Hans J. Förster

Automatische Fahrzeuggetriebe

Grundlagen, Bauformen, Eigenschaften, Besonderheiten

• Broschiertes Buch

Produktbeschreibung

Automatische Fahrzeuggetriebe wandeln Drehmoment und Drehzahl des Motors in Zugkraft und Geschwindigkeit des Fahrzeugs. Sie bestehen aus Strömungswandlern, Planetengetrieben, kraftschlüssigen Servo-Bremsen und -Kupplungen, Ölpumpen und hydraulischen wie elektronischen Steuereinheiten, deren Zusammenwirken das Anfahren, den Gangwechsel und die Zugkraftschaltung nach den Betriebsdaten des Motors, den Erfordernissen des Fahrzeugs und den Wünschen des Fahrers regelt. Dieses Buch vermittelt die wichtigsten, für die Konstruktion automatischer Wechselgetriebe für Personen- und Nutzkraftwagen notwendigen Kenntnisse. Alle Bauelemente, ihre Funktionen und die Regelung sind praxisgerecht beschrieben, wobei - soweit wie möglich - Diagrammen und Zeichnungen der Vorrang vor dem Text eingeräumt wird. Zahlreiche Beispiele automatischer Getriebe aus aller Welt werden vorgestellt.

Produktdetails

• Verlag: Springer / Springer Berlin Heidelberg / Springer, Berlin
• Artikelnr. des Verlages: 978-3-642-84119-4
• Softcover reprint of the original 1st ed. 1991
• Seitenzahl: 560
• Erscheinungstermin: 27. Dezember 2011
• Deutsch
• Abmessung: 242mm x 170mm x 30mm
• Gewicht: 930g
• ISBN-13: 9783642841194
• ISBN-10: 3642841198
• Artikelnr.: 36117533

Inhaltsangabe

1 Auslegung der Getriebe.- 1.1 Fahrzeug.- 1.2 Motor.- 1.3 Fahrgleichung, Kombination von Motor und Fahrzeug.- 1.4 Aufgaben des Getriebes.- 1.4.1 Drehzahlwandlung.- 1.4.2 Drehmomentwandlung.- 1.4.3 Drehrichtungsumkehr.- 1.5 Grenzen der Wandlung.- 1.5.1 Größter Wert der Wandlung (i/r)max.- 1.5.2 Kleinster Wert der Wandlung (i/r)min.- 1.5.3 Die Bedeutung der Schnellgangzahl ?.- 1.6 Erforderlicher Wandlungsbereich I.- Literatur.- 2 Automatische Stufengetriebe.- 2.1 Das Schaltgetriebe als Ersatz für das stufenlose Getriebe.- 2.1.1 Zahl der Gänge.- 2.2 Automatisierung des Stufengetriebes.- 2.2.1 Anfahrvorgang.- 2.2.2 Gangwechsel.- 2.2.3 Elektro-pneumatisch geschaltete Getriebe.- 2.3 Vorgelegegetriebe mit Zugkraftschaltung.- 2.3.1 Doppelkupplungsgetriebe.- 2.3.2 Vorgelegegetriebe mit Einzelkupplungen.- 2.4 Vergleich von Vorgelegegetriebe und Planetengetriebe.- 2.5 Anforderungen an vollautomatische Stufengetriebe.- 2.6 Elemente automatischer Stufengetriebe.- Literatur.- 3 Strömungsgetriebe (Föttinger-Getriebe).- 3.1 Berechnung.- 3.1.1 Grundlagen.- 3.1.2 Verluste.- 3.1.2.1 Reibungsverlust.- 3.1.2.2 Stoßverlust.- 3.1.2.3 Sonstige Verluste.- 3.1.3 Berechnungsgang.- 3.1.3.1 Umfangskomponente Cu der Absolutgeschwindigkeit C.- 3.1.3.2 Stoßgeschwindigkeit.- 3.1.3.3 Relativgeschwindigkeit.- 3.1.4 Dimensionslose Schreibweise nach Spannhake.- 3.1.5 Konstruktionspunkt.- 3.1.6 Wandlergleichung.- 3.2 Kennzeichnende Größen der Strömungsgetriebe.- 3.2.1 Wandlerleistungszahlen.- 3.2.2 Wandlung ?.- 3.3 Ausgezeichnete Punkte der Wandlercharakteristik.- 3.4 Verlustaufteilung.- 3.5 Wirkungsgrad.- 3.6 Strömungskreislauf mit 2 Schaufelrädern.- 3.6.1 Strömungskupplung.- 3.6.2 Strömungsbremse.- 3.7 Strömungswandler.- 3.7.1 Wandler mit zentrifugal durchströmter erster Turbine.- 3.7.1.1 Konstruktionspunkt ?M.- 3.7.1.2 Wandlerleistungszahl ?.- 3.7.1.3 Wandlung ? und Wirkungsgrad ?W.- 3.7.1.4 Berechnung.- 3.7.1.5 Konstruktion.- 3.7.2 Zweiphasenwandler mit zentripetal durchströmter Turbine.- 3.7.2.1 Berechnung.- 3.7.2.2 Auslegungsdaten.- 3.8 Festlegung der Kanalform.- 3.8.1 Meridianschnitt.- 3.8.2 Winkel entlang dem mittleren Stromfaden.- 3.8.3 Kanalbegrenzung.- 3.8.4 Schaufelkonstruktion.- 3.8.5 Schaufelprofil.- 3.9 Beanspruchung der Bauteile rotierender Wandler.- 3.10 Wandler mit überbrückungskupplung.- 3.10.1 Ausführungsformen.- 3.10.2 Schleppverluste.- 3.11 Zusammenarbeit Verbrennungsmotor mit Strömungsgetriebe.- 3.11.1 Verfahren.- 3.11.2 Auslegungskriterien.- 3.11.2.1 Wandler mit Wandlerleistungszahl ? ?const.- 3.11.2.2 Zweiphasenwandler, ? = f(?), fallend.- 3.11.3 Hydraulische Verlustleistung.- 3.11.4 Wandlerdurchmesser.- 3.11.5 Fahrzeugbetrieb in der Höhe.- Literatur.- 4 Planetengetriebe.- 4.1 Allgemeine Festlegungen.- 4.2 Berechnungsverfahren.- 4.2.1 Drehzahlverhältnis.- 4.2.1.1 Kutzbach-Plan.- 4.2.1.2 Willis-Gleichung und Swampsche Regel (Superpositionsgesetz).- 4.2.2 Kräfte und Drehmomente.- 4.2.2.1 Kräfteplan.- 4.2.2.2 Drehmomentverhältnis.- 4.2.3 Leistung und Wirkungsgrad.- 4.2.3.1 Standgetriebe.- 4.2.3.2 Umlaufgetriebe.- 4.2.3.3 Merkschritte zur Berechnung des Wirkungsgrads von einfachen und zusammengesetzten Umlaufgetrieben mit Festglied.- 4.2.4 Das erweiterte modifizierte Schema von Wolf (EMW).- 4.2.4.1 Das EMW-Prinzip.- 4.2.4.2 EMW mit Berücksichtigung der Verluste.- 4.2.4.3 Leistung und Wirkungsgrad im EMW.- 4.2.4.4 EMW-Form mit Fließrichtung der Wälzleistung.- 4.3 Koppelgetriebe.- 4.3.1 Synthese von Koppelgetrieben durch Kutzbach- und Kräfteplan.- 4.3.2 EMW für Koppelgetriebe.- 4.3.3 Leistungsfluß in Koppelgetrieben.- 4.3.4 Berechnung von Koppelgetrieben.- 4.3.5 Planetengetriebe für automatische Fahrzeuggetriebe.- 4.3.5.1 Wilson-Getriebe.- 4.3.5.2 Mercedes-Benz-Viergangautomat K4B 025.- 4.3.5.3 Vergleichende Betrachtung der beiden Getriebe.- 4.4 Zur Dimensionierung von Planetengetrieben.- 4.4.1 Montierbarkeitskriterien.- 4.4.2 Leistungsübertragung.- 4.4.2.1 Zahl der Planetenräder.- 4.4.2.2 Lastausgleich.- 4.4.3 Zahnradbemessung.- 4.4.3.1 Bestimmungselemente der Baugröße.- 4.4.3.2 Verzahnung.- 4.4.3.3 Festigkeitsberechnung.- 4.4.3.4 Wirkungsgrad von Verzahnungen.- 4.4.4 Planetenträger.- 4.4.5 Lagerstellen in automatischen Getrieben.- 4.4.5.1 Lagerkräfte bei Planetenradlagern.- 4.4.5.2 Konstruktion der Planetenradlager.- 4.4.5.3 Einfluß der Zahl der Planeten auf die Lagerlebensdauer.- 4.4.5.4 Beispiel der Berechnung von Planetenradlagerungen.- 4.4.6 Schmierung.- Literatur.- 5 Leistungsverzweigung.- 5.1 Äußere einfache Leistungsverzweigung.- 5.1.1 Kenngrößen der Strömungsgetriebe in Verzweigung.- 5.1.1.1 Drehzahlverhältnisse.- 5.1.1.2 Drehmomentverhältnisse.- 5.1.1.3 Leistungsverhältnisse.- 5.1.1.4 Leistungszahl der Verzweigung bezogen auf die Leistungszahl des Wandlers.- 5.2 Wirkung der Verzweigung.- 5.2.1 Verteilgetriebe.- 5.2.1.1 Arbeitsbereich.- 5.2.1.2 Drehmomentwandlung der Kombination.- 5.2.1.3 Leistungszahl der Kombination.- 5.2.2 Sammelgetriebe.- 5.2.2.1 Arbeitsbereich.- 5.2.2.2 Drehmomentwandlung der Kombination.- 5.2.2.3 Leistungszahl der Kombination.- 5.3 Beispiele ausgeführter Getriebe mit Leistungsverzweigung.- 5.3.1 Vorwärtswandler mit Verteilgetriebe.- 5.3.2 Rückwärtswandler mit Verteilgetriebe.- 5.3.3 Vorwärtswandler mit Sammelgetriebe.- 5.3.4 Leistungsteilung anstelle Wandlerüberbrückungskupplung.- 5.4 Innere Leistungsverzweigung.- 5.4.1 Berechnung.- 5.4.2 Beispiele innerer Leistungsverzweigung.- 5.4.2.1 Hydropowershift-Getriebe.- 5.4.3 SRM-Prinzip.- Literatur.- 6 Der automatische Gangwechsel.- 6.1. Theorie der Zugkraftschaltung.- 6.1.1 Zweigang-Vorgelegegetriebe.- 6.1.2 Zweigang-Planetengetriebe.- 6.2 Ablauf der Schaltung.- 6.2.1 IA Hochschaltung unter Antriebsmoment.- 6.2.2 IB Schubhochschaltung.- 6.2.3 IIA Rückschaltung mit Antriebsmoment.- 6.2.4 IIB Bremsrückschaltung.- 6.2.5 IIC Ausrollschaltung.- 6.3 Schaltungsablauf bei Überbrückungskupplung.- 6.4 Schaltungsablauf bei Gruppenwechsel.- 6.5 Pseudogruppenwechsel.- 6.6 Berechnung des Schaltablaufs für Planetengetriebe.- 6.6.1 Einfacher Planetensatz.- 6.6.2 Koppelgetriebe.- 6.7 Durchführung der Gangschaltung.- Literatur.- 7 Kraftübertragung durch Reibung.- 7.1 Einfluß der Ölart auf den Reibwertverlauf.- 7.2 Reibschwingungen.- 7.3 Reibpaarungen.- 7.3.1 Belastungskenngrößen und Grenzen.- 7.3.1.1 Flächenpressung.- 7.3.1.2 Spezifische Wärmebelastung.- 7.3.1.3 Zulässige Temperatur.- 7.3.2 Nutzung der Reibbeläge.- Literatur.- 8 Elemente der Gangschaltung.- 8.1 Freilauf.- 8.1.1 Arten von Freiläufen.- 8.1.1.1 Rollen-Freilauf.- 8.1.1.2 Klemmstein-Freilauf.- 8.1.2 Berechnung.- 8.2 Bremsen und Kupplungen.- 8.2.1 Höhe des Stützmoments bei Bremsen.- 8.2.2 Anordnung von Kupplungen in Planetengetrieben.- 8.2.3 Arten der Servokraft.- 8.3 Hydrostatisch betätigte Stellglieder.- 8.3.1 Konusbremse, Kupplung.- 8.3.2 Bandbremse.- 8.3.2.1 Theorie.- 8.3.2.2 Abstützung der Bremsbänder im Gehäuse.- 8.3.2.3 Herstellung.- 8.3.3 Lamellenbremsen und Lamellenkupplungen.- 8.3.3.1 Fliehkräfte der Ölfüllung bei Kupplungen.- 8.3.3.2 Lamellen.- 8.3.3.3 Wärmeentwicklung und Wärmeabfuhr.- 8.3.3.4 Stärke der Stahllamellen.- 8.3.3.5 Bauformen von Lamellen-Servoeinheiten.- 8.3.4 Verluste nicht betätigter Servoeinheiten.- Literatur.- 9 ölkreislauf.- 9.1 Aufgaben des "Maschinenelements" Öl.- 9.1.1 Leistungsübertragung im Strömungsgetriebe.- 9.1.2 Betätigungsdruck für die Servoelemente.- 9.1.3 Informationsverarbeitung.- 9.1.4 Reibwertbeeinflussung.- 9.1.5 Schmierung.- 9.1.6 Wärmeabfuhr.- 9.1.7 Leistungsvernichtung der Strömungsbremse.- 9.2 Arbeitsgrenzen des Ölkreislaufs.- 9.2.1 Temperatur.- 9.2.2 öldruck.- 9.2.3 ölfördervolumen.- 9.3 Elemente des Ölkreislaufs.- 9.3.1 Öl.- 9.3.2 Ölsumpf.- 9.3.3 ölfilter.- 9.3.4 ölpumpen.- 9.3.4.1 Zahnradpumpen.- 9.3.4.2 Flügelzellenpumpen.- 9.3.4.3 Verstellpumpen.- 9.3.5 Abdichtungen.- 9.3.5.1 Dichtungen nach außen, rotierend.- 9.3.5.2 Dichtungen nach außen, statisch.- 9.3.5.3 Innenliegende Dichtungen, statisch.- 9.3.5.4 Innenliegende Dichtungen, hin- und hergehend.- 9.3.5.5 Innenliegende Dichtungen, rotierend.- 9.4 Ölwechsel und Getriebeentlüftung.- 9.4.1 öleinfüllung.- 9.4.2 Gehäuseentlüftung.- Literatur.- 10 Steuerung automatischer Getriebe.- 10.1 Anfahren.- 10.2 Schaltprogramm.- 10.2.1 Anforderungen.- 10.2.2 Einflußgrößen.- 10.2.2.1 Fahrgeschwindigkeit.- 10.2.2.2 Fahrleistung.- 10.2.3 Schaltprogramm "Maximale Leistung".- 10.2.4 Schaltprogramm "Minimalverbrauch".- 10.2.5 Geräuschgrenze.- 10.2.6 Bremsschaltungen.- 10.2.7 Schaltpendelungen.- 10.2.8 Beispiele für Schaltprogramme.- 10.3 Kriechen der Fahrzeuge mit automatischem Getriebe.- 10.4 Positionen des Wählhebels.- 10.4.1 Parken.- 10.4.2 Rückwärtsfahrt.- 10.4.3 Leergang (Neutral).- 10.4.4 Vorwärtsfahrprogramme für Pkw.- 10.4.5 Wählhebel für automatische Nkw-Getriebe.- 10.5 Erfassung des Motordrehmoments.- 10.5.1 Ottomotor.- 10.5.2 Dieselmotor.- 10.5.3 Motorbremsmoment.- 10.6 Steuerelemente der Hydraulik.- 10.6.1 Hydraulische Sensoren.- 10.6.1.1 Programmwahl.- 10.6.1.2 Beschleunigungswunsch.- 10.6.1.3 Motorzustand, Drehmoment.- 10.6.1.4 Fahrzeugzustand, Fahrgeschwindigkeit.- 10.6.2 Druckregelung.- 10.6.3 Kommandoventil.- 10.6.4 Speicher.- 10.7 Zugkraftschaltung.- 10.7.1 Gangwechsel, Steuerung der Schaltung.- 10.7.2 Selbststeuerung durch Freilauf.- 10.7.3 Steuerung der Hochschaltung mit Überschneidung.- 10.7.4 Steuerung des exakten Fassens bei Rückschaltung unter Gas.- 10.7.5 Steuerung der Bremsschaltung.- 10.8 Beispiele hydraulischer Getriebesteuerung.- 10.8.1 Wandler-Dreiganggetriebe (VW).- 10.8.2 Wandler-Vierganggetriebe MB W4A 040.- 10.8.2.1 Schaltprogramme.- 10.8.2.2 Schaltplan.- 10.8.3 Ventilgehäuse (Schaltplatte).- 10.9 Elektronische Getriebesteuerung.- 10.9.1 Zur Konstruktion elektronischer Steuerungen.- 10.9.2 Elektrische Sensoren.- 10.9.2.1 Wegmessung, Winkelmessung.- 10.9.2.2 Druck- und Kraftmessung.- 10.9.2.3 Drehzahlsensor.- 10.9.2.4 Temperaturmessung.- 10.9.3 Schaltprogramm.- 10.9.4 öldruckregelung.- 10.9.5 Elektronische Steuerung der Zugkraftschaltung.- 10.9.6 Elektrik/Hydraulik-Umsetzer.- 10.9.7 Perspektiven für die elektronische Getriebesteuerung.- 10.9.8 Beispiel einer elektronischen Getriebesteuerung.- 10.10 Getriebesteuerung mit Motorbeeinflussung.- 10.10.1 Glättung des übergangs.- 10.10.2 Verminderung der Schaltwärme.- 10.11 Tachoantrieb.- Literatur.- 11 Parksperre.- 11.1 Aufgaben der Parksperre.- 11.2 Berechnung der Betätigungskräfte.- 11.3 Berechnung der Bewegungsverhältnisse.- 11.3.1 Sicherheit der Verriegelung.- 11.3.2 Abweisgeschwindigkeit.- 11.4 Beispiel.- 11.5 Zahnkraft beim Einrastvorgang.- 12 Gehäuse für automatische Getriebe.- 12.1 Generelle Gesichtspunkte.- 12.1.1 Leichtbau.- 12.1.2 Öldichtheit.- 12.1.3 Beanspruchung durch Servoelemente.- 12.1.4 Schraubverbindungen.- 12.2 Berechnung.- 12.3 Gehäuse für automatische Pkw-Getriebe.- 12.3.1 Wandlergehäuse.- 12.3.2 Hauptgehäuse.- 12.3.3 Abschlußgehäuse.- 12.3.4 Getriebegehäuse für Blockbauweise.- 12.4 Gehäuse für automatische Nkw-Getriebe.- 13 Getriebeverluste (Wirkungsgrad).- 13.1 Einzelverluste.- 13.1.1 Ventilationsverluste.- 13.1.2 Hydraulische Verluste im Strömungsgetriebe.- 13.1.3 Leistungsbedarf der Ölpumpen.- 13.1.4 Verluste proportional der Turbinendrehzahl.- 13.1.5 Verzahnungsverluste.- 13.2 Einfluß der Schnellgangzahl ? auf die mechanischen Verluste.- 13.3 Gesamtverluste für ausgewählte Betriebszustände.- 13.3.1 Verluste bei stationärer Fahrt, normale Betriebsbedingungen.- 13.3.2 Verluste beim Anfahren, normale Betriebsbedingungen.- 13.3.3 Verluste bei stationärer Fahrt, erschwerte Betriebsbedingungen.- 13.3.4 Verluste beim Anfahren, erschwerte Betriebsbedingungen.- Literatur.- 14 Getriebebeispiele.- 14.1 Automatische Getriebe für Pkw.- 14.1.1 Wandler-Dreiganggetriebe.- 14.1.1.1 Einsteg-Getriebekette (Ravigneaux-Satz).- 14.1.1.2 Koppelgetriebe mit Simpson-Satz.- 14.1.1.3 Dreiganggetriebe mit Freiläufen in allen Vorwärtsübersetzungen.- 14.1.1.4 Wandler-Dreiganggetriebe als Reihenschaltung.- 14.1.2 Wandler-Vierganggetriebe für Pkw.- 14.1.2.1 Wandler-Vierganggetriebe, oberster Gang direkt.- 14.1.2.2 Wandler-Vierganggetriebe, Vorgelegebauart.- 14.1.2.3 Wandler-Vierganggetriebe mit Schnellgang durch Zusatzgruppe.- 14.1.2.4 Wandler-Vierganggetriebe mit Schnellgang ohne Zusatzgruppe.- 14.1.3 Automatische Fünfganggetriebe für Pkw.- 14.1.3.1 Fünfganggetriebe mit Schnellgang durch Antriebswechsel.- 14.1.3.2 Fünfgangetriebe mit direktem obersten Gang, Pseudogruppenwechsel.- 14.1.4 Getriebeautomaten für Allradantrieb.- 14.2 Beispiele automatischer Getriebe für Nutzkraftwagen.- 14.2.1 Automatische Getriebe für Transporter und Kleinbusse mit Pkw-Motoren.- 14.2.2 Automatische Getriebe für leichte Lkw im Verteilerverkehr und mittelgroße Omnibusse, meist mit Nkw-Dieselmotor.- 14.2.3 Automatische Getriebe für Omnibusse des öffentlichen Verkehrs.- 14.2.4 Automatische Getriebe für Lkw.- 14.3 Lastschaltgetriebe für Arbeitsfahrzeuge.- Literatur.- Firmenverzeichnis.