Der hydraulische Impulsspeicher - ein Beitrag der ZF-Automatgetriebe zur CO₂-Reduzierung

Autoren

Dipl.-Ing.(FH) M. Bek, Dipl.-Ing.(FH) P. Schiele, ZF Getriebe GmbH, Friedrichshafen

Jahr

2008

Druckinfo

Fortschritt-Berichte VDI, Reihe 12, Nr. 672

Zusammenfassung

Durch die EU-Gesetzgebung und die öffentliche Diskussion steht die Automobilindustrie unter erheblichem Druck, die geforderten CO2-Ziele zu erreichen. Dies stellt die Entwicklungsingenieure von Fahrzeug und Antriebsstrang vor große Herausforderungen.


Mit der Entwicklung einer 8-Gang-Automatgetriebebaureihe leistet ZF einen erheblichen Beitrag zur Verbrauchseinsparung und damit auch zur CO2-Reduzierung /1/. Neben den Maßnahmen im Getriebe bietet die 8-Gang-Baureihe auch die Möglichkeit zum Betrieb mit einer Motor-Start-Stopp-Funktion, die bei Fahrzeugstillstand den Motor abstellt und somit den Leerlaufverbrauch vermeidet.


In den Motor-Stopp-Phasen wird die Ölpumpe des Automatgetriebes nicht mehr angetrieben, somit fällt die Öldruckversorgung in diesen Phasen aus, die Schaltelemente öffnen und das Getriebe geht in Neutralstellung. Um aus einer Motor-Stopp-Phase heraus einem spontanen Anfahrwunsch des Fahrers gerecht zu werden, ist neben einem schnellstartenden Motor auch ein Automatgetriebe notwendig, dessen Schaltelemente während des Motorhochlaufs so schnell geschlossen werden können, dass allein der Motorhochlauf den Anfahrvorgang bestimmt. Das zur schnellen Befüllung der Schaltelemente notwendige Ölvolumen muss dazu in kurzer Zeit zur Verfügung stehen.


Während des Startvorgangs steht jedoch aufgrund des Drehzahlhochlaufs von Verbrennungsmotor und Getriebeölpumpe nicht genügend Ölvolumen zur Verfügung, um die Schaltelemente in der vorgegebenen Zeit befüllen und schließen zu können. Der hydraulische Impulsspeicher, der mit Hilfe eines gespeicherten Ölvolumens beim Motorstart die Schaltelemente sehr schnell befüllt, löst dieses Problem auf elegante Weise.


Der hydraulische Impulsspeicher besteht aus einem Federspeicher, der durch den im Normalbetrieb des Getriebes vorhandenen Öldruck geladen und im geladenen Zustand durch eine Rastierung verriegelt wird. Beim Motorstart löst die Verriegelung und das Ölvolumen wird freigegeben. Mit Hilfe des gespeicherten Ölvolumens können nun die zum Anfahren notwendigen Schaltelemente so schnell befüllt werden, dass für den Fahrer keinerlei Anfahrverzögerung bemerkbar wird. Durch die konstruktive Ausführung der elektromagnetischen Verriegelung des hydraulischen Impulsspeichers ist der zur Verriegelung notwendige Strom sehr gering, weshalb die Belastung der Batterie in der Motor-Stopp-Phase ebenfalls sehr gering ist.


Das 8HP-Getriebe von ZF führt allein bereits zu einer Verbrauchsreduzierung von ca. 6% im Vergleich zu der 6HP-Getriebebaureihe der 2. Generation, die Möglichkeit zur Nutzung der Motor-Start-Stopp-Funktion führt zu einer weiteren Reduktion von ca. 5% im NEFZ.

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