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Getriebe-Entwicklung bei Sportwagen

Schalten und schalten lassen

Jens Dralle, Cockpit Foto: Wolfgang Groeger-Meier 7 Bilder

Ein handgeschalteter BMW M6 aus den USA, einige einsame Landstraßen - Zeit genug, sich wieder einmal mit dem Thema Getriebe auseinanderzusetzen. Wie wechseln die Sportwagenfahrer zukünftig die Gänge? Eine Bestandsaufnahme mit Blick in die Glaskugel.

29.01.2014 Jens Dralle Powered by

Das sitzt: "Das manuelle Schaltgetriebe hat keine Zukunft“, sagt Jürgen Greiner, Leiter Entwicklung Automatikgetriebe bei ZF, "zumindest nicht bei Fahrzeugen mit längs eingebautem Motor und Hinterradantrieb."

Unterwegs im handgeschalteten BMW M6 F12

Und das gerade jetzt, wo es sport auto gelungen ist, BMW einen M6 mit Sechsgangschaltung aus den Rippen zu leiern. Allein die Vorstellung, ein 560 PS starkes Biturbo-Triebwerk buchstäblich bei den Hörnern zu packen, lässt Wohlgefühl und Spannung geradezu in Kaskaden den Rücken herunterrinnen.

Wer nun noch den Mut besitzt, dem ESP den Hahn abzudrehen, muss schon genau wissen, wie er das maximale Drehmoment von 680 Newtonmeter den Hinterreifen und dem Asphalt serviert, ohne dass irgendetwas zu Bruch geht. Ausgerechnet für die USA baut die M GmbH diese Variante, ebenso vom M5, beide schon in zweiter Generation. M-Chef Friedrich Nitschke erklärt, warum: "Die Nachfrage seitens potenzieller Kunden war groß, da es in den USA von besonderem Geschick zeugt, ein Fahrzeug mit Handschaltgetriebe zu fahren.“ Und wie hoch fallen die Verkaufszahlen tatsächlich aus?

"Speziell in der aktuellen Modellgeneration blieb der Verkaufserfolg hinter den Prognosen zurück“, gibt Nitschke zu und stellt zugleich infrage, ob die US-Kunden auch beim Nachfolger noch die Wahl haben sollen. Vermutlich nicht, denn die Ausrüstungsquoten mit Doppelkupplungsgetrieben (DKG) und Wandlerautomaten steigen stetig. Sofern der Hersteller noch eine Wahl lässt, lassen sich bis zu 95 Prozent der Käufer die Schaltarbeit abnehmen. Bei Sportwagen verwundert das schon, da in diesem Segment bekanntlich gern um jedes Gramm Gewicht gekämpft wird und beide Getriebe-Alternativen bis zu 50 Kilogramm mehr auf die Waage bringen, vor allem das Doppelkupplungsgetriebe. Die Hauptgründe: Schaltgeschwindigkeit und Effizienz.

Hoher NEFZ-Wirkungsgrad bei Doppelkupplungsgetrieben

"Ein Doppelkupplungsgetriebe kann die Gänge innerhalb von 80 Millisekunden wechseln und erreicht innerhalb des Neuen Europäischen Fahrzyklus (NEFZ) einen Wirkungsgrad von 93 Prozent“, erläutert Jürgen Greiner. Wandlerautomaten sortieren ihre Übersetzungen zwar nicht ganz so fix, erreichen aber denselben Wirkungsgrad. Zudem wiegen sie rund 30 Kilogramm weniger und kosten in der Applikation bis zu 20 Prozent weniger.

Warum also überhaupt noch einen Doppelkuppler aufwendig applizieren? Der ZF-Entwicklungsleiter antwortet so schnell, wie seine Getriebe schalten: "Das DKG gewährleistet vor allem bei Motoren, die höher als 7.000/min drehen, die mechanische Zuverlässigkeit.“

Bei dieser Drehzahl würden die Planetenradsätze eines Wandlerautomaten mit 15.000 Umdrehungen rotieren - zu viel, als dass man präzise prognostizieren könnte, wie lange das Getriebe hält. Abgesehen davon spricht das DKG spontaner auf Gaspedalbefehle an – ein klarer Fall für Sportwagen also. Doch diesbezüglich holte die aktuelle Generation von Wandlerautomaten bereits kräftig auf und bietet den höheren Komfort, etwa beim Anfahren oder beim Rangieren. Kurz gesagt: Die Doppelkupplungsgetriebe verdanken ihre Existenz im Sportwagenbereich vorwiegend hoch drehenden Motoren – und zum Teil auch dem Marketing.

Wie beispielsweise aus Porsche-Kreisen zu hören ist, könnte ein Panamera Turbo mit einem Achtgang-Wandlerautomaten etwas sparsamer fahren und ein paar Kilogramm weniger wiegen als mit dem serienmäßigen PDK. Übrigens: Bis zu einem maximalen Drehmoment von 300 Newtonmeter bietet wiederum das DKG gegenüber dem Wandler Effizienzvorteile. Porsche will dennoch an dieser Technologie festhalten, obwohl auch dort aufgeladene Exemplare mit niedrigerer Maximaldrehzahl die Hochdrehzahl-Triebwerke mittelfristig ersetzen. Entwicklungsvorstand Wolfgang Hatz schwärmt bereits heute vom Vierzylinder-Boxer-Turbo, der 2015 in Serie kommen dürfte.

Weitere Hybridisierung beim Getriebe geplant

Derzeit rauchen jedenfalls die Köpfe der Ingenieure, um das Siebengang-Doppelkupplungsgetriebe vor allem leichter und kompakter zu gestalten. Wer nun am Horizont einen Silberstreifen an ultraleichten Sportwagen sieht, wird enttäuscht: Die Gewichtsersparnis fressen Elektrokomponenten voraussichtlich wieder auf.

Da 2020 ein EU-Flotten-CO2-Ausstoß von 95 Gramm pro Kilometer droht, müssen sich die Hersteller bereits heute auf dieses Szenario vorbereiten. Mittel der Wahl: Elektro-Hybrid-Komponenten, die zum Teil Bestandteil eines Getriebes sind. Allein deshalb könnten sich für Porsche die Investitionen in das Projekt 918 Spyder lohnen. In dem Supersportwagen mit Plug-in-Hybrid-Technik arbeitet allerdings noch ein um 180 Grad gedrehtes PDK der aktuellen Generation.

Der handgeschaltete BMW M6 dagegen schmückt sich zwar mit allerlei Lametta, um Elektromotoren konnte er bislang einen Bogen machen. Sein 4,4-Liter-Aggregat kommt zur Not auch mit einem Schaltmuffel am Steuer klar, denn bereits ab 1.500/min steht das maximale Drehmoment zur Verfügung.

Arbeit macht Spaß

Doch um nicht selbst zu schalten, hätte es die Ausfahrt ja nicht gebraucht. Abgesehen davon, fällt es überhaupt nicht schwer, jeden Gangwechsel auszukosten. Die Gassen liegen so eng beieinander wie Reihenhäuser, beim Schaltvorgang leistet das Getriebe exakt so viel Widerstand, wie es erforderlich ist, damit der Fahrer merkt, dass er arbeiten muss – keine Spur von der übertriebenen Knorpeligkeit, die gern mal bei BMW-Testwagen auftaucht. Und wieder aufs Gas, das Heck zuckt, die 295er-Hinterreifen ringen um Grip. Unterdessen dreht der V8 mit seiner tiefen, reinen, bedrohlichen Stimme hoch, gibt hinsichtlich Leistungsentfaltung und Drehfreude keinerlei Hinweise auf sein aufgeladenes Wesen.

Klar, all das erlaubt das Doppelkupplungsgetriebe ebenfalls, langweilt aber in der Grundeinstellung mit dem verbrauchsgetriebenen, sofortigen Hochschalten bis in die siebte Stufe – und beim Abfordern der Leistung wird es dann hektisch. So versucht das DKG jedenfalls, den Normverbrauch von 9,9 L/100 km hinzumogeln. In der Praxis erreicht das wohl kaum ein M6-Fahrer, mit Schaltgetriebe erst recht nicht.
Ob also eine einfache Erhöhung der Gangzahl nicht ausreichen würde, um künftige Emissionsvorgaben zu erreichen? Laut Jürgen Greiner ist dafür eher die Gesamtübersetzung ausschlaggebend, nicht die Anzahl der Gänge. Demnach arbeitet ZF derzeit an einem direkten Nachfolger des 8HP-Wandlerautomaten, wie er bei BMW angeboten wird.

Hierbei will der Zulieferer vor allem Fortschritte beim Gewicht erzielen, der Wirkungsgrad könnte sich nochmals um zwei Prozent erhöhen. Exotische Materialien verkneift sich ZF allerdings: "Auf diesem Gebiet machen wir keine Experimente, da sind wir heute schon sehr nahe am Optimum. Unsere Ziele lassen sich durchaus mit den heutigen Materialien und dem konsequenten Einsatz von Dünnblech- und Dünngusstechnologie erreichen“, sagt Greiner. Dadurch soll das Gewicht des 8HP um gut 20 Prozent sinken.

Es bleibt beim BMW-DKG

Ein Einsatz in den M-Modellen dürfte vorerst auch dieser Generation verwehrt bleiben, da sich die Sport-Abteilung bis auf Weiteres der Kombination aus hohen Drehzahlen und Aufladung verschrieben hat. Ausnahme: Die M Performance-Modelle, bei deren Entwicklung der Einsatz auf der Rennstrecke nicht im Fokus stand. M3 und M4 bekommen jedenfalls gegen Aufpreis das aus M5 und M6 bekannte Doppelkupplungsgetriebe, das übrigens von Getrag zugeliefert wird.

Auch Ferrari nutzt die Getrag-DKG – die bereits die manuellen Getriebe vollständig verdrängt haben. Als Nächstes streicht Lamborghini das manuelle Getriebe. Zuletzt war es noch für den Gallardo im Angebot, dessen Produktion gerade eingestellt wurde. Immerhin muss der Nachfolger seinen Fahrer nicht mehr mit dem automatisierten Schaltgetriebe E-Gear ärgern, sondern bekommt ebenfalls ein DKG.

Kein Schaltspaß in anderen Ländern

Treiben also kommende Verbrauchsvorschriften und Abgasnormen das Schaltgetriebe vollständig ins Abseits? Greiner gibt Entwarnung: "Nein, bei Fahrzeugen mit quer eingebautem Motor und Frontantrieb dürfte sich der Anteil weltweit bei rund 50 Prozent einpendeln.“ Das rührt häufig jedoch von wirtschaftlichen Gründen her, zum Beispiel in Märkten wie China und Indien. Der Fahr- oder genauer der Schaltspaß spielt dabei eine völlig untergeordnete Rolle.

Im M6 steigt die Stimmung dagegen mit jedem Meter, vor allem das Herunterschalten beim Anbremsen vor Kurven gibt das verloren geglaubte Triumphgefühl über die Bestie Auto zurück. Zugegeben, als kleine Hilfe gibt der M6 automatisch Zwischengas, doch im Sport-Plus-Modus liegt auch diesbezüglich die volle Verantwortung beim Fahrer. Um Missverständnissen vorzubeugen: Das DKG schaltet um Lichtjahre schneller und kann im Berufsverkehr eine echte Erleichterung sein, zumal so ein M6 ohnehin recht viel Komfort bietet.

Doch gerade das weniger perfekte Schaltgetriebe fördert noch etwas mehr von der schwarzen Seele eines M6 zutage, die ihm allein aufgrund der absurden Motorleistung innewohnt.

Vor- und Nachteile eines Doppelkupplers

Das Doppelkupplungsgetriebe bietet vor allem dann eine höhere mechanische Zuverlässigkeit, wenn es an einen Hochdrehzahlmotor gekoppelt ist. Gegenüber einem Wandlerautomaten ist es allerdings um rund 30 Kilogramm schwerer und in der Applikation um bis zu 20 Prozent teurer.

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