Smart Actuation auch für DKG mit nasser Doppelkupplung

Zukünftig gibt es bei Getrag die "Smart Actuation" auch für Doppelkupplungsgetriebe (DKG) mit nasser Doppelkupplung: Den Anfang machen die Neuentwicklungen 7DCT300 und 6DCT150.

In der ersten Generation der Getrag-Doppelkupplungsgetriebe war für die Aktuierung eine Vollhydraulik zuständig, deren Pumpe mechanisch angetrieben wird - also letztlich vom Verbrennungsmotor. Der Hersteller von Getrieben und Getriebekomponenten setzte jedoch von Beginn an auf eine direktgesteuerte Hydraulik statt einer vorgesteuerten Hydraulik, wie sie bis heute in den meisten Automatikgetrieben üblich ist.

Bei einer vorgesteuerten Hydraulik ist immer ein Steuerölstrom für das Vorsteuerventil (Pilotventil) erforderlich, den die Hydraulikpumpe zusätzlich fördern muss. Das heißt, das Regelelement selbst benötigt zusätzliche Energie, die man somit als Leckage bezeichnen kann. Bei der direktgesteuerten Hydraulik wird der Ölvolumenstrom dagegen von einem Ventil geregelt, das direkt elektromagnetisch betätigt wird.

Maximal 40 W - nicht mehr als eine Glühlampe

Da Getrag die direktgesteuerte Hydraulik favorisierte, konnte so die Betätigungsleistung von etwa 500 auf 250 W im NEFZ halbiert werden. Eine bedarfsgeregelte Betätigung sei nochmals deutlich sparsamer: Bei dem 6DCT250 mit trockener Doppelkupplung erfolgen die Schaltvorgänge mithilfe elektromotorisch betätigter Schaltwalzen. Auch die Trockenkupplungen werden elektromechanisch betätigt. Dank dieser vollständig trockenen und bedarfsgeregelten Aktuierung benötigt das 6DCT250 im NEFZ maximal 40 W - nicht mehr als eine Glühlampe, erläutern die Getriebeexperten.

Doch ist dieser niedrige Wert auch in Verbindung mit nasser Doppelkupplung machbar, fragten sich die Experten? Für bestimmte Anwendungen seien in Öl laufende Kupplungen sinnvoll, weil sie thermisch höher belastbar seien, deutlich kleiner gebaut werden könnten und eine geringere Massenträgheit aufwiesen.

Modulare und effiziente Getriebefamilie

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Das könne beispielsweise in Verbindung mit drehmomentstarken Downsizing-Motoren gefragt sein, aber auch bei schwächeren Motorisierungen in Verbindung mit hohem Fahrzeuggewicht. Die Getrag-Ingenieure beantworten diese Frage indem sie die Aufgabe mit einer neuartigen elektrohydraulischen Aktuierung lösten, die praktisch verlustfrei arbeitet. Die sogenannte Pumpenaktuatorik sei für die Kupplungsvorgänge und die Kupplungskühlung zuständig. Somit liege im Ergebnis bei dem 7DCT300 der gesamte Leistungsbedarf bei 31 W im NEFZ und wirke sich somit kaum noch auf den Kraftstoffverbrauch aus.

Die neue elektrohydraulische Smart Actuation kommt erstmals bei dem neuen Doppelkupplungsgetriebe 7DCT300 zum Einsatz, das Angaben zufolge Anfang 2015 in mittleren Fahrzeugsegmenten in Serie geht. Neben der On-Demand-Betätigung biete es sieben Gänge und eine höhere Spreizung von bis zu 8,6. Im Vergleich zu einem Wandlerautomaten modernster Bauart erreiche bereits das 6DCT250 einen Verbrauchsvorteil von etwa sechs Prozent, bei dem neuen 7DCT300 betrage der Vorteil acht bis neun Prozent. Das noch kompaktere 6DCT150, das vor allem für Kleinwagen konzipiert sei, werde in seinem Segment gegen CVT- und Automatik-Getriebe mit vier bis sechs Gängen antreten. Aufgrund des geringen Leistungsbedarfs für die Aktuierung seien in diesem Wettbewerbsumfeld Verbrauchsvorteile von über zehn Prozent möglich.

Hintergrund: Von der Vollhydraulik zur Smart Actuation

Die Effizienz eines automatischen Getriebes wird von mehreren Parametern bestimmt. Dazu gehören Aktuierung, Übersetzung, Spreizung und Schaltkennlinien sowie Reibung und Verlustmomente. Das Doppelkupplungsgetriebe (DKG) hat dabei prinzipbedingte Vorteile wie eine hohe Energiedichte, das bis in hohe Drehzahlen reibungsarme Radsatzkonzept, geringe Schleppverluste oder die weitgehende freie Auslegbarkeit der Übersetzung. Hinzu kommt der niedrige Leistungsbedarf für reibschlüssige Verbindungen, da nur eine Kupplung geschlossen werden muss. Getrag setzte bei der Aktuierung für Kupplung und Schaltung von Beginn an auf eine direkt- statt vorgesteuerte Hydraulik. Der Unterschied: Bei einer vorgesteuerten Hydraulik ist immer ein Steuerölstrom für das Vorsteuerventil (Pilotventil) erforderlich, den die Hydraulikpumpe zusätzlich fördern muss. Das heißt, das Regelelement selbst benötigt zusätzliche Energie, die man somit als Leckage bezeichnen kann. Bei der direktgesteuerten Hydraulik wird der Ölvolumenstrom dagegen von einem Ventil geregelt, das direkt elektromagnetisch betätigt wird. Die elektrohydraulische "Smart Actuation" geht noch einen Schritt weiter: Sie arbeitet mit Pumpenaktuatoren, die nicht auf eine permanenten Volumenstrom angewiesen sind, sondern den Öldruck nur nach Bedarf erzeugen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass sich die kompakten Pumpenaktuatoren beliebig platzieren lassen und als kostengünstige Module für verschiedene Getriebevarianten zur Verfügung stehen.