Technik: Neun-Stufen-Automatik von ZF Neun-Stufen-Automatik von ZF

08.08.2011

Mit der flinken und effektiven Neun-Stufen-Automatik setzt ZF neue Maßstäbe. Wir haben das komplexe Räderwerk bereits ausprobiert

Lässig rollen wir mit 120 km/h im neunten Gang über die Bahn, der Motor dreht dabei gerade mal gut 2000 Touren. Ein leichter Druck aufs Gaspedal genügt, und schon schaltet die Automatik ohne spürbaren Ruck in Windeseile zwei oder drei Gänge zurück zum spontanen Spurt auf der Überholspur. Wir sind an Bord eines Mini Clubman Cooper S, aber das ist eigentlich Nebensache. Denn der Anglo-Bayer dient lediglich als Versuchsträger für die neue Neun-Stufen-Automatik von ZF (9HP), die erst in etwa zwei Jahren in Serie geht. In welchem Fahrzeug, das verraten die Getriebe-Profis aus Friedrichshafen noch nicht. Nur so viel: Drei Hersteller – einer davon ist Chrysler – haben das neue Räderwerk bereits gebucht, mit weiteren Kunden ist ZF in Verhandlung. Wenn auch der neue Automat woanders seine Premiere feiern wird, wurde der Mini nicht zufällig als Versuchsträger ausgesucht, denn auch unter der Haube ist der Mini mini, was eine extrem kompakte Bauweise erfordert.

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NEUN GÄNGE IN KOMPAKTER VERPACKUNG
Und tatsächlich: Begutachtet man das 9HP-Getriebe in ausgebautem Zustand, sollte man nicht meinen, dass wir es hier mit einer vollwertigen Automatik inklusive hydrodynamischen Drehmomentwandlers zu tun haben, die zudem auch noch als erste ihrer Art über neun Schaltstufen verfügt. Mit der künftig in einem komplett neuen Werk in den USA gefertigten 9HP steigt ZF seit längerer Pause wieder in das Automatik-Geschäft für Fronttriebler mit quer eingebauten Motoren ein. Zielsetzung war ein kompaktes, leichtes, effizient arbeitendes Getriebe, das es in jeder Hinsicht mit sämtlichen am Markt befindlichen Automatik- und den immer beliebter werdenden Doppelkupplungsgetrieben aufnimmt. Klingt plausibel, wenn man sich allein nur die Daten vor Auge führt. Das 9HP baut nicht nur extrem kompakt, mit 86 Kilogramm inklusive Ölfüllung gehört es auch zu den leichtesten automatischen Gangwechslern. Die Entscheidung für neun Gänge fiel bei ZF natürlich nicht aus dem Bauch heraus, etwa weil Neun besser klingt als Sechs, Sieben oder Acht. Erst eine detaillierte Abwägung von Aufwand und Nutzen führte schließlich zu einem Neun-Gänger mit vier Planetenradsätzen und sechs Schaltelementen.

BITTE UMDENKEN: UNKONVENTIONELLE BAUWEISE
Womit bereits die nächste Hürde zu nehmen war: Wie bekommt man das alles so verpackt, dass es in einen kompakten Fronttriebler passt? Dafür waren dann schon ein paar technische Kniffe nötig. So hat ZF die üblicherweise auf der Hauptachse sitzende Ölpumpe per Kettentrieb parallel nach unten verlegt, das spart schon mal an Baulänge. Mit dem gleichen Effekt sind nicht alle vier Radsätze Stück für Stück hintereinander angeordnet, sondern zwei davon werden auf komplexe Weise ineinander verschachtelt.Zudem sind zwei der sechs Schaltelemente nicht als übliche Lamellen-Bremsen-Kupplungen ausgeführt, sondern als formschlüssig einrückende Klauenkupplungen. Das spart zwar Platz, stellt aber höchste Anforderungen an die präzise Steuerung des Einrückvorgangs, um etwa Schaltrucke oder gar Schaltgeräusche zu vermeiden. Doch das hat man bei ZF gut im Griff, wie wir auf unseren Testfahrten feststellen konnten.

Die Schaltelemente sind auch von großer Bedeutung, wenn es um den Spritverbrauch geht, nämlich dann, wenn diese nicht geschlossen, sondern offen laufen. Das 9HP leistet sich maximal drei gleichzeitig geöffnete Schaltelemente. Dabei erzeugen die offen laufenden Lamellen-Elemente ein wesentlich höheres Schleppmoment – und damit Verluste – als zum Beispiel die geöffneten Klauenkupplungen.

Zur kraftstoffsparenden Arbeitsweise des Getriebes tragen auch die ab dem zweiten Gang einrückende Wandlerüberbrückung sowie die hohe Spreizung von 9,81 bei. Dies bezeichnet das Verhältnis von der kürzesten Übersetzung (1. Gang) zur längsten (9. Gang). Erst dadurch werden spritsparende niedrigste Drehzahlen auch bei höherem Tempo möglich, ohne dass man in unteren Gangabstufungen an Dynamik verliert.

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Das 9HP-Getriebe ist überdies höchst flexibel in seiner Anwendung. Es verträgt bis zu 480 Nm Eingangsmoment, ist ohne zusätzlichen Öldruckspeicher voll Start-Stopp-tauglich, lässt sich mit einer integrierbaren E-Maschine zum Hybridmodul ausbauen und ist überdies Allrad-fähig. Verzichtet man zugunsten einer Nasskupplung auf den Wandler, gewinnt das 9HP nochmals an Dynamik bei leichten Komforteinbußen, wie wir selbst bei Testfahrten mit einem weiteren Versuchsträger feststellen konnten. Hier fehlt zwar noch etwas Feinschliff in der Steuerungssoftware, aber bis zum Serienstart dauert es ja noch ein wenig.
Jürgen Voigt

AUTO ZEITUNG

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