute nasslaufende Lamellenkupplungen.
Das Rucken: der Motor hat ein Trägheitsmoment. Vor allem in den unteren Gängen ist das gegenüber dem Fahrzeuggewicht nicht zu vernachlässigen. Beim Schaltvorgang muss nicht nur der Gang gewechselt werden, sondern auch die Motordrehzahl angepasst werden. Das wird durch Eingriffe in das Motormanagement unterstützt, es gibt trotzdem einen Zielkonflikt Schaltdauer / Komfort. Wenn die Motordrehzahl innerhalb von 0,1 Sekunden von 6.000 U/min auf 4.000 U/min fallen soll, dann ist das mit gewissen Komforteinbußen verbunden.
Erstmal vielen Dank für die ganzen Antworten. Nun gibt es ja anscheinend viele verschiedene Antworten auf meine Frage. Besonders das Trägheitsmoment des Motor habe ich auch bereits in betracht gezogen. Aber ist das Ruckeln nun ein Zusammenspiel von allen genannten Faktoren oder gibt es nur eine richtige Antwort. Immerhin wurden die Schaltvorgänge mit neueren Automatikgetrieben ja immer unmerklicher. Zudem macht es ja keinen Unterschied wie stark der Motor ist. Wenn das Getriebe dafür ausgelegt ist, kann man ja mit einem 600 PS Motor wenn man nur 200 PS nutzt "ruckfreier" schalten, als wenn man mit einem 200 PS Motor unter Volllast schaltet. Weswegen ich mir das Trägheitsmoment als sinnvollste Erklärung vorstelle. Wie sich jetzt noch zusätzlich der Modulationsdruck darauf auswirkt und ob das Motorsteuergerät Leistung wegnimmt weiss ich nicht, aber vielleicht kann das noch einer genauer Erläutern. Das allerdings der Wandler während des Schaltvorgangs genutzt wird kann ich mir nicht vorstellen. Dann müsste man ja einen kurzzeitigen deutlichen Drehzahlanstieg haben. Das mag bei sehr geringen Geschwindigkeiten vielleicht der Fall sein, aber im Normalfall würde der Wandler doch nur für zusätzlichen Verschleiß beim Schalten sorgen wenn anschließend durch die Lamenllenkupplungen ein Drehzahlausgleich stattfinden würde. Ich hoffe es kann noch jemand die genauen Zusammenhänge der einzelnen Faktoren erklären.:)
Wahrscheinlich ist es viel einfacher, als alle bisherigen Erklärungsversuche. Als Fahrer bemerkt man dann einen Ruck, wenn sich das Raddrehmoment ändert. Das Motormoment ist dem Fahrer völlig egal. Die zeitliche Ableitung der Beschleunigung ist der Ruck.
Das Radmoment ist gleich dem Motormoment multipliziert mit der Gesamtübersetzung. Daraus folgt unmittelbar, dass sich bei einem Gangwechsel das Radmoment ändert, aber unter der Voraussetzung, dass das Motormoment (näherungsweise) konstant bleibt. Das ist in der Volllast der Fall.
In der Teillast hingegen wird das Motormoment beim Gangwechsel (idealerweise) so erhöht, dass das Radmoment konstant bleibt. Voila, kein Ruck!
Zitat:
@Rael_Imperial schrieb am 4. September 2017 um 20:04:45 Uhr:
Das Radmoment ist gleich dem Motormoment multipliziert mit der Gesamtübersetzung.
Statische Betrachtungen sind nicht zur Erläuterung dynamischer Vorgänge geeignet. Die Massenträgheitsmomente sorgen dafür, dass beim Beschleunigungsvorgang die Raddrehmomente niedriger sind als es bei statischer Betrachtung der Fall wäre.
Das wirkt sich dann auch beim Schaltvorgang aus.
Motordrehzahl 6000->4000 in 0,2 Sekunden sind 1.000 rad/s², bei einem Trägheitsmoment des Motors von 0,4 kg m² sind das 420Nm. Wenn der Motor vorher auf Volllast läuft, dann kann er bei einem komfortablen Hochschaltvorgang kurz Pause machen.
Im Prinzip richtig, leider aber völlig falsch. Weil durch das Abbremsen des Trägheitsmomentes das Motormoment erhöht und nicht verringert wird. Oder meintest Du das mit "kurze Pause machen"??
Und zur Betrachtung der statischen Verhältnisse: Das funktioniert in der Praxis ganz wunderbar, habe ich selbsr schon mehrfach ausprobiert.
Eins darf auch nicht außer Acht gelassen werden: Der Wandler und die Wandler Überbrückungskupplung.
Ich kenn jetzt nicht die Schaltprogramme im einzelnen, aber während "früher" die Überbrückungskupplung erst bei höheren Gängen und Drehzahlen aktiv war, kommt sich jetzt früher zum Einsatz.
Wenn also der Wandler überbrückt ist und der Gang wechselt, fehlt die Dämpfung durch den Wandler. Dadurch wird der Schaltstoß eher spürbar.
der "Stevie"
Zitat:
@Rael_Imperial schrieb am 4. September 2017 um 21:18:14 Uhr:
Im Prinzip richtig, leider aber völlig falsch. Weil durch das Abbremsen des Trägheitsmomentes das Motormoment erhöht und nicht verringert wird. Oder meintest Du das mit "kurze Pause machen"??
Mit kurze Pause für den komfortablen Schaltvorgang war gemeint: wegen der rotierenden Trägheiten muss das Motordrehmoment für die Dauer des Schaltvorgang kurz erheblich abgesenkt werden (negativer Motoreingriff), damit der Schaltvorgang komfortabel abläuft.
Zitat:
Und zur Betrachtung der statischen Verhältnisse: Das funktioniert in der Praxis ganz wunderbar, habe ich selbsr schon mehrfach ausprobiert.
Ausprobiert? Bei einem hochdynamischen Vorgang ist eine statische Betrachtung nicht zweckmäßig.
Für Überschlagsberechnungen verwendet man besser gangabhängige Zuschlagsfaktoren oder man rechnet die rotierenden Trägheiten in (gangabhängige) virtuelle Zusatzgewichte um. Bei einem kurz übersetzten ersten Gang kann die Massenträgheit von Motor+Kupplung so groß sein, dass nur mehr 60...70% des nominellen Raddrehmoments tatsächlich am Rad wirksam werden.
Ja, ist mir alles bekannt und habe das vor Jahren hier schon mal irgendwo gepostet.
Mit ausprobiert meine ich, dass ich das im Fahrzeug getestet habe.
Ist schon ein paar Jahre her, dass ich Lock-ups (Wandlerüberbrückungskupplungen) konstruiert habe. Ich kann aber sagen, dass Wandler im Vergleich zu früher "härter" ausgelegt werden. Also eine geringere Wandlung (torque ratio) aber dafür auch weniger Schlupf haben.
Ebenso werden die Überbrückungskupplungen nicht mehr als 0/1 Kupplung ausgeführt sondern können geregelt Schlupf zulassen. Was frühes Überbrücken und Schlupfen beim Schalten ermöglicht. Wodurch neben anderen genannten Maßnahmen die Schaltvorgänge "verschliffen" werden können.
Außer dem Ruck nach vorne gibt es die plötzliche Reduzierung des Rad-Drehmomentes, bedingt durch den höheren Gang. Zum Sprit-Sparen werden die Schaltpunkte so tief gelegt, dass der nächste höhere Gang durch die dann niedrige Drehzahl einfach zu wenig Kraft auf die Räder bringt. Gut spürbar bei nicht so starker Beschleunigung. Also kein echter Ruck, aber es passt halt nicht ganz. Dabei war der eigentliche Schaltvorgang fehlerfrei.
Ein gutes Wandlergetriebe (oder ein kundiger Fahrer an einem Schaltmuffen - Handschaltgetriebe) hat keine Schaltrucke, weder beim Rauf, - noch beim Runterschalten, auch bei Volllast nicht. Schaltrucke entstehen dann, wenn Drehzahlen nicht angeglichen werden. Lässt man beispielsweise bei einem Handschalter die Kupplung schnell kommen und erhöht vorher die Motordrehzahl nicht, steht die Fahrzeugmasse gegen die Schwungmasse des Motors. Das erzeugt dann einen Ruck.