Was macht ein Getriebe?

Getriebe wandeln Drehzahlen um

Getriebe im Auto wandeln Drehzahlen und Drehmomente entlang des Antriebsstrangs um. Ziel ist die größtmögliche Effizienz des Motors, also geringer Verbrauch bei größtem Durchzug oder Drehmoment – und damit Fahrdynamik.

Heutige Benzinmotoren arbeiten bei einer Drehzahl um die 1.250 Umdrehungen pro Minute am sparsamsten, Dieselmotoren bei 1.150 Umdrehungen. Elektromotoren drehen mit 7.000 bis über 20.000 Umdrehungen – diese Drehzahlen wären allerdings viel zu hoch, um ein Auto zu bewegen.

Auch das von einem Motor bereitgestellte Drehmoment, also die Kraft der Rotation, ist drehzahlabhängig. Im Straßenverkehr finden wir Autos mit einem maximalen Drehmoment ab etwa 90 Newtonmeter (Nm) bei einem Kleinwagen bis hin zu 750 Nm bei einem Luxus-Sportwagen. Beide brauchen ein Getriebe, um die von ihren Motoren zur Verfügung gestellte Leistung in Vortrieb zu wandeln.

Im Stadtverkehr und auf der Autobahn

Um im innerstädtischen Verkehr erst einmal ins Rollen zu kommen, braucht ein Fahrzeug wegen seines Gewichts ein relativ hohes Drehmoment an den Antriebsrädern bei gleichzeitig geringen Drehzahlen.

Genau das aber ist ein Problem: Verbrennungsmotoren sind unterhalb ihrer Leerlaufdrehzahl nicht einsetzbar, weil sie dann kein Drehmoment und damit keine Leistung abgeben.

Die Lösung ist ein Getriebe mit hoher Gangübersetzung in Kombination mit einem Anfahrelement, zum Beispiel einer Kupplung.

Hybrid- und Elektrofahrzeuge nutzen bei geringen Geschwindigkeiten einen Elektromotor als Antriebsquelle. Das Anfahrelement kann dabei entfallen, da ein Elektromotor ein ausreichend starkes Drehmoment bereits bei geringen Drehzahlen liefern kann.

Für hohe Geschwindigkeiten braucht ein Auto Gänge mit geringer Übersetzung. Hier geht es nun vor allem darum, die Drehzahl des Motors für längere Zeit auf ein verbrauchsgünstiges Niveau zu senken. Neben Fahrökonomie kommt nun auch der Komfort ins Spiel: Ein „sparsam“ gefahrener Motor ist auch leiser als ein hochdrehender. Bei einem Elektromotor erhöht die Drehzahlabsenkung durch einen höheren Gang den Gesamtwirkungsgrad des elektrischen Antriebs.

Effiziente Arbeitsteilung

Hybridantriebe kombinieren in der Regel einen Verbrennungsmotor mit einer E-Maschine. Diese übernimmt mehrere Aufgaben: Beim Beschleunigen fungiert sie als Elektromotor, um den Verbrennungsmotor zu unterstützen (Boosting). Beim Bremsen und in Schubphasen erzeugt die E-Maschine als Generator Strom (Rekuperation). Je nach Auslegung kann sie auch das Fahrzeug alleine antreiben – bis hin zum rein elektrischen Fahren über längere Strecken (Plug-In Hybrid).