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Verbrauchseinsparungen bis zu 16 Prozent: Neungang-Automatikgetriebe für Pkw von ZF

An einem Pkw-Automatikgetriebe mit neun Gängen arbeitet Zulieferer ZF Friedrichshafen. Mit zwei Baureihen deckt es einen Drehmomentbereich zwischen 280 Newtonmeter und 480 Newtonmeter ab. Aufgrund eines Baukastenprinzips soll das Basisgetriebe nach Bedarf ergänzt werden können. So lassen sich auch in den engen Bauraumverhältnissen bei Front-Quer-Pkw verschiedene Anfahrelemente, Hybrid- und Allrad-Anwendungen kostengünstig umsetzen, erläutert der Zulieferer. Vorgestellt wurde das Neungang-Automatikgetriebe nun auf dem Internationalen VDI-Kongress Getriebe in Fahrzeugen 2011.

Einsparungen von bis zu 16 Prozent im Vergleich zu den heute üblichen Sechsgang-Automatikgetrieben im Front-Quer-Einbau lassen sich bei dem neuen Neungang-Automatikgetriebe (9HP) vor allem wegen der hohen Gesamtspreizung von 9,84 verwirklichen, heißt es. Trotzdem sollen sich durch die neun Gänge besonders kleine Gangsprünge realisieren lassen. Das wirke sich nicht nur positiv auf den Fahrkomfort aus, der Motor laufe zudem immer im verbrauchsoptimalen Drehzahlbereich. Im neunten Gang beispielsweise liegen bei 120 km/h 1900 1/min an, statt 2600 1/min wie bei einem Getriebe mit sechs Gängen, nennt der Zulieferer Fakten.

Die Gangzahl des Getriebes verwirklichte der Zulieferer mit vier Einfachradsätzen und sechs Schaltelementen. Da prinzipbedingt in Front-Quer-Pkw der Getriebe-Bauraum durch die Fahrzeugbreite begrenzt ist, sind die Radsätze im 9HP nicht auf der Längsachse angeordnet, sondern geschachtelt, erklärt das Unternehmen. Ergänzt worden sei dieses Konzept durch den Einsatz von hydraulisch betätigten Klauenschaltelementen, da diese ohne nennenswerten Einfluss auf die Getriebebaulänge integriert werden könnten und einen hohen Wirkungsgrad hätten. Der bessere Wirkungsgrad geht zudem aufgrund enger Gangstufung nicht wieder durch Schleppverluste aufgrund der komplexeren Bauweise verloren, betont das Unternehmen.

Als Standard-Anfahrelement kommt im 9HP ein Drehmomentwandler zum Einsatz. Ein mehrstufiges Torsionsdämpfersystem minimiere dabei die hydraulischen Verluste, indem es eine rasche Überbrückung der Wandlerkupplung bereits bei niedrigen Drehzahlen ermögliche. Das senkt den Verbrauch und erhöht Komfort sowie Fahrdynamik durch eine direkte Motoranbindung, heißt es. Für ein noch direkteres Fahrerlebnis seien zusätzlich alle Steuerungskomponenten auf kurze Reaktions- und Schaltzeiten unterhalb der Wahrnehmungsschwelle ausgelegt worden.

Auch direkte Mehrfachschaltungen lassen sich beim 9HP darstellen und geben dem Automatgetriebe einen sportlichen Charakter. Dabei lässt sich die Getriebesteuerung sowohl vom OEM als auch vom Endkunden beeinflussen: Schaltpunkte und Schaltdynamik sind sehr variabel - von komfortbetont und verbrauchsoptimiert bis sportlich.

Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit und Bauraumoptimierung verzichteten die Ingenieure nach Angaben des Unternehmens bei der Neuentwicklung auf ein vollintegrales Mechatronik-Modul für alle Sensoren, Aktuatoren und die elektronische Getriebesteuerung (EGS). Stattdessen entwickelt und fertigt der Zulieferer die EGS in Eigenregie. Sie ist getrennt vom hydraulischen Schaltgerät (HSG) an der Oberseite des Getriebegehäuses angebaut. Die Rechenleistung der EGS lässt sich bei Bedarf noch um 30 Prozent erhöhen, betont das Unternehmen. So sei das Neungang-Automatikgetriebe auch für zukünftig noch umfangreichere Softwarefunktionen gerüstet.

Um das neue Getriebe in möglichst vielen Fahrzeuganwendungen einsetzen zu können, ist es als Baukasten vorbereitet. Für den Allradbetrieb könne beispielsweise ein zusätzliches Verteilergetriebe angeschlossen werden. Hierfür hat der Zulieferer einen abkoppelbaren Allradantrieb (AWD Disconnect) entwickelt. Er soll den Hinterachsantrieb nur bei Bedarf zuschalten und auf diese Weise fünf Prozent Kraftstoff im Vergleich zum permanenten Allradantrieb einsparen. Auch sei das Neungang-Automatikgetriebe serienmäßig und ohne Zusatzölpumpe Stopp-Start fähig. Da beim Wiederstart lediglich ein Reibschaltelement geschlossen werden müsse, seien die Reaktionszeiten sehr spontan. Zudem soll das Getriebe simpel hybridisierbar sein. Auf Basis einer Parallelhybrid-Architektur werde der Drehmomentwandler durch einen elektrischen Motor ersetzt.

Kurzer Nachtrag: Mehr über das Neungang-Automatikgetriebe lesen Sie übrigens in ATZ 9/2011. Die Ausgabe erscheint am 2. September 2011.
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