Neues aus der Schaltzentrale: Entwicklung beim Automatikgetriebe

Darmstadt (dpa/tmn) – Früher hatten Automatikgetriebe im Auto drei oder maximal vier Gänge. Heute gibt es schon Neungang-Automaten, etwa bei Mercedes. Und VW plant ein Direktschaltgetriebe mit zehn Gängen. Folgen bald zwölf oder mehr?

Am häufigsten lassen sich in Deutschland die Wandlerautomatik (Stufenautomatik) und das Doppelkupplungsgetriebe (DKG) finden. Die Wandlerautomatik ist die klassische Automatik, das DKG eine Variante, die vor einigen Jahren erstmals in Autos verbaut wurde. Die Stufenautomatik ist laut Stephan Rinderknecht, Professor am Institut für Mechatronische Systeme im Maschinenbau an der TU Darmstadt, ein hydraulisches System mit Drehmomentwandler.

Der Wandler dient als «separates Anfahrelement». Das heißt, er sorgt dafür, dass das Drehmoment auch bei unterschiedlichen Drehzahlen übertragen wird und dass die Motorkraft in jeder Lage auch auf der Straße ankommt. Es ist recht aufwendig und teuer: «Eine Wandlerautomatik kostet, als Faustregel, rund den doppelten Aufpreis wie ein DKG», sagt Helmut Klein vom ADAC.

Das Doppelkupplungsgetriebe ist im Prinzip ein weiterentwickeltes Schaltgetriebe – mit allen Vor- und Nachteilen. Während man noch in dem einen Gang fährt, wird der nächste schon voreingelegt, und dann wird nur noch überblendet. Die Folge ist, dass das Auto fast ohne Zugkraftunterbrechung vorankommt. Laut Rinderknecht nutzt es die beiden zentralen Kupplungen gleichsam zum Schalten und Anfahren. Klein fügt hinzu: «Es ist die ideale Kombination aus Komfort und geringem Gewicht.» Lediglich beim Anfahren gibt es leichte Komforteinbußen gegenüber der Wandlerautomatik. Aber laut ADAC ist das DKG sparsamer: «Bei gleicher Motorisierung kann der Unterschied 0,5 bis 1,0 Liter ausmachen», sagt Klein.

Die Elektrifizierung in der Autobranche schlägt sich auch im Getriebebau nieder: In Hybrid-Autos springt ein Elektromotor dem Verbrenner zur Seite, dadurch ist dieser weniger gefragt, es muss nicht so oft geschaltet werden. Durch den E-Motor ergebe sich für den Verbrenner ein günstigerer Betriebspunkt, sagt Rinderknecht. So sind weniger Schaltstufen notwendig, und der Spritverbrauch sinkt. «Im Zuge der Elektrifizierung werden wir weniger Gänge sehen», sagt der Fachmann. So kombinieren etwa Audi und VW bei ihren Plug-in-Hybriden nur noch sechs Gänge. Mechanische Bauteile im Getriebe könne man im Zuge der Elektrifizierung zum Beispiel auch einsparen, wenn Rückwärtsfahren nur durch Umpolen der Spannung rein elektrisch funktioniert, sagt Greiner

Aber auch bei den Verbrennern spricht einiges gegen mehr als zehn Stufen. «Im Bereich von acht bis neun Gängen sind Aufwand und Ergebnis in einem sehr guten Gleichgewicht», sagt Greiner. Es komme bei der Getriebeentwicklung nicht darauf an, wie viele Gänge es sind, «sondern wie groß die Spreizung ist und wie fahrbar das dann ist».

Je weiter die Spreizung der Übersetzungen, desto eher kann ein Fahrzeug bei niedriger Drehzahl schnell fahren. Die Folge: Der Verbrauch sinkt. Bisher optimierte eine Verfeinerung bei den Schaltvorgängen den Spritverbrauch. Doch das Ende bei den Gangzahlen scheint erreicht: «Eine Gangspreizung deutlich über der unserer aktuellen Getriebe wäre eher kontraproduktiv», sagt Greiner. Weitere Gangstufen würden nur noch minimale Vorzüge bringen – etwa beim Verbrauch. Sie «wären aber durch mehr Gewicht und mehr Verlustleistung zu erkaufen». Das sieht auch Rinderknecht so: Noch mehr Gänge bedeuteten tendenziell mehr Gewicht, das schmälere die Effizienz. «Und das häufige Schalten fühlt sich irgendwann auch zu nervös an.» Bei reinen Elektroautos besteht dieses Problem übrigens nicht: Sie benötigen kein Getriebe, weil sie ihr maximales Drehmoment schon zu Fahrtbeginn abgeben können.

Fotocredits: Andrea Warnecke,Felix Kästle,ZF Friedrichshafen,ZF Friedrichshafen