Wirtschaftlich und Zukunftsorientiert

FEV realisiert kompaktes und kostengünstiges Automatikgetriebe für Stadtfahrzeuge

30. September 2015 | Engineering Service

Gerade mit Blick auf zukünftige Funktionen ist die Verwendung eines Automatikgetriebes auch für Kleinwagen, dem sogenannten A-Segment, sinnvoll. Darüber hinaus trägt das Automatikgetriebe dem städtischen Fahrprofil Rechnung, indem es den Komfort bei der Vielzahl der Schaltungen und der Start-Stopp-Vorgänge steigert. Das weltweite Volumen von 5,2 Millionen Fahrzeugen in 2014 bei einem prognostizierten jährlichen Wachstum von zwei Prozent rechtfertigt die Entwicklung eines Doppelkupplungsgetriebes (DCT) als Alternative zum automatisierten Handschaltgetriebe (AMT) speziell für diese Fahrzeugklasse. Vor diesem Hintergrund entwickelt die FEV ein kostengünstiges und kompaktes Doppelkupplungsgetriebe speziell bis 130 Nm – das 5DCT130.

Derzeit wird bei Fahrzeugen des A-Segments oftmals auf kostenintensive Komfortfunktionen und High-End-Technologien verzichtet. So verfügt der größte Teil dieser Fahrzeuge über einen konventionellen Antriebsstrang, bestehend aus einem Saug-Ottomotor mit Saugrohreinspritzung und einem 5-Gang-Handschaltgetriebe. In Japan ist das Stufenlosgetriebe (CVT) auch in dieser Fahrzeugklasse stark vertreten, während indische Kunden vermehrt automatisierte Handschaltgetriebe nachfragen.

Serienkomponenten als Schlüssel zur Wirtschaftlichkeit

Aus Sicht der Herstellungskosten betrachtet ist das AMT gegenüber dem DCT deutlich im Vorteil, hat jedoch konzeptbedingt den Nachteil der ruppigen Schaltungen auf Grund der Zugkraftunterbrechung. Die Aufgabe besteht darin, den Kostenvorteil des AMT mit dem Vorteil der weicheren Lastschaltungen des DCT zu verknüpfen. Den Kostennachteil kann das DCT nur durch Wiederverwendung von Serienkomponenten ausgleichen. Das Doppelkupplungsgetriebe 5DCT130 der FEV verfolgt exakt diesen Ansatz und greift  bei den meisten Komponenten auf Bauteile „aus dem Regal“ zurück. Gleichzeitig entspricht es – dank nur einer Triebwelle – den Bauraumvorgaben eines schlanken Getriebes für dieses Fahrzeugsegment. Doppelkupplungsgetriebe beinhalten in der Regel aus Sicherheitsgründen „normally-open“ Kupplungen. „Um die Leistung zu übertragen, muss also eine Kupplung ständig entsprechend dem Drehmomentbedarf aktiv geschlossen werden, wodurch ein dauerhafter Energiebedarf besteht“, erklärt Dr. Ralf Marquard, COO der FEV Group. „Bei einem permanenten Energiebedarf ist es sinnvoller, die Anzahl der Energieumwandlungen zu minimieren, da jede Umwandlung mit Verlusten verknüpft  ist.“ Daher und aufgrund der Kompaktheit haben sich die Experten der FEV, um die Kupplungsregelung und -kühlung zu realisieren, für eine verbrennungsmotorisch betriebene Pumpe entschieden. Die Ventile der kompakten Hydraulik stammen von BorgWarner.

Zukünftige Anforderungen an das A-Fahrzeugsegment

  • Zusätzliche Komfort- und Sicherheitsfunktionen wie Berganfahrassistent, Bremsassistent, Spurassistent und Einparkassistent
  • Weitere Vernetzung wie Car-to-X Kommunikation („Connected Vehicles“) Weitergehende Anforderungen in aktiver und passiver Sicherheit
  • Vorhalten der Variante „Battery Electric Vehicle“ für dieselbe Fahrzeugplattform
  • Segelbetrieb und in der letzten Ausbaustufe autonomes Fahren
  • Erweiterung der Garantiedauer auf mindestens fünf Jahre ab Fahrzeugzulassung

 

Wirkungsvolle Kombination führender Zulieferertechnologien

Der Gangsteller eines Doppelkupplungsgetriebes wird sporadisch betrieben. Für diese Funktion ist der bedarfsgerechte Aktuator sinnvoll und kommt als elektromechanisches System der Firma LuK zur Anwendung. Dieses System hat noch einen weiteren Vorteil in der kostengünstigen Einführung der Park-by-Wire-Funktion. Drei Schaltgabeln betätigen die Schiebemuffen der sechs Gänge entsprechend. Über eine vierte Schaltgabel wird die Parksperre betätigt. Der Aktuator ist bereits in der Großserie in der Anwendung. Neben dem Gangaktuator kommen Serien- Synchronisierungen von Hoerbiger Antriebstechnik, eine BorgWarner-Standard-Doppelkupplung, ein Standard- Differenzial der Firma GKN sowie ausschließlich Katalog-Wälzlager zum Einsatz. Das kompakte, der Fahrzeugklasse gerecht werdende Konzept sowie fähige Partner bieten so eine hervorragende Grundlage für eine  erfolgreiche Serienenentwicklung mit kurzer Markteinführungszeit.

Wesentliche Daten des Getriebes

  • Anzahl der Gänge: 5 Vorwärtsgänge und 1 Rückwärtsgang
  • Kürzester 1. Gang: 16.1
  • Längster 5. Gang: 2.8
  • Maximale Spreizung: 5.8
  • Abstand zwischen Eingangswellendrehachse und Drehachse des Differenzials: 183 mm oder 170 mm
  • Dual clutch type: Nasse Kupplungen in geschachtelter Ausführung
  • Betätigung der Doppelkupplung sowie Kupplungskühlung: Hydraulisch, Niederdruck
  • Gangschaltaktuatorik: Elektromechanisch

 

Mechanische und elektromechanische Teilsysteme des 5DCT130-Getriebes mit Doppelkupplung: Nahezu alle Bauteile sind Serienprodukte etablierter Zulieferer

Mechanische und elektromechanische Teilsysteme des 5DCT130-Getriebes mit Doppelkupplung: Nahezu alle Bauteile sind Serienprodukte etablierter Zulieferer

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