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Das stufenlose CVT-Getriebe arbeitet immer mit optimaler Übersetzung
Für die Antriebsqualität eines Autos ist mit entscheidend, wie die
Kraft des Motors den jeweiligen Fahransprüchen entsprechend übersetzt werden
kann: Die Übersetzung des Getriebes trägt dafür die Verantwortung. Das Ziel
der Getriebeauslegung ist dabei unter anderem, den Motor möglichst nahe am
optimalen Betriebspunkt, also der bestmöglichen Kraftstoffverwertung, zu
betreiben. Durch die prinzipbedingte Abstufung der Gänge mit den damit
verbundenen Drehzahlsprüngen kann ein optimaler Motorbetriebspunkt nur
kurzzeitig angefahren werden. Die Lösung verspricht ein stufenloses,
sogenanntes Continuously Variable Transmission-Getriebe (CVT). Stufenlose
Getriebe zeichnen sich dadurch aus, dass sie ohne Zugkraftunterbrechung quasi
unendlich viele “Gänge” bereitstellen, was sich positiv auf Komfort,
Fahrleistung und Verbrauch auswirkt. Darüber hinaus lassen sie sich einfacher
als Stufengetriebe in Regelkreise von Steuerungen einbinden.
Stufenlose Getriebe können auf verschiedene Arten dargestellt werden,
beispielsweise mechanisch, hydraulisch oder elektrisch. Nach heutigem Stand der
Technik sind vor allem mechanische Umschlingungsgetriebe für den Pkw-Einsatz
sinnvoll darstellbar. Diese Getriebe werden seit mehr als zehn Jahren in sehr
begrenztem Umfang für die Kraftübertragung in Autos verwendet.
So funktioniert ein stufenloses Umschlingungsgetriebe
Umschlingungsgetriebe werden deshalb so bezeichnet, weil ein
Schubgliederband oder eine Zugkette jeweils zwei kegelförmige Scheibenpaare
umschlingt. Das Drehmoment wird hier nicht wie in einem konventionellen Getriebe
durch formschlüssig ineinandergreifende Zahnräder sondern durch Reibschluss
übertragen. Die Übersetzungsänderung funktioniert über je eine axial
bewegliche Scheibe pro Scheibenpaar. Die bewegliche Scheibe ist als
Hydraulikzylinder ausgebildet. Die für die Kraftübertragung notwendigen
Anpresskräfte werden durch eine Hydraulikpumpe erzeugt. Je nach Position dieser
beweglichen Scheiben stellt sich ein bestimmter Laufradius des
Umschlingungsmittels und damit die zugehörige Übersetzung ein. Ein Vorteil
dabei: Eine Übersetzungsverstellung ist auch unter Last möglich.
Bisher waren diese Getriebe jedoch auf kleine Motorleistungen begrenzt und
deshalb nur für Kleinwagen geeignet. So lagen die maximal übertragbaren
Drehmomente bei Seriengetrieben bis vor kurzem noch unter 150 Nm. Heute ist es durchaus vorstellbar,
dass in den nächsten fünf Jahren stufenlose Getriebe mit 300 Nm oder mehr auf
den Markt kommen werden.
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