Getriebetechnik: Neun-Gang-Automat mit Zukunftsperspektive
Neues Automatikgetriebe Alle Neune
Jetzt haben sich die Autofahrer gerade mal an den sechsten Gang beim Schaltgetriebe gewöhnt und mit acht Stufen bei der Automatik angefreundet - und schon legt die Industrie wieder nach: Binnen zwei Jahren will der Zulieferer ZF aus Friedrichshafen am Bodensee die weltweit erste Neun-Gang-Automatik in Serie bringen.
Dabei geht es Projektleiter Michael Ebenhoch nicht ums Wettrüsten und den Reiz der großen Zahl: "Getrieben war die Entwicklung vor allem vom Ziel der CO2-Minimierung", beteuert der Ingenieur. Deshalb hat seine Mannschaft zu Beginn der Arbeiten vor rund zwei Jahren über alle Variablen - die Zahl der Gänge, die Anzahl der Schaltelemente und die Anzahl der Radsätze im Getriebe - eine Simulation laufen lassen: "Aus über 1,5 Millionen Kombinationen war das die Beste", sagt Ebenhoch und klopft stolz auf ein Schnittmuster, an dem man die vier ineinander verschachtelten Radsätze und die sechs Schaltelemente erkennen kann. Zwei davon sind wie sonst nur beim Lkw-Getriebe als Klauen ausgelegt und haben deshalb besonders geringe Schleppverluste.
Weil das Getriebe neun Gänge hat, konnten die Ingenieure es auf der einen Seite besonders weit spreizen, der niedrigste Gang ist also besonders kurz und der größte besonders lang übersetzt. Trotzdem sind die Sprünge zwischen den einzelnen Fahrstufen ungewöhnlich gering. Deshalb kann die Automatik früher und schneller schalten als üblich und den Motor so näher an seinem optimalen Betriebspunkt halten. Das wirkt, verspricht Ebenhoch und berichtet im Normzyklus von durchschnittlich elf Prozent Kraftstoffeinsparung. In manchen Situationen, etwa bei konstant 120 km/h, fährt man mit dem neuen Getriebe sogar 16 Prozent sparsamer.
Bessere Beschleunigung, geringerer Verbrauch
Bei der ersten Testfahrt auf der Autobahn macht sich vor allem das niedrige Drehzahlniveau bemerkbar: Bei 120 km/h fährt man bereits im neunten Gang mit rund 2000 Touren - 700 Umdrehungen weniger als sonst.
Aber die Neun-Gang-Schaltung will nicht nur sparsam, sondern auch sportlich sein. Das merkt man beim Anfahren, beim Überholen und bei den kurzen Sprints auf der Beschleunigungsspur der Autobahn: Da überspringt das Getriebe mit nur 150 Millisekunden Verzögerung beim Runterschalten gleich mehrere Gänge, wechselt die Fahrstufen schneller als jeder Profi und bringt den Wagen spürbar flotter in Fahrt. "Von 0 auf 100 km/h gewinnen wir damit 0,6 Sekunden und beim Anfahren in den ersten vier Sekunden fast eine Fahrzeuglänge", berichtet Ebenhoch von den Messfahrten.
In seinen Augen hat die neue Automatik nicht nur für den Kunden, sondern auch für den Autohersteller Vorteile: Sie liegt mit ihren 86 Kilogramm zum Teil deutlich unter den Sechs-Gang-Automaten der Konkurrenz, die bis zu 120 Kilogramm wiegen. Und sie ist ungewöhnlich kompakt. Um das zu demonstrieren, hat ZF die nur 37 Zentimeter langen Prototypen nicht in eine Mittelklasse-Limousine wie den VW Passat, sondern in einen Mini montiert. "Kaum ein anderer Motorraum ist so eng wie dieser", erläutert der Projektleiter die Herausforderung: "Wenn unser Getriebe dort hineinpasst, dann bekommen wir es überall unter."
Wie ein Baukasten produziert
Außerdem besteht das Getriebe trotz der drei zusätzlichen Gänge mit seinen insgesamt etwa 360 Komponenten sogar aus weniger Einzelteilen. Das dürfte sich auch auf die Kosten auswirken, glaubt Ebenhoch: "Den Preis macht zwar am Ende der Fahrzeughersteller, aber wir haben bei der Konstruktion berücksichtigt, dass die Luft in diesen Segmenten ziemlich dünn ist." Es gebe deshalb keinen Grund, weshalb die 9-Gang-Automatik teurer sein sollte als eine mit sechs Stufen.
Konstruiert ist das Getriebe wie ein Baukasten für Leistungen bis etwa 250 PS und Drehmomente bis 480 Nm und kombinierbar mit Start-Stopp, Allrad- oder Hybridantrieb. Entsprechend rechnen sich die Spezialisten vom Bodensee große Chancen für die Zukunft aus: Eigens dafür und für den Acht-Gang-Automaten aus der Oberklasse bauen sie gerade eine neue Fabrik in Amerika, die so groß ist wie 16 Fußballfelder und pro Jahr zwischen 0,5 und 1,5 Millionen Stück produzieren soll. Allein für die Chrysler-Marken, die den Einbau des neuen Getriebes bereits bestätigt haben, dürfte das ein bisschen viel sein. Deshalb erzählen die Entwickler stolz, dass sie noch zwei weitere Verträge unter Dach und Fach haben und darüber hinaus "jede Menge ernsthafter Gespräche" führen.
Aber nicht nur bei den Automatikgetrieben schwören die Entwickler auf möglichst viele Gänge: Wenn im September auf der IAA in Frankfurt die nächste Generation des Porsche 911 Premiere feiert, bekommt er neben einer Automatik mit Doppelkupplung das erste Schaltgetriebe mit sieben Gängen. Auch in diesem Fall steht die Effizienzsteigerung im Vordergrund, wie man von den Entwicklern in Friedrichshafen hört. Die Innovation hat die Ingenieure aber vor ein ganz neues Problem gestellt "Wir mussten eine Schaltkulisse entwickeln, in der man sich auch mit dem zusätzlichen Gang auf Anhieb zurechtfindet", erzählt Ebenhoch.
