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Getriebesymposium „Mehr Getriebe, mehr Reichweite“

| Autor / Redakteur: Jan Rosenow / Jan Rosenow

Alljährlich Anfang Dezember treffen sich die Getriebetechniker beim Internationalen Getriebesymposium in Berlin. Rund 900 Teilnehmer tauschten sich über die Trends aus, wobei das dominierende Thema einmal mehr der Weg in die elektrische Mobilität war – und was das für die herkömmliche Antriebstechnik bedeutet.

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Eines vorweg: Die Zeiten, in denen die Getriebetechniker den Elektroantrieb als Feindbild sahen, weil er ihnen angeblich die Beschäftigungsgrundlage raubt, sind vorbei. Zum einen, weil sich das Fahren mit Strom nicht einmal ansatzweise so schnell und flächendeckend durchsetzen wird, wie manche Blütenträume anfangs vorspiegelten. Und zweitens, weil selbst ein Elektromotor noch effizienter arbeitet (und damit die Batterie etwas länger hält), wenn er mit einer Schaltbox zusammenarbeiten darf. „Mehr Getriebe im E-Auto – das bedeutet mehr Reichweite und weniger CO2-Emissionen“, rief Rolf Najork, Leiter Getriebeentwicklung beim Autozulieferer Schaeffler, den Teilnehmern zu.

Kein Showdown zwischen den Antrieben

Zwar kommt der Elektromotor prinzipiell sehr gut ohne Wechselgetriebe und Kupplung aus. Doch Untersuchungen von Schaeffler zeigen, dass schon eine simple Zweigangbox die Reichweite mit einer Batterieladung um acht Prozent steigern kann. Bei der begrenzten Energiedichte heutiger Batterien ist das ein echter Fortschritt. Und nicht zuletzt macht die zusätzliche Übersetzung es möglich, kleinere und leichtere E-Motoren zu verwenden, die noch dazu mit weniger oder ganz ohne Metalle der Seltenen Erden auskommen. Der Preis dieser Werkstoffe ist bekanntlich starken politischen Einflüssen ausgesetzt.

Die Zukunft, so führte Rolf Najork weiter aus, werde also keinen Showdown zwischen rein elektrischen und konventionellen Triebsträngen bringen, sondern viele Mischformen und eine gegenseitige Befruchtung zwischen beiden Welten.

Hier pflichtete ihm sein Kollege Dr. Stefan Kampmann, Leiter Elektro- und Hybridantriebe bei Bosch, zwar bei – er rief die Branche und vor allem die Autohersteller aber gleichzeitig auf, die Anzahl der Antriebskonzepte und vor allem die Vielfalt der Komponenten zu verringern. „Nur Standardisierung kann die Kosten für die E-Mobilität drücken“, sagte Kampmann. „Auch wenn es Kompromisse erfordert: Wenn wir das Thema in die Breite bringen wollen, müssen wir Standards entwickeln.“ Dadurch würden die Stückzahlen der einzelnen Komponenten deutlich steigen und die Produktionskosten sinken; Laut Kampmann ließen sich die Kosten für eine neue Technik beim ersten Generationswechsel um 30 und beim zweiten um weitere 20 Prozent senken.

E-Motoren und Zahnräder sinnreich kombinieren

Fast alle Vortragsreihen in Berlin befassten sich mit der Frage, wie sich Elektromotoren und Zahnradkombinationen auf möglichst sinnreiche und nutzbringende Weise miteinander verbinden lassen. Der japanische Ingenieur Kazuyoshi Hiraiwa von Kyowa Metal Works teilte in seinem Vortrag erst einmal alle einschlägigen Antriebskonzepte in zwei Grundbauarten ein: Übernimmt ein Verbrennungsmotor den größten Teil der Antriebsarbeit, ist nach wie vor ein komplexes Getriebe notwendig. Ist es dagegen der Elektromotor, dann genügt ein vergleichsweise einfaches.

Konzepte für die erstgenannte Bauart präsentierten unter anderem die Unternehmen DTI (zwei Gänge in Planetenbauweise, eine Kupplung), Oerlikon Graziano (vier Gänge in Vorgelegebauweise, Doppelkupplung), Getrag (zwei Gänge in Vorgelegebauweise, Doppelkupplung) und Drive System Design (DSD). DSD hat ein Dreiganggetriebe in automatisierter Bauweise entwickelt, dessen spezielle Synchronisierungen eine Lastschaltung erlauben sollen.

Hybridantrieb und Drehmomentwandler

Die andere grundsätzliche Bauart – Verbrennungsmotor als Hauptantrieb, Vielganggetriebe plus E-Maschine – fand ebenfalls breiten Raum in den Vorträgen. Hans-Jürgen Schneider von ZF stellte eine Hybrideinheit vor, die sich mit herkömmlichen Automatikgetrieben kombinieren lässt, ohne den Drehmomentwandler zu verdrängen. Denn der ist besonders bei Luxusfahrzeugen oder schweren SUV als Anfahrelement immer noch gefragt. ZF will diesen Bedarf mit einer kompakten Einheit aus Elektromotor und Trockenkupplung decken, die sich praktisch ohne Änderungen an Motor und Getriebe in den Antriebsstrang integrieren lässt. Die Trennkupplung zum Verbrennungsmotor wird von einem elektrischen Aktuator bedient. Der E-Motor soll deutlich stärker ausfallen als im bereits verfügbaren Hybridgetriebe von ZF, dem 8 P 70 H – 60 statt 40 kW. Der Zulieferer will dieses Konzept Herstellern anbieten, die keine komplette ZF-Box abnehmen oder auf andere Bauarten wie Doppelkupplungsgetriebe setzen. Ein Nachteil ist die insgesamt erhöhte Baulänge des Antriebs.

Magneti Marelli brachte ein automatisiertes Getriebe (AMT) mit integrierter Hybrideinheit ins Spiel. In dieser Kombination kann das AMT seine Stärke – den hohen Wirkungsgrad – ausspielen, ohne dass sein Nachteil – die Zugkraftunterbrechung beim Schalten – allzu deutlich wird. Denn der E-Motor gleicht mit seinem Drehmoment die Schaltpausen aus. So ähnlich funktioniert bereits der Antriebsstrang des Pegeuot 3008 Hybrid 4 – allerdings kommt hier ein sogenannter Axle-Split-Hybrid mit zum Einsatz (Verbrennungs- und Elektroantrieb sind achsweise getrennt).

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Die CO2-Emission weiter senken

Der japanische Zulieferer Jatco stellte in Berlin ein Hybridgetriebe auf Basis eines Siebengangautomaten vor, das im Infiniti M 35 h bereits zu kaufen ist. Ähnlich wie beim ZF-Pendant 8 P 70 H ersetzt eine elektrische Maschine den Drehmomentwandler. Allerdings haben die Japaner keine interne Schaltkupplung zum Anfahrelement umgewidmet wie ZF, sondern eine zusätzliche Kupplung zwischen E-Maschine und Planetensätze platziert. Das macht das Hybridgetriebe rund 50 Millimeter länger als die Ausgangsversion.

Das Internationale Getriebesymposium in Berlin zeigte erneut: Kaum ein Gebiet der Fahrzeugtechnik hat sich in den letzten Jahren so rasant entwickelt wie der Getriebebau – und ein Ende ist nicht abzusehen. Entsprechend selbstbewusst reagierten die Experten bei einer Blitzumfrage zum Thema: „Wie stark kann der Triebstrang (ohne elektrische Komponenten) den Kraftstoffverbrauch in Zukunft noch drücken?“ entschieden sich rund 32 Prozent der Anwesenden für bis zu zehn Prozent und weitere 19 Prozent für bis zu 15 Prozent Verbrauchssenkung.

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