Die meisten modernen Automatikgetriebe verfügen über einen Zahnradsatz, der als Planeten- oder Umlaufgetriebe bezeichnet wird.
Ein Planetenradsatz besteht aus einem zentralen Zahnrad, dem Sonnenrad, einem Außenring mit Innenverzahnung (auch Hohlrad oder Hohlrad genannt) und zwei oder drei Zahnrädern, den sogenannten Planetenrädern, die zwischen Sonnen- und Hohlrad rotieren .
Der Antriebsstrang ist mit einem Mechanismus namens Drehmomentwandler gekoppelt, der als Flüssigkeitsantrieb zwischen Motor und Getriebe fungiert.
Wenn das Sonnenrad blockiert ist und die Planeten vom Planetenträger angetrieben werden, wird der Abtrieb vom Hohlrad übernommen, wodurch eine Drehzahlerhöhung erreicht wird.
Wenn das Hohlrad blockiert und das Sonnenrad angetrieben ist, übertragen die Planetenräder den Antrieb über den Planetenträger und die Geschwindigkeit wird reduziert.
Wenn die Energiezufuhr zum Sonnenrad erfolgt und der Planetenträger verriegelt ist, wird das Hohlrad angetrieben, überträgt den Antrieb jedoch im Rückwärtsgang.
Um einen Direktantrieb ohne Geschwindigkeits- oder Drehrichtungsänderung zu erreichen, ist die Sonne am Hohlrad befestigt und die gesamte Einheit dreht sich als Ganzes.
Wie ein Drehmomentwandler funktioniert
Bei hohen Drehzahlen beginnt sich der Reaktor zu drehen. Wenn Turbine, Laufrad und Reaktor mit gleicher Drehzahl laufen, wird das Öl nicht abgelenkt.
Bei niedrigen Drehzahlen steht der Reaktor still und lenkt das Öl zurück zum Laufrad. Dadurch erhöht sich das auf die Turbine ausgeübte Drehmoment.
Ein Drehmomentwandler ist eine Flüssigkeitskupplung, die wie eine Kupplung funktioniert, nur dass der Antrieb durch hydraulischen Druck erfolgt.
Der Konverter besteht aus drei Hauptkomponenten: dem Laufrad, das mit dem Schwungrad verschraubt ist; die Turbine, verbunden mit der Getriebeeingangswelle; und der zentrale Reaktor zwischen den beiden, der über eine Freilaufkupplung verfügt, die als Freilauf bezeichnet wird.
Wenn die Motordrehzahl erhöht wird, überträgt die über die Laufradschaufeln auf die Hydraulikflüssigkeit wirkende Zentrifugalkraft das Drehmoment bzw. die Drehkraft auf die Turbine.
Der Zentralreaktor wandelt diese Drehkraft um, indem er den Flüssigkeitsstrom zurück zum Laufrad umleitet, um bei niedrigen Drehzahlen ein höheres Drehmoment zu erzeugen.
Sobald der Motor schneller wird und mehr Leistung entwickelt, verringert sich der Bedarf an dieser Drehmomentverstärkung und der Reaktor läuft frei. Der Drehmomentwandler fungiert dann als Flüssigkeitsschwungrad und verbindet den Motor mit dem Getriebe.
Die Hauptkomponenten eines Drehmomentwandlers sind im Diagramm dargestellt: Laufrad, Reaktor (oder Stator) und Turbine.
Die kleineren Diagramme zeigen die Richtung, die die Hydraulikflüssigkeit unter Zentrifugalkräften einnimmt.
Der gleiche Effekt lässt sich auch durch die Fixierung der Planetenräder am Planetenträger erzielen.
Die meisten Automatikgetriebe verfügen über drei Vorwärtsgänge und verwenden zwei Sätze Umlaufgetriebe.
Die Verriegelungssequenzen des Planetengetriebes werden durch hydraulisch betätigte Bremsbänder oder Lamellenkupplungen erreicht.
Die Bänder werden um das Hohlrad gespannt, um ein Mitdrehen zu verhindern, und die Kupplungen dienen zum Blockieren des Sonnenrads und der Planeten.
Die korrekte Reihenfolge des Druckaufbaus und -abbaus wird durch eine komplexe Anordnung hydraulischer Ventile in Verbindung mit Sensoren gesteuert, die auf Motorlast, Fahrgeschwindigkeit und Drosselklappenöffnung reagieren.
Ein Mechanismus, der mit dem Gashebel verbunden ist – ein sogenannter Kickdown – wird verwendet, um ein Herunterschalten für eine schnelle Beschleunigung zu bewirken. Wenn Sie das Gaspedal plötzlich bis zum Anschlag durchtreten, wird fast augenblicklich ein niedrigerer Gang eingelegt.
Die meisten Automatikgetriebe verfügen über ein Override-System, sodass der Fahrer bei Bedarf einen niedrigen Gang halten kann.
