Automatikgetriebe: Von der Fahrspaßbremse zur Hightech-Sparhilf

Autohersteller mittlerweile auch in kleinen Fahrzeugklassen verstärkt auf Getriebeautomaten, um Verbräuche und Abgasemissionen zu senken. Mit bis zu neun Gangstufen schalten moderne Automatikgetriebe heute zudem schneller als jeder Rennfahrer und ökonomischer als alle Schaltgetriebe.
Schon in der Frühzeit des Automobils offenbarte sich eine grundsätzliche physikalische Schwäche des Verbrennungsmotors: Egal ob Otto- oder Dieselmotor, beide Konzepte stellen Leistung und Drehkraft, beziehungsweise Drehmoment nicht bei jeder Drehzahl gleichmäßig zu Verfügung. Somit erkannten bereits Gottlieb Daimler und Carl Benz Ende der Achtziger des 19. Jahrhunderts, dass ein funktionales Automobil neben dem Motor für den Antrieb eine weitere mechanische Komponente benötigte: das Getriebe.
Das Getriebe hat die Aufgabe, die Drehzahl zu spreizen. Dazu ein Beispiel: Eine moderne leistungsstarke Limousine lässt sich bei geschlossener Kupplung in einem Geschwindigkeitsbereich zwischen fünf km/h und 250 km/h Höchstgeschwindigkeit bewegen.
Somit gehört Schaltarbeit seit jeher zu den unverzichtbaren Verrichtungen beim Autofahren. Als die Fahrzeuge im 20. Jahrhundert größer, die Motoren leistungsfähiger und der Anspruch der Kunden an den Komfort größer wurden, strengten die Autohersteller in den Dreißiger Jahren erste Überlegungen an, die lästige Schaltarbeit im wahrsten Sinn des Wortes zu automatisieren. 1939 stellte der amerikanische Hersteller Oldsmobile für den Custom 8 Cruiser die erste Getriebeautomatik in Serie vor. Mit zwei Gangstufen kostete dieser Komfortgewinn 57 Dollar Aufpreis.
Dank der hubraumstarken Motoren mit viel Leistung und hohem Drehmoment, die in Amerika zum Einsatz kamen, gewöhnten sich amerikanische Fahrer schnell an die Automatik. Für europäische und deutsche Autohersteller bildete die Automatik jedoch lange keine Alternative. Die eher kleinen Motoren der alten Welt verloren in Verbindung mit einer Automatik zu viel Leistung. Auch war der bauartbedingte Mehrverbrauch indiskutabel.
Doch als das Wirtschaftswunder nach dem Krieg immer größere und luxuriösere Automobile mit entsprechend Leistung hervorbrachte, entstand auch hierzulande eine Nachfrage nach automatischen Getrieben. Mercedes lieferte erstmals 1961 einen 220 SEb auf Wunsch mit Automatik aus. Die steigende Nachfrage rief die Spezialisten auf den Plan. 1965 bot die "Zahnradfabrik Friedrichshafen" (ZF) ihre erste Getriebeautomatik an, mit gerade einmal drei Gangstufen. Freilich kamen zu dieser Zeit auch noch so manches Schaltgetriebe mit drei Gängen aus. Vier Gänge galten für Handschalter als guter Standard. Fünfganggetriebe waren extremen Sportwagen vorbehalten.
Seit jeher bildet die sogenannte "Getriebespreitzung" die zentrale Herausforderung für Getriebeentwickler. Die Getriebespreitzung bezeichnet das Verhältnis zwischen der kleinsten und größten Übersetzung, die ein Getriebe ermöglicht. Je größer der Wert für dieses Verhältnis und je breiter die Spreizung, desto besser trifft das Getriebe den möglichst niedrigsten Drehzahlbereich, in dem der Motor optimal seine Leistung, beziehungsweise sein Drehmoment abgibt.
Heute bestimmen neun Gangstufen das Maß der Dinge. Längst haben die meisten Autobauer die Lösung einer so komplexen technischen Komponente den Getriebespezialisten übertragen. Mit Ausnahme von Mercedes. Während die Schwaben 2013 ihre eigene Neungangautomatik vorstellten, vertrauen die Wettbewerber Audi und BMW auf ZF.
Die Spezialisten vom Bodensee haben ihren Automaten für Fahrzeuge mit quer eingebautem Motor und Frontantrieb entwickelt. Damit deckt die Kraftübertragung potentiell zwei Drittel aller weltweit gefertigten Pkw ab. Das Getriebe ist keine 37 Zentimeter lang, wiegt je nach Übertragungsvermögen zwischen 78 Kilo und 86 Kilo. Die beiden Stufen übertragen maximal Kräfte von 128 kW/174 PS und 280 Newtonmeter Drehmoment, beziehungsweise 185 kW/251PS und 480 Drehmoment. Mercedes hat seine Neungangautomatik dagegen für den Längseinbau mit Heckantrieb ausgelegt. Dementsprechend überträgt die Box bis zu 1 000 Newtonmeter maximales Drehmoment. ZF beziffert das Sparpotenzial seines Neunganggetriebes mit bis zu 16 Prozent.
Ohne komplexe elektronische Steuerungen könnte auch die ausgeklügeltste Automatik ihr Sparpotenzial nicht ausschöpfen. Längst können die modernen Getriebeautomaten auch richtig sportlich, wie die Sportwagenhersteller von Aston Martin bis Porsche. Angesichts der sich ständig verschärfenden Grenzwerte für CO2-Emissionen pro Kilometer darf langfristig die Handschaltung als Auslaufmodell betrachtet werden. M. Keller/mid mid/mak