Deutsch
Zwischen dem Schwungrad des Lkw-Dieselmotors und der Abnutzung des Gummis auf der Straßenoberfläche befindet sich eine lange Reihe von Komponenten, die das Drehmoment, das dem Lkw seine Lebensdauer verleiht, übertragen, umleiten, verteilen und vervielfachen.
Im Mittelpunkt dieses Prozesses steht die Übertragung. Angesichts des relativ begrenzten Drehzahlbereichs eines großen Dieselmotors und des im Gegensatz dazu großen Geschwindigkeitsbereichs, der für die meisten Anwendungen erforderlich ist, besteht die Hauptfunktion eines Getriebes darin, den Motor so lange wie möglich mit maximaler Effizienz laufen zu lassen.
Allerdings gibt es sehr unterschiedliche Technologien, die den Getrieben zugrunde liegen, und unterschiedliche Technologien sind für unterschiedliche Marktsegmente interessant.
Tradition und Erfahrung spielen bei der Wahl des Kunden nach wie vor eine wichtige Rolle, und heute haben die Überlegungen des Fahrers mehr denn je großen Einfluss auf die gewählte Spezifikation. Ein Betreiber, der beispielsweise Schwierigkeiten hat, Fahrer zu finden, die sowohl erfahren als auch kompetent im Umgang mit dem bewährten und im Allgemeinen kugelsicheren Eaton Roadranger 18-Gang-Klauengetriebe sind, wird sich für ein Modell entscheiden, das kein Kupplungspedal erfordert.
Als Nächstes müssen Sie sich zwischen einem automatisierten Schaltgetriebe, das noch über eine Kupplung und eine Druckplatte und damit über verschleißbare Reibflächen verfügt, und einem vollautomatischen Getriebe mit Flüssigkeitskupplung oder Drehmomentwandler entscheiden.
Hier ein kurzer Überblick über die derzeit verfügbaren Getriebetypen …
>> SYNCHROMESH-HANDBUCH
Die meisten Hersteller bauen ihre eigenen Getriebe dieser Kategorie. Die Technologie ist bewährt, lässt sich problemlos über Unternehmens- und Ländergrenzen hinweg exportieren und erfordert die geringste Fahrerschulung bei geringstem Geldaufwand. Es ist jedoch nicht einfach, die Übersetzungsverhältnisse an die jeweilige Aufgabe anzupassen oder zu ändern. Der Hersteller neigt dazu, dies durch eine Reihe von Annahmen über die Verwendung des jeweiligen Lkw-Modells zu beheben. Die Verwendung von Synchrongetrieben, um das Getriebe in die Zahnräder einzugreifen, verringert die Drehmomentkapazität dieser Getriebe, sodass der Gewichtsbereich eines Synchrongetriebes im Allgemeinen nicht über die mittlere Belastung hinausgeht.
>> CONSTANT-MESH-HANDBUCH
Von allen Getrieben ist dieses am schwierigsten zu beherrschen. Es wurde für hohe Drehmomente und extreme Bedingungen entwickelt und ist in Australien immer noch das Standardgetriebe für Road Trains und andere Langstreckenanwendungen mit mehreren Kombinationen. Eaton ist der Anbieter der Wahl in dieser Kategorie, und der 18-Gang-Schalthebel mit verlängertem H-Muster und Direkt-/Overdrive- und Bereichswechseltasten hat sich in das Bewusstsein Tausender Lkw-Fahrer im ganzen Land eingebrannt. Ein guter Fahrer kann das Drehmoment genauso hoch halten wie jedes automatisierte Schaltgetriebe, aber das ist eine Fähigkeit, die viel (manchmal teure) Übung erfordert.
>> AUTOMATISIERTES HANDSCHALTGETRIEBE (MIT ODER OHNE KUPPLUNGSPEDAL)
Scania bot sein automatisiertes Schaltgetriebe früher entweder mit zwei oder drei Pedalen an. Ich habe keine Ahnung, warum. Wenn man schon einen Computer die Kupplung steuern lässt, warum lässt man ihn dann nicht von Anfang bis Ende seine Arbeit machen? Aber mir wurde gesagt, dass manche Flotten es vorziehen, dass ihre Fahrer die Kupplung zum Anfahren benutzen, und es scheint, dass dies bei Berufskraftfahrern am beliebtesten ist.
Das AMT selbst ist mittlerweile ein bewährtes System, aber es gibt große Unterschiede in der Geschwindigkeit des Gangwechsels. Ein japanisches AMT, das das Werk selbst bauen will, ist zwischen den Gängen so langsam, dass Sie während des Wartens wahrscheinlich einen Kaffee kochen können. Einer der Schweden ist sehr gut darin und die schnellen Gangwechsel halten die Drehmomentunterbrechungen auf einem Minimum.
Fuso hat eine andere Idee: Sein Duonic AMT hat Doppelkupplungen, sodass das Getriebe beim Beschleunigen den nächsten Gang vorwählt. Bei meiner ersten Fahrt war ich nach 100 Metern süchtig. Es gab einige Zuverlässigkeitsprobleme, die das Werk behoben hat, aber es handelt sich hauptsächlich um ein Leichtlastgetriebe für den Canter. In den Mittel- und Schwerlastmodellen ist es noch nicht erhältlich.
Technisch gesehen ist ein AMT ein gewöhnliches Klauengetriebe mit einem angeschraubten und eingesteckten automatisierten Kupplungssystem. Das sorgt für bewährte Zuverlässigkeit und Wartungsfreundlichkeit, sofern Sie über die Plug-in-Diagnose für das Wechselmanagement verfügen. Es bedeutet aber auch, dass Sie bei den besten Versionen (also aus Europa und den USA) das Schaltmuster, den Drehzahlbereich und die Zeit im Gang an die Anwendung anpassen können.
So wurde mir beispielsweise bei meiner ersten Fahrt mit einem Hino 700 mit dem ZF AMT sofort klar, dass sich niemand die Motoreigenschaften genau angesehen hatte. Er drehte wie verrückt, also schaltete ich in den manuellen Modus, drosselte die Drehzahl des großen Hino-Motors auf 1050 U/min, bevor ich den Gang wechselte, verbrauchte viel weniger Kraftstoff und genoss eine ruhigere Fahrt. Als ich den Mount Ousley, nördlich von Wollongong, wieder hinauffuhr, war ich nicht langsamer als die Lastwagen, die sich auf den Computer verließen.
>> VOLLAUTOMATISCH
Mein Lieblings-LKW-Test wurde vor einigen Jahren in den USA durchgeführt. Auf einer abgesperrten Teststrecke wurden zwei identische LKWs mit gleich schweren Anhängern angehängt. Einer hatte ein Allison-Automatikgetriebe und der andere ein Eaton Roadranger-Schaltgetriebe mit 18 Gängen.
Der Lastwagen wurde von einem College-Studenten gefahren und das Handbuch von einem Berufskraftfahrer. Das Beschleunigungsrennen auf einem steilen Hügel gewann der Student souverän. Nach dem Rennen stellte sich dann heraus, dass der Student 75 PS weniger hatte!
Es war ein perfektes Beispiel für den Unterschied, den ein ununterbrochenes Drehmoment ausmacht, und das kann man nur mit einem vollautomatischen Getriebe erreichen. Allisons Getriebe berechnet anhand der Fahrgeschwindigkeit, des verwendeten Drehmoments, der Beschleunigungsrate und des Neigungswinkels das Bruttogewicht des Fahrzeugs. Anschließend verwaltet es die Schaltzuordnung entsprechend.
Das Getriebe sorgt auch im Gelände für optimale Traktion. Derzeit werden Vollautomatiken weder für den Einsatz auf Autobahnen noch auf Autobahnen verwendet. Es sind einige Entwicklungen im Gange, aber halten Sie sich nicht zu viele Hoffnungen.
Am häufigsten werden Vollautomatikfahrzeuge in Kipplastern, Betonmischern und Pumpen, Müllfahrzeugen und U-Bahn-Lieferwagen eingesetzt, in manchen Fällen wegen der hohen Fahrerfluktuation und der Möglichkeit, teure und regelmäßige Kupplungswechsel zu vermeiden.
>> HYBRID AUTOMATISIERTES SCHALTGETRIEBE MIT DREHMOMENTWANDLER
Mercedes-Benz hat im Bereich der Getriebe ein Alleinstellungsmerkmal. Der Actros SLT ist ein ultraschwerer Lkw mit Actros-Profil und Actros-Innenausstattung, aber neuer Unterwäsche. Der Antrieb des SLT erfolgt über das Powershift AMT, aber erst nach Durchlaufen eines Drehmomentwandlers.
Die Vorteile sind für den Schwertransport wichtiger als für jeden anderen Einsatzzweck, bei dem selbst der beste Antriebsstrang durch extremes Anfahren aus dem Stand auf die Probe gestellt wird. Bei herkömmlichen AMTs wird der Startgang eingelegt, wenn Sie den Antrieb wählen, und selbst ohne Gas geben kriechen Sie vorwärts, wenn das System die Kupplung einrückt. Aber wenn Sie die D-Taste am SLT drücken, kommen Sie trotzdem nicht voran. Der Gang ist eingelegt, aber der Drehmomentwandler wandelt kein Drehmoment um.
Erst wenn Sie Gas geben, überträgt der Drehmomentwandler die Kraft auf das Getriebe. Die Kupplung ist also vollständig eingerückt und die Flüssigkeitskupplung übernimmt den gesamten Schlupf. Es ist eine schwere Lösung, da Sie effektiv zwei Getriebe in Reihe haben, aber bei einer schweren Aufgabe ist das Eigengewicht nicht das wichtigste Kriterium. SLTs werden weltweit in den Schwertransportflotten der größten Transportkonzerne eingesetzt.
SPEZIALISTISCHE HERSTELLER
Außer den Fabriken, die ihre eigenen Getriebe entwerfen und bauen, gibt es spezialisierte Getriebebauer, die ihre Produkte ab Werk und nach dem Erstverkauf liefern.
>> EATON
Das knallharte Roadranger-Schaltgetriebe gilt noch immer als die bevorzugte Getriebewahl vieler Flotten. Doch Eaton konnte den branchenweiten Trend, den Fahrer von der Kupplungsbetätigung zu entlasten, nicht ignorieren und führte Ultrashift und UltraShift Plus ein. Im Grunde handelt es sich um einen Roadranger mit einer hydraulischen Kupplung, die elektronisch gesteuert wird. Die Entwicklungskosten sind also hauptsächlich auf die intelligente Ausstattung zurückzuführen. Trotzdem können die Flitzer nach dem Anfahren ohnehin von der Kriech- zur Autobahnfahrt wechseln, ohne die Kupplung zu betätigen.
>> ZF
Dieses deutsche Unternehmen stellt die meisten Getriebe- und Achsentypen und -konfigurationen her und ist bei den europäischen Herstellern am beliebtesten. Es vertreibt jetzt ein Vollautomatikgetriebe, um mit Allison zu konkurrieren, und genießt außerdem breite Unterstützung von den NATO-Streitkräften bei deren Bedarf an Nachschub und leichten Truppentransporten.
Das modulare TraXon-Design ist bahnbrechend. Es handelt sich im Grunde um eine Getriebeeinheit mit entweder einer Kupplung, Doppelkupplung, einem Hybrid- oder Drehmomentwandlermodul an der Vorderseite. Die Anwendung bestimmt, welches System am besten geeignet ist, aber mit dem gemeinsamen Kern werden die Kosten gesenkt.
>> AISIN
Das Unternehmen gehört zur Toyota-Gruppe und baut manuelle und automatische Getriebe für Konzern- und Nichtkonzernunternehmen und beliefert auch einige europäische Automobilhersteller. Interessanterweise kann man Hino-Lkw immer noch mit Allison-Getriebe kaufen, sodass Aisin noch nicht alle potenziellen Einsatzmöglichkeiten der Lkw-Palette des Herstellers abdeckt.
>> ALLISON
Die Entwicklung von Allison-Getrieben begann beim Militär, obwohl das Unternehmen auch Flugzeugmotoren entwickelt und gebaut hat. Tatsächlich brauchte ich bei meinem ersten Kontakt mit Allison Ohrstöpsel. Das Kreischen von vier Allison-Turboprops, die im Frachtraum einer RAAF C130 Hercules herumheulen, ist ein Geräusch, das sich für immer in mein Gedächtnis eingebrannt hat.
Boral hat einen zwei Worte umfassenden Grund, warum man bei der Bestellung neuer Beton- oder Kiestransporter das Allison-Optionsfeld ankreuzen sollte: „Null Ausfallzeiten“. Das Unternehmen beliefert Baumaschinenhersteller und das US-Militär mit Schwerlastfahrzeugen und stellt auch Antriebseinheiten für einige Schiffsanwendungen bereit.
Allisons Verkaufschef für Australien ist Robert Cavagnino, in seiner „Freizeit“ Chef eines Top Fuel Dragster-Teams. Zwischen dem ohrenbetäubenden Knattern der Nitro-Motoren beim letzten WA-Treffen erzählte er mir von der zunehmenden Nachfrage der Hersteller nach Autos, die größtenteils auf die Kundennachfrage zurückzuführen sei.
Ein wesentlicher Punkt besteht darin, dass sich der Trend von einer Notwendigkeit aufgrund von Einschränkungen des Fahrers zu einem Trend der Effizienz entwickelt hat, da die Automatik die Leistungscharakteristik des Motors maximiert.
„Aus diesem Grund gibt es mit den AMTs ein wachsendes Problem“, sagte er.
„Insbesondere bei den europäischen Motoren handelt es sich um niedrigdrehende Sechszylinder mit hohem Drehmoment, die wirklich einen Drehmomentwandler benötigen, um die beste Leistung zu erzielen.“
DIE STRASSE RUNTER
Es zeichnet sich ab, dass die Antriebstechnologie in den Lastwagen auf Australiens Straßen vielfältiger wird. Sowohl Allison als auch ZF zielen mit Funktionen, die für diese Einsatzbereiche attraktiv sind, auf Fernverkehrsbetreiber ab.
Das 10-Gang-Automatikgetriebe TC10 mit zwei Vorgelegewellen von Allison ist flexibel genug für den Einsatz im Stadt- und Autobahnbetrieb und bietet eine gemischte Architektur mit Volllastschaltungen, einem Drehmomentwandler und einem Getriebedesign mit zwei Vorgelegewellen.
Das Unternehmen verfügt über eine Testflotte, die mit dem TC10 im Vergleich zu ihren aktuellen Modellen mit manueller Schaltung und automatisierter Schaltung eine durchschnittliche Kraftstoffeinsparung von fünf Prozent erzielte.
Das Getriebe leistet bis zu 600 PS und 2305 Nm Drehmoment und verfügt über 10 Vorwärtsgänge und zwei Rückwärtsgänge. Es ist mit der neuesten Generation elektronischer Steuerungen von Allison ausgestattet, die Prognosen liefern, um unnötige Öl- und Filterwechsel zu vermeiden, sowie eine verbesserte Gangwahlfunktion.
Der Innovationsdrang führt die Getriebeentwicklung in neue Bereiche. So hat ZF beispielsweise ein Innovation Truck-Paket entwickelt, bei dem ein 120 kW starker Elektromotor direkt in das Glockengehäuse des 12-Gang-Getriebes eingebaut ist.
Es fungiert nicht nur als Retarder, der Energie zurückgewinnt, sondern hat in Kombination mit Lenkservos, einem hochkomplexen Softwareprogramm und einem Tablet-Computer auch noch einen raffinierten Trick auf Lager. Kurz gesagt: Der Fahrer kommt am Depot an, fährt in die Nähe der Laderampe, springt aus dem Lkw, übergibt das Tablet dem Laderampenpersonal und geht ins Haus, um ein Nickerchen zu machen.
Anschließend nutzen die Mitarbeiter des Depots das Tablet, um den Lkw ohne Einsatz des Motors rückwärts in die Ladebucht zu lenken. Der Elektromotor übernimmt das Manöver, während der Dieselmotor ebenfalls eine Pause einlegt, und die Software übernimmt die Lenkung.
Das System wird an einem DAF XF demonstriert, der einen Sattelschlepper mit einem Schweineanhänger zieht (siehe Titelbild). Die doppelte Knicklenkung scheint für den Fahrer kein Problem zu sein, der den Lastwagen mit einem Finger lenkt, indem er die Anhängergrafik auf dem Tablet in die gewünschte Position zieht. Ich kann mir einige B-Double-Fahrer vorstellen, die ein solches System brauchen ...
DIE GROSSE FRAGE: AUTOMATIK ODER MANUELL?
Die größte Frage kann nur durch eine genaue Untersuchung der Anwendung und des Fahrergebrauchs beantwortet werden. Ein manuelles Getriebe, egal ob die Kupplung vom Fahrer oder einem Computer betätigt wird, hat Einschränkungen, die durch den unaufhaltsamen Trend in Bezug auf Motordesign und -eigenschaften noch verstärkt werden.
Einfach ausgedrückt scheint es, dass die Drehmomentwellen, die bei reduzierter Zylinderzahl und reduzierter Drehzahl eher wie Impulse wirken, in den Getrieben Stöße auslösen können, die entlang des Antriebsstrangs verstärkt werden, wenn dieser durch eine harte Verbindung, wie z. B. eine Kupplung, verbunden ist. Dies kann dazu führen, dass das ECM diese Impulse als Fahrereingabe vom Gaspedal interpretiert, was dazu führt, dass der Motor selbst im Reisemodus ruckelt.
Ein Top-Hersteller, der, was die Benutzerfreundlichkeit angeht, wahrscheinlich das beste AMT auf dem Markt herstellt, denkt derzeit ernsthaft über Vollautomatik nach, da seine eigenen AMTs einer enormen Drehmomentbelastung ausgesetzt sind.
Ein weiteres Beispiel ist ein großer Schwede, dessen 3500 Nm V8-Motor vom ersten bis zum neunten Gang ein Drehmomentlimit von 200 Nm hat. Die Entwicklung des AMT-Getriebes, um dieses Drehmoment in den unteren Gängen zu bewältigen, wäre ein enormer technischer Aufwand. Obwohl Sie also für das hohe Drehmoment extra bezahlen, haben Sie es nur ab dem zehnten Gang. Das bedeutet, dass ein Schwertransporteur nicht die maximale Leistung erhält, wenn er sie am meisten braucht – zum Beispiel beim Manövrieren der seltsamen Manly-Fähre durch ein Industriegebiet.
Die Drehmomentvervielfachung erfolgt letztlich über einen Zahnradsatz im AMT, im Automatikgetriebe jedoch über eine Flüssigkeitskupplung, was den Verschleiß des Getriebes drastisch reduziert.
Die Elektronik eines AMT kann nur begrenzt etwas bewirken, da es sich beim Einlegen des Gangs um eine harte Kupplung handelt. Der Schwerpunkt des ECM liegt also auf dem Schaltpunkt. Ein Automatikgetriebe kann jedoch den Drehmomentübergang bei eingelegtem Gang steuern und das Drehmoment bei Bedarf erhöhen – manchmal ohne den Gang zu wechseln – und das Drehmoment auch während eines Gangwechsels konstant halten.
Die Fahrt auf der Autobahn dürfte die letzte Bastion von manuellen oder AMT-Getrieben sein. Bei einer relativ geringen Schaltfrequenz verliert die harte Kupplung nichts an Effizienz gegenüber dem Automatikgetriebe. Die Kraftstoffeinsparungen durch konstantes Drehmoment beim Beschleunigen sind minimal, wenn ein Lkw endlich auf die Autobahn kommt und ein oder zwei Tage lang mit etwa 30 Prozent des verfügbaren Drehmoments fährt.
Wie immer gilt: Rechnen Sie nach und kaufen Sie zu den Gesamtkosten. Das kann den Unterschied zwischen einem guten Gewinn und einem verheerenden Verlust bedeuten.