Vor den frühen 2000er Jahren war ein schweres Nutzfahrzeug mit etwas anderem als ein manuelles Getriebe war fast unbekannt. Seitdem ist die Nachfrage nach automatisierten Schaltgetrieben (AMTs) gestiegen; zunächst allmählich, dann schneller, als die Technologie reibungsloser und zuverlässiger wurde.
Den Flotten wurde zunehmend bewusst, welche Vorteile der Einsatz von AMTs bietet: Sie sind unter Umständen effizienter als Fahrzeuge mit Handschaltgetriebe, und außerdem können sie von neuen, weniger erfahrenen Fahrern bedient werden, wodurch sich der Kreis geeigneter Kandidaten vergrößert – eine Entlastung, die Flotten angesichts des Fahrermangels gern in Anspruch nehmen.
Heute sind AMTs bei den meisten neuen Nutzfahrzeugen, die vom Band laufen, serienmäßig verbaut. Trotz dieses Trends sind Lkw mit manueller Schaltung für viele Flotten jedoch immer noch attraktiv.
„Wir sehen weiterhin eine Nachfrage nach manuellen Getrieben von Flotten mit erfahrenen Fahrern und in speziellen Anwendungen wie Schwertransporten oder anspruchsvollen Einsätzen“, sagt Becky Parsons, Global Clutch Product Strategy Manager bei der Eaton Vehicle Group.
Um zu bestimmen, ob Lkw mit manueller Schaltung oder AMT die beste Lösung sind, müssen Flotten eine Reihe von Faktoren berücksichtigen.
Grundlagen der Getriebespezifikation
Für manche Flotten können manuelle Getriebe dennoch sinnvoller sein. Dies kann bei Flotten mit einem großen Pool erfahrener Fahrer der Fall sein, die lieber einen Lkw mit Kupplungspedal als mit AMT fahren, oder bei Flotten, deren Fahrzeuge in extremeren Arbeitszyklen eingesetzt werden.
Die Einsatzgebiete des Lkws sind eine der wichtigsten Überlegungen bei der Spezifikation des Getriebes. Dies kann besonders kritisch sein, da einige AMTs in ihrem Drehmoment begrenzt sind.
„Kunden müssen sich überlegen, für welchen Einsatzzweck die Lkw vorgesehen sind“, sagt Chad Seth, Vertriebsleiter für Lkw bei Rihm Kenworth. „Insbesondere ein Lkw, der einen End- oder Seitenkipper zieht, benötigt möglicherweise einen bestimmten AMT-Typ oder ein vollautomatisches Allison-Getriebe, da eine niedrige Übersetzung erforderlich ist. Einige AMTs haben nur begrenzte Drehmomentkapazitäten.“
Während ein AMT möglicherweise nur ein maximales Drehmoment von 2.000 Nm bewältigen kann, könnte ein manuelles 18-Gang-Getriebe bis zu 2.350 Nm bewältigen, sagte Seth.
Die Mehrheit der Flotten ohne extremen Drehmomentbedarf kann jedoch durch den Wechsel von manuellen Getrieben zu AMTs Verbesserungen in nahezu allen Effizienzparametern erwarten. Dies liegt vor allem daran, dass Fahrer – ob erfahren oder nicht – die Funktionen von AMTs zur Verbesserung der Effizienz leichter nutzen können.
„Der größte Unterschied zwischen AMTs und Handschaltgetrieben besteht darin, dass der Lkw-Erstausrüster bei AMTs mehr Merkmale und Funktionen in den kritischen Bereichen Ansprechverhalten, Leistung und Kraftstoffeffizienz bereitstellen kann“, bemerkt Johan Agebrand, Produktmarketingleiter bei Volvo Trucks North America.
Mit der richtigen Schulung können Flotten davon ausgehen, dass mehr ihrer Fahrer die AMT-Funktionen nutzen und so ihre Leistung verbessern, fügte er hinzu.
„Bei den besten 5 bis 10 Prozent der Fahrer mit manueller Schaltung wird sich die Leistung mit einem AMT vielleicht nicht drastisch verbessern, bei den anderen 90 bis 95 Prozent ist das jedoch ganz sicher der Fall“, so Agebrand.
Er wies auch darauf hin, dass Volvo einen Fernprogrammierdienst anbietet, der es Flotten ermöglicht, die Parametereinstellungen von Volvo AMTs zu ändern, um den Lkw für einen bestimmten Einsatzzweck zu optimieren.
„Das ist sinnvoll, wenn die Aufgaben einer Flotte hinsichtlich Gewicht, Topografie und anderen Faktoren variieren“, erläuterte Agebrand. „Jeder Lkw kann so angepasst werden, dass er je nach Aufgabe optimale Kraftstoffeffizienz, Produktivität und Fahrbarkeit bietet.“
In Fällen, in denen ein Lkw über den Großteil seiner Lebensdauer für einen festgelegten Einsatzzweck vorgesehen ist, kann die Flotte sich dafür entscheiden, das Getriebe für diesen speziellen Betriebszyklus zu spezifizieren.
„Wenn Ihr Fahrzeug im OTR-Bereich (Over the Road) eingesetzt wird, stellen Sie sicher, dass Ihr AMT für die Straßengeschwindigkeiten ausgelegt ist, denen es ausgesetzt ist“, sagte Len Copeland, Produktmarketingmanager in Detroit. „Auch wenn Sie Schwertransporte durchführen, stellen Sie sicher, dass das ausgewählte Getriebe für die Gewichte und Betriebsbedingungen ausgelegt ist, denen es ausgesetzt ist. Die Auswahl des richtigen AMT ist sowohl für den Flottenbetrieb als auch für die Zufriedenheit des Fahrers wichtig.“
Einige AMTs für den beruflichen Einsatz bieten beispielsweise einzigartige, auf den beruflichen Markt zugeschnittene Funktionen wie den Offroad-Modus und den Freischaukelmodus.
Obwohl die Mehrheit der neu ausgelieferten Nutzfahrzeuge mit AMTs ausgestattet ist, sind auch heute noch viele Lkw mit manueller Schaltung auf den Straßen unterwegs. Außerdem muss berücksichtigt werden, dass ältere Lkw-Modelle noch immer von Flotten betrieben werden. Das bedeutet, dass Flottentechniker in absehbarer Zukunft in der Wartung und Instandhaltung sowohl von AMTs als auch von manuellen Schaltungen geschult werden müssen.
Obwohl es offensichtliche Unterschiede zwischen beiden gibt, sind sich AMTs und Handschaltgetriebe ähnlicher, als es auf den ersten Blick scheint. Eine der wichtigsten Gemeinsamkeiten, auf die sich Flottenwartungsabteilungen konzentrieren sollten, ist die Kupplung.
Getriebe für Nutzfahrzeuge
Kupplungsbetätigung
Für einen Fahrer, der einen Lkw mit manueller Schaltung oder AMT fährt, ist der Unterschied offensichtlich: Der eine hat ein Kupplungspedal, der andere nicht. Ähnlich wie beim Fahren eines Lkw mit vollautomatischem Getriebe erfordert ein AMT nur die Verwendung der Gas- und Bremspedale. Damit enden jedoch die Ähnlichkeiten; AMTs ähneln in ihrer mechanischen Funktionsweise eher einem manuellen als einem automatischen Getriebe.
Laut Allison Transmission nutzt ein Automatikgetriebe einen hydraulischen Drehmomentwandler, um den Motor mit einem Planetengetriebe zu verbinden. Ein AMT hingegen nutzt ein Standard-Schaltgetriebe mit elektrischer oder pneumatischer Kupplungsbetätigung.
Mit anderen Worten: Ein Automatikgetriebe in einem Lkw sorgt wie ein Automatikgetriebe in einem Pkw für eine gleichmäßige, nahezu konstante Beschleunigung. Ein AMT hingegen schaltet wie ein Lkw mit herkömmlichem Schaltgetriebe, bei dem die Beschleunigung während des Schaltens pausiert.
„Mechanisch gibt es keinen Unterschied [zwischen manuellen und AMT-Getrieben]“, erklärte Agebrand von Volvo. „Bei einem AMT bedienen jedoch die Computer des Fahrzeugs die Kupplung, während bei einem manuellen Getriebe der menschliche Fahrer die Kupplung bedient. Die Algorithmen in den heutigen AMTs sind so gut, dass das AMT beim eigentlichen Schalten und der Auswirkung auf die Kupplung in 100 Prozent der Fälle einen technisch perfekteren Schaltvorgang durchführt.“
AMTs verwenden ein Steuermodul zusammen mit einem mechanischen oder pneumatischen Schalter, um die Kupplung selbst zu betätigen, sagte Copeland aus Detroit. Dadurch kann das Getriebe die Gänge so effizient wie möglich wechseln. Einige AMTs, fügte er hinzu, bieten mehrere Fahrmodi, damit der Fahrer die Kontrolle über die Schaltung des Getriebes behält.
Effizienteres Schalten, um bei Bedarf immer den richtigen Gang einzulegen, bedeutet, dass AMTs häufiger schalten. Die Hersteller haben dies berücksichtigt, indem sie andere Kupplungsmaterialien verwenden als die, die traditionell für eine manuelle Getriebekupplung verwendet werden.
„Manuelle Kupplungen bestehen aus einer halbmetallischen Zusammensetzung, während AMTs ein organisches Fasermaterial verwenden, da sie aufgrund der unterschiedlichen Schaltstrategien häufiger schalten, was ein sanfteres Ein- und Auskuppeln erfordert, als es eine metallische Kupplung bieten kann“, sagte Copeland.
Zum zusätzlichen Schutz verfügt ein AMT-System laut Parsons von Eaton auch über einen Kupplungstemperaturschätzer, mit dem es übermäßigen Verschleiß der Kupplung und verwandter Komponenten vermeiden soll.
Manuelle Getriebe verfügen tendenziell über weniger Sensoren und verlassen sich stärker auf den Fahrer, um eine Überhitzung der Kupplung und damit übermäßigen Verschleiß zu vermeiden.
Vermeidung einer Kupplungskatastrophe
Missbrauch und unsachgemäße Wartung sind zwei der häufigsten Ursachen für Kupplungsfehler bei einem Schaltgetriebe. Bei AMTs ist keine direkte menschliche Interaktion möglich, daher ist Missbrauch weniger problematisch. Unsachgemäße Wartung kann jedoch auch bei einem AMT zu Kupplungsfehlern führen.
Eine unsachgemäße Wartung der Kupplung eines Fahrzeugs kann zum Durchrutschen, zu schwerer Pedalbetätigung (bei manuellen Getrieben), zu übermäßiger Hitze und zu vorzeitigem Versagen führen, erklärt Steve Toninato, Serviceleiter bei Rihm Kenworth.
Kupplungsausfälle aufgrund von Missbrauch oder unsachgemäßer Wartung sind jedoch zum Teil auch beabsichtigt. Die Kupplung sowohl bei manuellen Getrieben als auch bei AMTs ist so konstruiert, dass sie eine Schwachstelle im System darstellt, die als erste verschleißt oder kaputtgeht, um das Getriebe selbst zu schützen.
„Unsachgemäße Wartung oder Fahrzeugbetrieb können dazu führen, dass die Kupplung verschleißt und kaputtgeht“, sagte Agebrand von Volvo. „Bei längeren oder extremen Fällen ist die Kupplung so konstruiert, dass sie versagt; andernfalls brechen die eigentlichen Zahnräder und Getriebewellen im Getriebe. Das gilt sowohl für AMTs als auch für Handschaltgetriebe.“
Copeland aus Detroit wies darauf hin, dass die Wartung von entscheidender Bedeutung sei, da Getriebeprobleme zu weitreichenderen Fahrzeugproblemen führen könnten.
„Unsachgemäß gewartete Getriebe können zu kaskadierenden Ausfällen im gesamten Antriebsstrang führen“, bemerkte Copeland. „Flotten können eine verkürzte Lebensdauer, [verminderte] Betriebsleistung, vermehrte Kupplungsausfälle und starke Überhitzung erleben. Lesen Sie immer in Ihrem OEM-Wartungshandbuch nach, um sicherzustellen, dass Sie Ihre Ausrüstung wie empfohlen warten, um diese Probleme zu vermeiden.“
Warnsignale
Der erste Schritt zur Vermeidung eines Kupplungsausfalls besteht darin, nach Anzeichen eines drohenden Problems Ausschau zu halten. Fahrer und Techniker sollten gleichermaßen auf Anzeichen achten, die darauf hinweisen, dass das Getriebe überlastet ist. Manuelle Getriebe und AMTs geben unterschiedliche Warnungen aus, daher ist es wichtig, sich mit beiden gut auszukennen.
„Bei manuellen Getrieben verlieren die Fahrer das Gefühl für das Kupplungspedal oder hören ein Schleifen und haben Probleme, den Gangwechsel abzuschließen“, sagte Agebrand.
Toninato wies darauf hin, dass Rutschen ein weiterer offensichtlicher Hinweis auf ein Kupplungsproblem sein kann, während Copeland sagte, dass Fahrer sich der Hitze der Kupplung bewusst sein sollten – ein Faktor, der sich oft durch einen Brandgeruch bemerkbar macht und sowohl bei manuellen Getrieben als auch bei AMTs zutrifft.
Copeland merkte außerdem an, dass die meisten AMTs mit einem Kupplungstemperatursensor ausgestattet sind, der den Fahrer benachrichtigt, wenn die Kupplung zu heiß für einen sicheren Betrieb ist. Wenn das Getriebe während der Fahrt nicht reibungslos in einen Gang schaltet, ist dies außerdem ein wahrscheinlicher Hinweis auf ein Kupplungsproblem.
„AMTs warnen den Fahrer durch Fehlercodes und geben Hinweise, wenn er anhalten und die Kupplung überprüfen muss“, fügte Parsons hinzu.
Sie wies darauf hin, dass der Fahrer das Fahrzeug anhalten und die Kupplung überprüfen sollte, wenn er während der Fahrt eine Warnung oder einen Alarm erhält.
Diagnose und Reparatur
Auch die Diagnose von Kupplungsproblemen kann bei manuellen Getrieben und AMTs etwas unterschiedlich sein. Bei manuellen Getrieben sind das Kupplungspedalgefühl und die Sichtprüfung die wichtigsten Diagnosemethoden. AMTs mit ihren zusätzlichen Sensoren bieten in der Regel Warnungen und Fehlercodes und können mit einem Diagnose-Scan-Tool und Software leichter diagnostiziert werden.
Bei Reparaturen ist es für beide Getriebetypen unbedingt erforderlich, hochwertige Ersatzteile zu verwenden. Während Hersteller dazu neigen, OEM-Markenteile zu empfehlen, wird Flotten dringend empfohlen, zumindest OEM-zugelassene Teile zu verwenden.
„Detroit empfiehlt dringend, für alle Service- und Wartungsarbeiten an unseren Produkten werkseitig zugelassene Teile zu verwenden“, sagte Copeland. „Werkseitig zugelassene Teile sind in der Regel dieselben Teile, die beim ursprünglichen Bau der Komponente verbaut wurden. Das bedeutet, dass die Teile denselben strengen Tests und Qualitätssicherungskontrollen unterliegen wie unsere werkseitig eingebauten Teile.“
„Sie bekommen, wofür Sie bezahlen“, fügte Toninato hinzu. Teurer teure Teile bestehen in der Regel aus besseren Materialien und bieten eine bessere Garantie, sodass es sich lohnt, im Voraus mehr auszugeben, um mögliche Probleme in der Zukunft zu vermeiden.
Bei AMTs ist es äußerst wichtig, eine in das System integrierte Kupplung zu verwenden, um die Leistung sicherzustellen, sagte Parsons. Dies zeigt sich in Fahrbarkeit, Geräusch/Vibration/Härte (NVH), Komfort und Lebensdauer der Kupplung.
Sie fügte hinzu, dass bei manuellen Getrieben die Verwendung der richtigen Kupplung für den jeweiligen Einsatzzweck eine lange Lebensdauer, optimale Fahreigenschaften und Leistung sowie ein sanftes Einkuppeln gewährleistet.
„Bei beiden Anwendungen ist der gesamte Antriebsstrang aufgrund übermäßiger Torsionsschwingungen gefährdet, wenn nicht die richtige Kupplung verwendet wird“, sagte Parsons. „Das bedeutet, dass die gesamte Lebensdauer des Antriebsstrangs gefährdet wäre.“
Bewährte Vorgehensweisen für die Kupplungswartung
Kupplungsprobleme können größtenteils durch die Umsetzung geeigneter vorbeugender Wartungspraktiken vermieden werden. In allen Fällen ist es wichtig, die vom Hersteller empfohlenen Wartungsintervalle einzuhalten.
„Befolgen Sie in erster Linie immer alle „Die veröffentlichten Wartungsintervalle für Ihr Getriebe“, betonte Copeland. „Überprüfen Sie regelmäßig alle Betriebsparameter einiger Einheiten in Ihrer Flotte, um Ihre Wartungsintervalle an den Betrieb Ihres Fahrzeugs anzupassen. Kupplungen müssen bei Verschleiß nachgestellt werden; einige Kupplungen müssen bei Verschleiß manuell nachgestellt werden, andere haben selbstnachstellende Kupplungen.“
Die Selbsteinstellungsfunktion – bei damit ausgestatteten Getrieben – ermöglicht es, die Kupplung immer in der optimalen Einstellung zu halten, fügte er hinzu.
Kupplungen müssen nicht nur regelmäßig eingestellt, sondern auch regelmäßig geschmiert werden.
„Bei beiden Kupplungsarten müssen Flotten für eine ausreichende Schmierung des Ausrücksystems sorgen, um einen Verschleiß des Ausrücklagers zu vermeiden“, erklärte Parsons.
Schließlich muss bei beiden Getriebetypen das Getriebeöl in regelmäßigen Abständen gewechselt werden. Auch hier sollten Flotten die empfohlenen Intervalle im Getriebehandbuch nachlesen.
Obwohl das Bauteil verschleißt und früher oder später ausgetauscht werden muss, können die folgenden bewährten Vorgehensweisen Flotten dabei helfen, die maximale Lebensdauer aus ihren manuellen Getrieben und AMT-Kupplungen herauszuholen.