Automatik-Getriebe

Entstehung und Anwendung.

Die Geschichte der Automatikgetriebe reicht bis ins frühe 20. Jahrhundert zurück, als Ingenieure erste Experimente mit automatischen Gangwechselmethoden in Autos durchführten. In den 1920er und 1930er Jahren wurden erste Versuche unternommen, aber es war General Motors, das 1939 das erste echte Automatikgetriebe, das als Hydra-Matic bekannt wurde, einführte. Dieses Getriebe war ein Meilenstein, da es reibungslose Gangwechsel ohne manuelle Eingriffe des Fahrers ermöglichte.

Das Hydra-Matic-Getriebe wurde schnell populär und diente als Vorbild für viele andere Automobilhersteller. In den 1950er und 1960er Jahren setzten sich Automatikgetriebe besonders in den USA durch und wurden zum Symbol für Komfort und Modernität. In Europa und Asien dauerte es etwas länger, bis sich Automatikgetriebe durchsetzten, was auf unterschiedliche Fahrerpräferenzen und Straßenverhältnisse zurückzuführen war.

In den 1970er und 1980er Jahren wurden Automatikgetriebe durch die Einführung fortschrittlicherer hydraulischer Systeme und die ersten elektronischen Steuerungen weiterentwickelt. Diese Technologien verbesserten die Kontrolle über Gangwechsel und reduzierten den Kraftstoffverbrauch.

In den 1990er Jahren führte der Einsatz von Computern und Elektronik zu einer Revolution in der Getriebetechnik, da Automatikgetriebe nun in der Lage waren, sich an Straßenbedingungen und den Fahrstil des Fahrers anzupassen.

Im 21. Jahrhundert haben sich Automatikgetriebe kontinuierlich weiterentwickelt. Moderne Getriebe bieten verschiedene Fahrmodi, wie Sport-, Spar- oder Geländemodi, und ermöglichen eine manuelle Steuerung über Schaltwippen am Lenkrad. Neue Konzepte wie das stufenlose Getriebe (CVT) und das Doppelkupplungsgetriebe (DCT) kombinieren die Vorteile von Automatik- und Schaltgetrieben und bieten eine noch höhere Effizienz und Benutzerfreundlichkeit.

Aufbau und Funktionsweise.

Klassische Automatikgetriebe (mit Wandler- und Planetengetrieben).

Das klassische Automatikgetriebe, oft als Planetengetriebe bezeichnet, ist ein komplexes System, das aus mehreren Schlüsselkomponenten besteht:

• Planetenradsatz: Besteht aus einem Sonnenrad, Planetenrädern und einem Ringrad. Diese Anordnung ermöglicht verschiedene Übersetzungsverhältnisse je nach Antriebs- und Haltekomponenten.
• Kupplungen und Bremsen: Hydraulisch betätigte Komponenten, die den Kraftfluss steuern und Gangwechsel ermöglichen.
• Ölpumpe: Versorgt das Getriebe mit Drucköl, das für den Betrieb der Kupplungen und Bremsen erforderlich ist.
• Drehmomentwandler: Eine hydraulische Kupplung, die zwischen Motor und Getriebe sitzt. Sie besteht aus Pumpe, Turbine und Leitrad, die zusammen die Kraftübertragung vom Motor auf das Getriebe regeln.
• Steuerungssysteme: Das hydraulische System regelt den Flüssigkeitsfluss zu den Kupplungen und Bremsen, während das elektronische System, gesteuert von der Transmission Control Unit (TCU), Fahrparameter überwacht und die Gangwechsel steuert.

Stufenlose Automatikgetriebe (CVTs).

Das CVT (Continuously Variable Transmission) unterscheidet sich durch sein stufenloses Übersetzungsverhältnis:

• Kegelräder und Kette: Zwei Sätze von Kegelrädern und eine Kette ermöglichen eine stufenlose Anpassung des Übersetzungsverhältnisses.
• Hydrauliksystem: Steuert die Bewegung der Kegelräder und sorgt für sanfte Gangwechsel.
• Elektronisches Steuerungssystem: Überwacht Fahrparameter und steuert die Einstellung des Variators für optimale Leistung.

Doppelkupplungsgetriebe (DCT/DSG)

Doppelkupplungsgetriebe kombinieren die Eigenschaften von Automatik- und Schaltgetrieben: 

• Zwei Kupplungen: Eine für gerade Gänge und eine für ungerade Gänge, was schnelle Gangwechsel ohne Unterbrechung der Kraftübertragung ermöglicht.
• Zwei Eingangswellen: Ermöglichen die gleichzeitige Vorbereitung des nächsten Gangs.
• Schaltmechanismus: Zahnräder, die durch Hydraulikkreisläufe und Synchronisatoren gesteuert werden.
• Elektronisches Steuerungssystem (TCU): Überwacht Fahrparameter und steuert den Betrieb der Kupplungen und Gangwechsel.

Regenerationsprozess.

Die Regeneration von Automatikgetrieben umfasst mehrere Schritte:

1. Vorbereitung und Demontage: Das Getriebe wird vorgereinigt und dann zerlegt. Die Teile werden in speziellen Chemie- und Ultraschallwaschanlagen gereinigt.
2. Prüfung und Austausch: Nach der Reinigung werden die Teile auf Verschleiß und Schäden überprüft. Verschlissene Teile wie Kupplungen, Bremsen, Dichtungen und Lager werden ersetzt.
3. Mechatronik und Ventilblock: Diese Komponenten werden zerlegt, gereinigt und auf einem Prüfstand getestet. Verschlissene oder beschädigte Teile werden ersetzt.
4. Drehmomentwandler: Wird zerlegt, gereinigt und überprüft. Verschlissene Komponenten werden ausgetauscht, und der Wandler wird geschweißt und auf Dichtheit und Auswuchtung geprüft.
5. Endmontage und Qualitätskontrolle: Das Getriebe wird wieder zusammengebaut und auf Dichtheit, Funktion und Qualität geprüft.

Ursachen und Arten von Schäden

Symptome eines defekten Automatikgetriebes:

1. Verzögerte, ruckartige oder abrupte Gangwechsel
2. Keine oder eingeschränkte Gangschaltung
3. Fehlende oder verzögerte Reaktion beim Umschalten zwischen P-R-N-D-Modi
4. Ruckeln oder Stöße beim Umschalten zwischen P-R-N-D-Modi
5. Antriebsschlupf (Motor dreht hoch, Fahrzeug beschleunigt nicht entsprechend)
6. Antriebsschlupf, bei dem der Motor hochdreht, das Fahrzeug jedoch nicht beschleunigt
7. Ölaustritt aus dem Getriebe

Häufige Mängel an Automatikgetrieben:

1. Verschleiß von Reibscheiben, Kupplungen und Bremsen
2. Beschädigung des Drehmomentwandlers
3. Verschlissene oder beschädigte Ölpumpe
4. Undichte oder beschädigte Dichtungen
5. Defekte im Ventilblock oder der Mechatronik
6. Verschlissene oder beschädigte Lager
7. Fehlfunktion des elektronischen Getriebesteuergeräts