Seite 3: Getriebewirkungsgrad

Dem Getriebe kommt ein nicht zu unterschätzender Einfluss auf den Verbrauch zu. Der Getriebewirkungsgrad bzw. die im Getriebe unnütz vernichtete Energie ist jedoch nur ein Teil der Bedeutung, die das Getriebe für den Verbrauch hat, aber beginnen wir mit dem reinen Getriebewirkungsgrad.

Den besten Wirkungsgrad hat seit "Menschengedenken" und bis heute unerreicht das Schaltgetriebe. Dieses ist auch in Kombination mit dem Verbrennungsmotor effizienter als alle anderen Getriebeformen.

Es gibt wenig zitierbare Angaben zum Wirkungsgrad des Schaltgetriebes, da dieser auch von Füllgrad des Getriebeöls, von dessen Temperatur bzw. Zähigkeit abhängt. Bei sparsamer Schmierung wären wohl reine Getriebewirkungsgrade von über 95% denkbar. Wird jedoch die Schmierung und die Übertragung über das Differenzialgetriebe oder möglicherweise den Allradantrieb bis zu den Rädern berücksichtigt. dann dürften Wirkungsgrade über 90% kaum realistisch und Wirkungsgrade bis weit unter 80% durchaus die Regel sein.

Automatik-Getriebe haben merklich schlechtere Wirkungsgrade im Vergleich zu Schaltgetrieben. Die größte "Energievernichtungseinrichtung" war bislang der hydraulische Drehmomentwandler, der im Automatik-Getriebe die Funktion der Kupplung mit einem vorgeschalteten hydraulischen "2-Gang-Getriebe" vereint. Man hört den Energieverlust förmlich beim Beschleunigen von alten Automatik-Autos, weil der Motor beim Beschleunigen aufheult, ohne dass sich das Auto in gleicher Weise beschleunigen würde, wie der Motor hoch dreht. Das liegt einfach daran, dass das hydraulische Getriebe keine feste Koppelung ermöglicht und dass der Motor zum Teil schlicht wirkungslos durchdreht.

Bei alten Automatik-Getrieben drehte der Motor während der gesamten Fahrt hydraulisch durch und ein Mehrverbrauch von mindestens einem Liter war die Folge. Dieses "Leck im Tank" wurde in der Zwischenzeit weitgehend gestopft, indem der hydraulische Drehmomentwandler nach dem Schalten der Gänge im nachgeschalteten Getriebe überbrückt wird. Das kann man sich vorstellen wie eine gewöhnliche Kupplung, die über das hydraulische Getriebe geschlossen wird. Der Drehmomentwandler wird nur noch beim Anfahren und in den Schaltvorgängen kurzzeitig genutzt.

Gleichwohl verbraucht ein hydraulisches Getriebe mehr Energie, als ein reines Schaltgetriebe, weil das dem Drehmomentwandler nachgeschaltete Getriebe durch eine Vielzahl von Lamellenkupplungen gesteuert wird. Die vielen Lamellen jedes Getriebeelements schleifen unaufhörlich gegeneinander und verbrauchen Energie.

Stufenlose Getriebe wurden einige Jahrzehnte mit viel Aufwand entwickelt. Sie beruhen ausnahmslos auf einer Übertragung der Energie über Reibkräfte. Diese Getriebe waren einem Verschleiß unterlegen, hatten teilweise Zuverlässigkeitsprobleme und vor allem war der Wirkungsgrad wegen der hohen auftretenden Kräfte in aller Regel deutlich schlechter als bei Schaltgetrieben. Der Vorteil, einen Motor potentiell in einem wirkungsvolleren Drehzahlbereich betreiben zu können, konnte die Energieverluste im Getriebe nie ausgleichen oder übersteigen.

Insbesondere für die in Kleinkrafträdern und Scootern weit verbreiteten synthetischen Keilriemengetriebe werden Wirkungsgrade von teilweise unter 50% berichtet. Diese stufenlosen Getriebe können das sonst gegebene Effizienz-Potential eines Kleinkraftrads erheblich verderben.

Doppelkupplungsgetriebe benötigen ebenfalls ein wenig mehr Energie als ein einfaches Schaltgetriebe, da sich aus Robustheitsgründen ebenfalls Lamellenkupplungen durchgesetzt haben, von denen jeweils eine in aller Regel permanent geringfügig schleift. Ferner besitzt ein Doppelkupplungsgetriebe mehr permanent bewegte Teile, was aufgrund des Ölbades entsprechende Energieverluste mit sich bringt. Das Doppelkupplungsgetriebe könnte Energie sparen, indem der Motor über Schaltvorgänge ohne Zugkraftunterbrechung beim Beschleunigen keine Schwungenergie verliert. Dieser Vorteil wird jedoch durch die Getriebewirkungsgrad-Nachteile leider zunichte gemacht.

Lediglich das automatisierte Schaltgetriebe hat fast denselben Wirkungsgrad, wie ein einfaches Schaltgetriebe. Der Unterschied zwischen beiden Getrieben liegt darin, dass die Handgriffe des Autofahrers (Schalten und Kuppeln) einfach durch hydraulische Steuerelemente elektronisch gesteuert und automatisch erfolgen. Bekannteste Beispiele für diese Technologie waren der Lupo 3L, der Audi A2 und der Ur-Smart.

Als Fazit lässt sich aus Effizienz-Sicht das gute alte Handschaltgetriebe empfehlen, ebenso wie das automatisierte Schaltgetriebe. Doppelkupplungsgetriebe können mit Vorbehalt auch noch empfohlen werden. So viel zu den reinen Getriebewirkungsgraden. Aber die Bedeutung des Getriebes ist hiermit bei weitem nicht ausreichend beschrieben.