Getriebeentwicklung: Alle Neune!

Bei der Zahl der Rückwärtsgänge sind sich alle einig: Einer reicht. Bei den Vorwärtsgängen gilt hingen: Mehr ist mehr. Nachdem ZF vor einigen Jahren die Achtstufen-Automatik etabliert hat, bringt der Zulieferer nun die erste Automatik der Welt mit neun Vorwärtsgängen auf den Markt. Sie debütiert noch 2013 im Range Rover Evoque und im neuen Jeep Cherokee. Die neue Neungangautomatik zielt jedoch nicht auf eine noch komfortablere Kraftübertragung bei Fahrzeugen ab der oberen Mittelklasse, sie ist ausschließlich für Autos mit Frontantrieb und quer eingebauten Motoren konzipiert.

Es ist noch gar nicht so lange her, da hatten Automatikgetriebe drei, maximal vier Vorwärtsgänge. Nicht ganz zu unrecht galten sie damals, in den 1980er und frühen 1990er Jahren zwar als komfortabel, [foto id=“472447″ size=“small“ position=“left“]aber wenig wirtschaftlich und so lustfeindlich wie ein leichtes Narkotikum: Zum Aufpreis gesellten sich nämlich auch höhere Kraftstoffrechnungen und müdere Fahrleistungen durch den schlechteren Wirkungsgrad der Wandlerautomatik mit ihren großen Gangsprüngen.

Diese Zeiten sind längst vorüber, mittlerweile sind sechs Vorwärtsgänge selbst in der Kompaktklasse keine Seltenheit. Darüber steigt die Zahl der Übersetzungen dann auf bis zu acht Gängen in manchen Mittel- und vielen Oberklassemodellen. Nun legt der deutsche Zulieferer ZF noch einmal nach. Sein neues Getriebe mit Namen „9HP“ verfügt über neun Vorwärtsgänge und soll, so das Unternehmen, den Verbrauch gegenüber einer Sechsstufen-Getriebeautomatik um zehn Prozent bis hin zu 16 Prozent senken.

Die hohe Zahl an Übersetzungen trägt physikalischen und thermodynamischen Gesetzmäßigkeiten Rechnung. Zum einen verbraucht ein Verbrennungsmotor bei hohen Drehzahlen mehr als bei niedrigen Drehzahlen. Zum zweiten steigt seine Kraft mit zunehmender Drehzahl. Mit neun Gängen kommt der Motor bei jeder Geschwindigkeit jenem Drehzahl- und Lastniveau wieder etwas näher, in dem er am wenigsten verbraucht. Sind 80 km/h etwa mit einem Sechsganggetriebe in vier Gängen realisierbar, bieten sich beim ZF „9HP“ vielleicht fünf oder gar sechs an, von denen einer die optimale Übersetzung sehr gut trifft – sei es bergauf, im Anhängerbetrieb, beim Beschleunigen oder auch bei konstantem Tempo. ZF nennt hierfür konkrete Zahlen aus der „9HP“-Entwicklung für die Kompaktklasse. Liegen bei 120 km/h im höchsten Gang einer Sechsstufen-Automatik 2 890/min Umdrehungen an, rotiert die Kurbelwelle beim Einsatz des „9HP“-Getriebes nur 2 170 Mal pro Minute. Durch das niedrigere Drehzahlniveau [foto id=“472448″ size=“small“ position=“right“]sinken nicht nur der Verbrauch und der Ausstoß von Kohlenstoffdioxid (CO2)– laut ZF um immerhin 16 Prozent. Zugleich verschleißt der Motor weniger und die Fahrgeräusche nehmen ab – im Auto, aber auch für den Rest Welt entlang der Straße.

So richtig schwungvoll lässt sich aus dieser Drehzahl mit einem normal motorisierten Kompaktwagen oder einem SUV natürlich nicht beschleunigen. Denn die oberen Gänge des neuen Getriebes senken die Drehzahl so stark, dass das beschriebene Kompaktauto weit über 300 km/h schnell führe, wenn es denn genügend Kraft hätte, um im höchsten Gang bis 5 000/min oder gar 6 000 Umdrehungen zu beschleunigen. Die effektive Höchstgeschwindigkeit ist daher nicht im obersten Gang erreichbar, der in seiner Drehzahl senkenden Funktion dem guten „Overdrive“ vergangener Tage nahe kommt. Die weite Gangspreizung des Getriebes führt allerdings dazu, dass die Drehzahlunterschiede zwischen zwei oder drei Gängen erheblich geringer sind als von heutigen Automatikgetrieben gewohnt. Das sind gute Voraussetzungen für schnelle und komfortable Gangwechsel, die ZF durch eine besonders schnelle, übrigens in Eigenregie entwickelte, elektronische Steuerung vornimmt. Der Fahrer kann [foto id=“472449″ size=“small“ position=“left“]natürlich jederzeit selbst schalten, wobei besonders sportlich gesinnten Piloten entgegenkommt, dass auch das Hoch- oder Zurückschalten um mehrere Gänge möglich ist.

Das neue Getriebe ist für den Einsatz in Fahrzeugen mit quer eingebautem Frontmotor konzipiert und ist auf Eingangsdrehmomente von 200 Nm bis 480 Nm ausgelegt. Damit deckt es die Fahrzeugsegmente vom Kleinwagen bis hin zum Mittelklasse-SUV ab; die Kombination mit Start-Stopp-Systemen ist ebenso selbstverständlich wie die Erweiterung des Getriebes von Vorder- auf Allradantrieb. Hierfür hat ZF den abkoppelbaren Allradantrieb „ECOnnect“ entwickelt. Es ist sicher kein Zufall, dass das neue ZF-Getriebe Premiere in zwei SUV feiert: im Range Rover „Evoque“ und im neuen Jeep „Cherokee“.