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50 Jahre Automatgetriebe von ZF

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1982: 4HP – Effizienz wird immer wichtiger

Schon die Entwicklung des 4-Gang-Automatgetriebes (4HP22) Ende der siebziger Jahre war wesentlich durch die zu erzielende Verbrauchseinsparung motiviert. Der vierte Gang konnte länger übersetzt werden, ohne dass das Fahrzeug an Beschleunigungsvermögen verlor. Ein wesentlicher Teil des geringeren Verbrauchs war auch auf die Einführung einer Wandler-Überbrückungskupplung zurückzuführen. Zugleich läutete ZF mit dem zwischen 1982 und 1990 gebauten 4-Gang-Automatgetriebe einen Paradigmenwechsel bei der Getriebesteuerung ein: Erstmals ersetzten Ingenieure die mechanisch-hydraulischen Aktuatoren durch ein elektrohydraulisches Steuerungssystem. Dies war mit entscheidend, um die Schaltzeiten signifikant zu verkürzen – und hob Automatgetriebe auch unter fahrdynamischen Aspekten auf eine neue Ebene. Zudem senkte die neue Steuerung den Kraftstoffverbrauch der Fahrzeuge gegenüber dem 3HP um etwa vier Prozent.

Der Serienanlauf des 4HP22 erfolgte 1982 bei BMW, zunächst mit hydraulischer Steuerung. Ein Jahr später musste sich die elektronische Variante in Serie bewähren. In der Folge wurden Varianten des Getriebes bei rund einem Dutzend OEMs A wie Audi bis V wie Volvo eingesetzt. War die für Front-Quer-Einbau entwickelte Variante des 3HP noch vor allem bei Herstellern mit geringen Stückzahlen im Einsatz, wurde dieses Segment mit 4HP14 und 4HP18 kommerziell äußerst erfolgreich bedient. Erstmals entstand für Audi ein Allrad-Getriebe mit integriertem Verteilergetriebe und Frontabtrieb. Das damit ausgerüstete Modell, der Audi V8, begründete den Einstieg von Audi in die automobile Oberklasse. Eine weitere Besonderheit stellte das 4HP22HL dar, das zunächst exklusiv für den Porsche 964 entwickelt wurde. Eine „Tiptronic“ gab dem sportlichen Fahrer die Möglichkeit, die Gänge per Tastendruck selbst zu wählen, obwohl die Schaltung selbst vollkommen automatisch erfolgte. Das 4HP war das letzte Automatgetriebe von ZF, das sich für den Längseinbau in Fahrzeugen mit Heckantrieb und für den Front-Quer-Einbau eignete.

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1990: 5HP – Getriebe werden intelligent

Schon in den achtziger Jahren zeigte sich, dass künftige Getriebe nur noch elektronisch zu steuern sind. Folgerichtig wurde das erste 5-Gang-Automatgetriebe, das 1990 in Serie ging, von Anfang an so konzipiert, dass die Möglichkeiten der Elektronik genutzt werden konnten. Ein Beispiel dafür ist die reduzierte Anzahl der Freiläufe: Waren beim 4HP noch drei Freiläufe im Einsatz, um Schaltvorgänge zu erleichtern, kam das 5HP mit einem einzigen für den Übergang vom ersten in den zweiten Gang aus. Alle anderen Schaltungen wurden durch die elektronische Regelung so überwacht, dass ein übermäßiger Schaltruck auszuschließen war. Zudem verzichtete man beim 5HP19 wieder auf den Torsionsschwingungsdämpfer, weil die Wandler-Überbrückungskupplung elektronisch so geregelt werden konnte, dass gezielt erzeugter Schlupf unerwünschte Drehschwingungen kompensierte.

Für den Fahrer viel offensichtlicher wurde der Einsatz der Elektronik durch die Einführung der ersten adaptiven Getriebeschaltung. So erkannte die Elektronik beispielsweise anhand der Fahrwiderstände, wenn die Fahrt bergauf oder bergab führte. An Steigungen oder bei Anhängerbetrieb wurden die Schaltpunkte zu höheren Drehzahlen verschoben.

Serienreife ab dem Jahr 1996

Seine Premiere im Fahrzeug erlebte der 5-Stufen-Automat in der Ausführung 5HP18 bei BMW, ein Jahr später folgte das 5HP30. Die Variante 5HP19FL war für Frontantriebsfahrzeuge mit längs eingebautem Motor gedacht. Der Serienanlauf erfolgte 1996, fast zeitgleich für die Kunden Audi und Porsche – wobei es sich beim Porsche Boxster um ein Mittelmotor-Fahrzeug handelte. Das Segment der in den neunziger Jahren stark wachsenden Allrad-Straßenfahrzeuge wurde mit der Variante 5HP19FLA bedient, die ab 1996 in den Vierradversionen des VW Passat und der Audi-Baureihen A4 und A6 zum Einsatz kam. Das 5HP19 war so kompakt, dass es als Sonderkonstruktion ab 1999, wenn auch nur für wenige Jahre, in einigen Versionen des Porsche 911 verbaut wurde. Mit dem 5HP18 erreichte ZF eine weitere Effizienzsteigerung von bis zu fünf Prozent. Die großen Fortschritte in puncto Leistung, Komfort, Effizienz und Fahrdynamik konnten jedoch über eine Tatsache nicht hinwegtäuschen: Bislang hatte jede neue Automatgetriebegeneration auch zu mehr Bauelementen – vornehmlich Kupplungen, Bremsen, Radsätze und Freiläufe – und folglich zu höherem Gewicht geführt. So wog das 5HP24 Mitte der neunziger Jahre fast doppelt so viel wie das 3HP12 von 1965. Vor diesem Hintergrund kam eine evolutionäre Weiterentwicklung für ZF nicht länger in Frage.

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