- Überträgt Motorleistung auf die Räder und ermöglicht Rückwärtsfahrt.
- Setzt Motorkraft in Raddrehzahlen um, unabhängig von Antriebsart.
- Hauptwelle und Sekundärwelle nutzen Zahnräder verschiedener Größe für Übersetzungen.
- Antrieb umfasst Kupplung, Differential, Kardangelenk und Planetengetriebe.
Das Getriebe ist eine der zentralen komponenten eines Fahrzeugs und verantwortlich für die effiziente Übertragung der motorleistung auf die räder. Um seine rolle zu verstehen, lässt sich das prinzip eines Fahrrads heranziehen: Wenn man einen berg mit niedrigen gängen schwerer bewältigt oder bei flachem terrain mit höheren gängen leichter fährt.
Bei der führerscheinprüfung wird oft die frage gestellt: Welche rolle hat das getriebe? Und alle folgenden antwortmöglichkeiten sind korrekt: Es überträgt die kraft auf die räder, ermöglicht das rückwärtsfahren ohne den drehrichtungswechsel des motors zu verändern und erlaubt das stillstehen mit laufendem motor.
Übertragungssystem und die rolle des getriebes
Die übertragung eines autos nutzt das getriebe, um die vom motor erzeugte leistung in drehzahlen der räder umzuwandeln, mit dem ziel, das gesamte fahrzeug zu bewegen. Der prozess beginnt mit dem benzin im tank, das von der kraftstoffpumpe aufgenommen und durch injektoren in die zylinder eingespritzt wird.
Der motor vermischt den benzin mit der außeren luft durch das ansaugsystem, und durch eine zündfunke (oder durch kompression im fall von diesel) entsteht eine mini-explosion, die den kolben in bewegung setzt. Jeder kolben ist mit der pleuelstange verbunden, die aufgrund ihrer besonderen form als achse dient und die kraft in eine rotierende bewegung überführt.
Die rotierende bewegung der pleuelachse erreicht den schwungrad – eine metalplatte mit einfacher oder doppelter masse – die diese bewegung auf das getriebe überträgt, durch die kupplung, genauer gesagt die kupplungsscheibe.
Unterschied zwischen Antrieb und Getriebe
Es ist wichtig klarzustellen, dass der antrieb des fahrzeugs sich nicht auf das getriebe beschränkt. Das getriebe gehört zu einem komplexeren system, das kupplung, differential, kardanwelle und planetengetriebe umfasst. Alle diese komponenten arbeiten zusammen, um die kraftübertragung effizient sicherzustellen.
Funktionsprinzip und komponenten des getriebes
Die gesamte motorleistung läuft durch das getriebe, bevor sie die räder erreicht – unabhängig von der antriebsart (allrad, frontantrieb, heckantrieb oder awd). Die grundaufgabe des getriebes besteht darin, die geschwindigkeit und das drehmoment, das an die räder übertragen wird, zu steuern und sich an die verkehrsbedingungen anzupassen.
Innere struktur
Ein standardgetriebe hat zwei hauptwellen:
- Hauptwelle – nimmt die energie (rotationsbewegung) vom schwungrad auf
- Sekundärwelle – überträgt die verarbeitete kraft an die räder
Diese beiden wellen sind mit zahnrädern unterschiedlicher größe bestückt, die spezifische übersetzungsverhältnisse für jede gängeinstellung erzeugen.
Übersetzungen und funktionsweise der zahnräder
Das getriebe muss sich an zwei unterschiedliche anforderungen anpassen:
- Bei niedrigen geschwindigkeiten – benötigt es mehr drehmoment (z. b. beim anfahren in erster gang)
- Bei hohen geschwindigkeiten – aufgrund der trägheit ist nicht so viel drehmoment nötig, um die fortbewegung aufrechtzuerhalten
Für den ersten gang: Das zahnrad auf der hauptwelle (ca. 35 zähne) koppelt mit einem deutlich größeren zahnrad auf der sekundärwelle (ca. 55 zähne), was ein verhältnis von ca. 3,5:1 ergibt.
Erklärung des verhältnisses: Wenn die hauptwelle 3,5 mal dreht, dreht sich das zahnrad auf der sekundaërwelle nur einmal, was zu einem deutlich höheren ausgangdrehmoment führt. Dadurch liefert das getriebe an den rädern eine drehrate, die 3,5 mal niedriger ist als die motorumdrehung – bei deutlich höherem drehmoment.
System zum schalten der gänge
Der schalthebel betätigt eine oder mehrere gabeln, die die zahnräder gegeneinander verschieben und so die vordefinierte konfiguration für jeden gang auswählen. Mit zunehmenden gängen nähern sich die verbundenen zahnräder in der anzahl der zähne und größe, was eine sanfte reise und eine lineare beschleunigung ermöglicht.
In den gängen, in denen das verhältnis unter 1:1 fällt, hat das zahnrad der sekundärwelle weniger zähne als das primärrad, dreht sich schneller und liefert eine stabile cruisen-geschwindigkeit, was zu einer effizienteren kraftübertragung beiträgt.
Der einfluss der gangstufen auf den verbrauch
Die verbindung zwischen gangstufe und kraftstoffverbrauch ist direkt. Die leistungsklasse eines fahrzeugs wird durch drehmoment bestimmt, und der verbrauch hängt von der leistung/drehmoment ab, das der motor erzeugt.
Um ein 1,5-tonnes-fahrzeug vom stand zu bewegen, ist mehr leistung (drehmoment) erforderlich, als um es bei konstanter geschwindigkeit von 130 km/h zu halten. Aus diesem grund wird der höchste verbrauch typischerweise im städtischen verkehr gemessen, wo höhere übersetzungen zum start und beschleunigen benötigt werden.
Vorurteile zu leistung und verbrauch
Es gibt falsche vorstellungen über fahrzeuge mit viel leistung. Ein 1,8-l turbo benziner mit 220 ps kann genauso viel kraftstoff verbrauchen wie ein 3,0-l biturbo benziner mit 500 ps, wenn beide motoren unter denselben fahrbedingungen genutzt werden. Der unterschied liegt in der nutzung und in den momentanen anforderungen.
Praktisches beispiel von übersetzungsverhältnissen
Für eine klarere vorstellung folgt hier ein typisches beispiel von übersetzungen in einem sechs-gang getriebe:
- Gang 1: 3,78:1
- Gang 2: 2,12:1
- Gang 3: 1,36:1
- Gang 4: 0,97:1
- Gang 5: 0,77:1
- Gang 6: 0,65:1
- Rückwärtsgang: 3,25:1
Beachten Sie, dass der rückwärtsgang fast das gleiche verhältnis wie der erste gang hat, da man vom stand starten muss und daher ein größerer drehmoment benötigt.
Typen moderner getriebe
- Sequenzgetriebe
- Hydramatikgetriebe (ältere automatikgenerationen)
- DSG (Direct-Shift-Getriebe) – sehr geschätzt bei Volkswagen
- CVT (stufenloses Getriebe) – beliebt bei Toyota
- Getriebe mit Drehmomentwandler
- Robotergetriebe
Kosten- und wartungsunterschiede
Alle getriebe haben dieselbe grundfunktion – die kraft vom motor auf die räder zu übertragen – jedoch kosten sie nicht alle gleich viel und laufen auch nicht gleich. Eine automatikkupplung-getriebenes getriebe ist in der regel teurer als ein manuelles getriebe, aufgrund der komponenten-komplexität.
Moderne automatikgetriebe kommen mit zusätzlichen merkmalen:
- Zwei kupplungen, die direkt im öl arbeiten
- Mechatronik (bei manuellen getrieben nicht vorhanden)
- Drehmomentwandler (nur getriebenen automatikgetrieben spezifisch)
- Fortschrittliche elektronischen steuerungssysteme
Wartung des getriebes
Die wartungskosten variieren je nach marke und modell des fahrzeugs. Unabhängig davon, ob es sich um ein manuelles oder automatisches getriebe handelt, ist es essenziell sich daran zu erinnern, dass das getriebeöl regelmäßig gewechselt werden muss.
Das konzept des “Lifetime Oil” existiert nicht in der realität und ist lediglich eine marketingstrategie der hersteller. Das getriebeöl baut im laufe der zeit ab und muss ersetzt werden, um eine optimale funktion und langlebigkeit der komponenten zu gewährleisten.
Das verständnis der rolle und funktionsweise des getriebes kann helfen, beim kauf eines fahrzeugs informiertere entscheidungen zu treffen und die übertragung durch eine angemessene wartung in gutem zustand zu halten.
