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CVT-Getriebe

Am laufenden Band

Foto: Ford

Zwei Neukonstruktionen von Ford und Mercedes sollen dem stufenlosen Getriebe zum Durchbruch verhelfen.

18.01.2005

Stufenlose Getriebe, in der Technik kurz CVT (Continuously Variable Transmission) genannt, sind der Traum jedes Motorenbauers. Halten sie doch theoretisch für jede Fahrsituation die exakt passende Übersetzung parat, deren Wechsel zudem ruckfrei und ohne Zugkraftunterbrechung vonstatten geht. Das verspricht Vorteile bei Fahrleistungen, Komfort und Verbrauch.

Bisher konnten sich CVT-Getriebe nicht so recht durchsetzen. Das Rucken beim Anfahren und Rangieren als Folge der automatisch betätigten Reibkupplungen, vor allem aber das Beschleunigen mit konstanter Drehzahl, als Gummibandeffekt verspottet, fanden wenig Akzeptanz.

Neue CVT-Generation bei Ford, Eigenentwicklung bei Mercedes

Nun wagen Mercedes und Ford einen neuen Anlauf. Ford in Kooperation mit ZF, wo das Getriebe unter der Bezeichnung CFT 23 läuft. Im neuen Ford Focus wird es unter der Bezeichnung Durashift CVT exklusiv für den 1,6-Liter-TDCI angeboten (Aufpreis 1325 Euro).

Mercedes nennt seine Eigenentwicklung Autotronic. Sie wurde speziell für die beengte Einbausituation in der A-Klasse entworfen und ist für alle sechs Motorvarianten lieferbar (Aufpreis 1682 Euro). Mercedes spricht sogar von einer zweiten Generation von CVT und einer neuen Ära der Getriebetechnik.

Neu ist vor allem der Drehmomentwandler. Ähnlich wie die bekannten Stufenautomaten benutzen beide CVT als Kupplungselement zum Motor einen Wandler. Er ermöglicht weiches, ruckfreies Anfahren, auch am Berg, sowie sanfte und präzise Rangiermanöver. Ein wesentlicher Kritikpunkt an den bisherigen CVT wurde damit ausgeräumt. Außerdem bietet der Wandler beim Anfahren fast eine Verdoppelung des Drehmoments.

Das tut vor allem den im unteren Drehzahlbereich antrittsschwachen Turbomotoren gut. Wandler haben aber auch Nachteile: Sie sind groß, teuer und erhöhen den Verbrauch. Frühzeitige Wandlerüberbrückung hält den Verbrauchsnachteil in Grenzen. Als weiteren Vorteil dieser Maßnahme empfindet man die steife Ankoppelung an den Motor.

Dennoch gibt es häufiger als bei Schaltgetrieben Drehzahlschwankungen. Das hängt mit dem Variator zusammen, der immer auf der Suche nach dem optimalen Betriebspunkt ist. Beide Getriebe nutzen das bekannte CVT-Prinzip, das aus zwei mit einem Schubgliederband verbundenen Kegelscheibenpaaren (Variator) besteht. Es gestattet einen relativ weiten Übersetzungsspielraum. Die so genannte Spreizung macht beim Ford-Getriebe 6:1 aus, die Autotronic von Mercedes schafft sogar 6,4:1.

Maximale Drehzahlabsenkung spart Kraftstoff

Mit dieser Bandbreite sind sowohl eine hohe Anfahrübersetzung wie auch eine extreme Schongangcharakteristik bei hohen Geschwindigkeiten möglich. Beide Getriebe nutzen die Möglichkeit zu maximaler Drehzahlabsenkung, um Kraftstoff zu sparen. Dennoch erreichen die CVT-Varianten nicht ganz die Normverbrauchswerte der handgeschalteten Versionen. Hier zeigt sich, dass das CVT im Gesamtwirkungsgrad nicht besser als eine gute Wandler-Stufenautomatik arbeitet.

Ein weiterer Nachteil bisheriger CVT konnte gut kaschiert werden. Der Gummibandeffekt wird durch elektronisch gesteuerte Drehzahlnachführung reduziert. So steigt, wie gewohnt, beim Beschleunigen mit der Geschwindigkeit auch die Motordrehzahl an, mit Ausnahme von Vollgas (Kickdown). In diesem Fall steuert das Getriebe die für maximale Beschleunigung notwendige Höchstleistungsdrehzahl an.

All das regelt eine aufwendige Mechatronic. Sie erlaubt außerdem künstliche Getriebeabstufungen für manuellen Betrieb, in dem vorprogrammierte Variator-Stellungen abgerufen werden können. Beide CVT halten im manuellen Modus sieben Gänge bereit – für den, der stufenlose Getriebe immer noch nicht mag.

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