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Technik Audi 7-Gang S tronic für blitzschnelle Schaltvorgänge

Motor & Technik


Audi 7-Gang S tronic für blitzschnelle Schaltvorgänge

Das neue 7-Gang S tronic Hightech-Getriebe von Audi kombiniert ihre dynamische Arbeitsweise mit hoher Effizienz: 7 Gänge, die sich blitzschnell und ohne Zugkraftunterbrechung wechseln lassen. Das neue Doppelkupplungsgetriebe ist für das Zusammenspiel mit längs eingebauten Motoren und dem Allradantrieb quattro konzipiert, mit seiner Drehmomentkapazität von 550 Nm eignet es sich für ein breites Portfolio an sportlichen Modellen. Audi wird die neue S tronic im Laufe dieses Jahres in mehreren Baureihen in Serie bringen.

Das neue Getriebe, eine 100%-ige Eigenentwicklung der Marke, ist für die mittleren Baureihen vorgesehen. Audi hat es als sportliche und gleichzeitig hocheffiziente Hightech-Komponente konzipiert.

Audi-Fahrer können die neue 7-Gang S tronic auf verschiedene Arten nutzen. Der vollautomatische Modus, in dem der Rechner die Gänge wählt, hält die Programme D (Drive) und S (Sport) bereit. Zudem kann man die Gänge manuell mit dem Wählhebel oder optional mit Wippen am Lenkrad wechseln – ein Vorgang von eindrucksvoller Schnelligkeit.

Die 7-Gang S tronic setzt sich aus zwei Teilgetrieben zusammen. Sie integriert 2 Lamellenkupplungen, die unterschiedliche Gänge bedienen. Die große, außen liegende Kupplung K1 leitet das Drehmoment über eine Vollwelle auf die Zahnräder der ungeraden Gänge 1, 3, 5 und 7. Sie liegen im hinteren Teil des Getriebegehäuses, das aus AluMINIum gegossen ist, also zur Fahrzeugmitte hin.

Um die Vollwelle herum rotiert eine Hohlwelle. Sie ist mit der kleineren Kupplung K2 verbunden, die im Inneren ihrer großen Schwester integriert liegt, und bedient die Zahnräder der geraden Gänge 2, 4 und 6 sowie den Rückwärtsgang. Alle Gang-Zahnräder liegen in einer Linie hintereinander auf den beiden Abtriebswellen, und zwar in der Reihenfolge 4, 6, 2, R, 1, 3, 7 und 5.

Die beiden Teilgetriebe sind permanent aktiv, aber nur eines ist kraftschlüssig mit dem Motor verbunden. Wenn man beispielsweise im dritten Gang beschleunigt, ist im zweiten Teilgetriebe der vierte Gang bereits eingelegt, in Lauerstellung sozusagen. Der Schaltvorgang erfolgt durch das Wechseln der Kupplungen – während K1 öffnet, schließt K2 blitzschnell. Dieser Vorgang dauert nur wenige Hundertstelsekunden und vollzieht sich ohne Unterbrechung der Zugkraft, er läuft so fließend und komfortabel ab, dass ihn der Fahrer kaum wahrnimmt.

Von der Abtriebswelle aus fließen die Kräfte auf das selbstsperrende Mittendifferenzial des quattro-Antriebs, das sie in 2 Richtungen verzweigt. Bei der Grundverteilung strömen 60 Prozent der Momente über die Kardanwelle zum Differenzial der hinteren Achse und 40 Prozent über eine Seitenwelle zum Kegeltrieb des Vorderachsdifferenzials. Weil diese Welle um 7,2 Grad geneigt eingebaut ist, nutzt sie eine schräge, so genannte Beveloid-Verzahnung. Aus Gewichtsgründen ist sie ebenfalls hohl ausgeführt.

Die asymmetrisch-dynamische Kräfteverteilung sorgt für eine sportlich-agile, leicht heckbetonte Fahrcharakteristik. Bei Bedarf kann das Mittendifferenzial bis zu 85 Prozent der Kräfte auf die hintere oder aber maximal 65 Prozent der Kräfte auf die vordere Achse schicken.

Kompromisslose Qualität

Die neue 7-Gang S tronic dokumentiert die innovative Denkweise und den kompromisslosen Qualitätsanspruch von Audi in jedem einzelnen Bauteil. Carbon-beschichtete Synchronringe bürgen für eine Synchronisierung von maximaler Qualität und Standfestigkeit. Die Gänge 1 bis 3 und der Rückwärtsgang sind zusätzlich als 3-Konus-Synchronisierungen ausgeführt.

Ein hochpräzises Management der beiden Lamellenkupplungen gehörte zu den wichtigsten Entwicklungszielen. Erreicht wurde es unter anderem durch kompakte Anpresszylinder, einen elektronisch geregelten Drehzahlausgleich und den Einsatz optimierter Schraubenfederpakete. Dieses Technik-Paket sorgt für höchste Exaktheit und Komfort beim Anfahren und Schalten.

Das Management des Getriebes obliegt dem so genannten Mechatronikmodul. Es handelt sich um eine von Grund auf neu entwickelte, kompakte Einheit aus Steuergeräten und hydraulischen Stellgliedern, die in Fahrtrichtung links im Getriebe integriert ist. Ihr Steuerungskonzept erlaubt es, beim Gangwechsel die Geschwindigkeit des Vorgangs zu variieren und die dafür notwendige Kraft besonders feinfühlig zu regeln.

Für den notwendigen Steuerdruck sorgt eine effizient arbeitende Ölpumpe, die unmittelbar neben dem Mechatronikmodul angeordnet ist und über eine Zahnradstufe angetrieben wird. Zur Kühlung der Doppelkupplung bei Anfahrvorgängen wird die Ölpumpe von einer Saugstrahlpumpe unterstützt. So kann die geförderte Ölmenge bei Bedarf ohne Erhöhung der Antriebsleistung annähernd verdoppelt werden.

Als Besonderheit verfügt die 7-Gang S tronic über 2 getrennte Ölhaushalte. Während die Doppelkupplung, das Mechatronikmodul und die Ölpumpe von einem eigenen Ölkreislauf mit sieben Liter ATF-ÖL (Automatic Transmission Fluid) versorgt werden, erfolgt die Schmierung der Radsätze, des Mitten- und des Vorderachsdifferenzials mit ca. 4,5 Liter Hypoid-Getrieböl. Durch diese Separierung konnten die Entwickler alle Bauteile optimal auslegen, ohne dass ein gemeinsamer Schmierstoff Kompromisse erzwungen hätte.

Audi hat die neue 7-Gang S tronic nicht nur auf hohen Fahrspaß, sondern auch auf konsequente Effizienz hin konzipiert. Das neue Hightech-Aggregat zeichnet sich durch einen sehr hohen Wirkungsgrad aus. Zudem sorgt seine hochintelligente Steuerung für eine verbrauchsgünstige Fahrweise im Automatik-Modus. Die maximal mögliche Spreizung von 8,0 : 1 erlaubt sowohl eine sportliche kurze Übersetzung des ersten Ganges als auch eine drehzahlsenkend lange Auslegung des letzten Gangs. Die 7-Gang S tronic ist für Drehzahlen bis 9.000 1/min konzipiert und kann Drehmomente bis 550 Nm übertragen.

Die Geschichte der S tronic

Auf dem Feld der Kraftübertragung marschiert Audi seit vielen Jahren an der Spitze des Fortschritts. Der 1980 eingeführte Allradantrieb quattro stellte einen Meilenstein in der Geschichte der Automobiltechnik dar. Und auch die S tronic illustriert das Grundprinzip der Marke, den Vorsprung durch Technik, exemplarisch.

Schon im November 1985 rollte der erste Audi mit einem Doppelkupplungsgetriebe an den Start – es war der Sport quattro S1, den Walter Röhrl mit seinem Copiloten Christian Geistdörfer in der Rallye-WM bewegte. Röhrl, der wohl beste Rallye-Pilot seiner Zeit, hat sein 350 kW (476 PS) starkes Sportgerät als "etwas Gewaltiges", als "Naturereignis" bezeichnet – und das Hightech-Getriebe verlieh ihm eine noch mächtigere Performance.

Das Doppelkupplungsgetriebe, das im S1 mit einem kurzen Tipphebel elektrisch gesteuert wurde, konnte seine 5 Gänge blitzartig wechseln. Weil die Zugkraft nicht unterbrochen wurde, blieb der Turbolader des 5-Zylinders permanent unter Dampf – ein Bypass in den Atemwegen des Motors unterstützte diesen Effekt. Auch bei dem siegreichen Gipfelsturm, den Röhrl 1987 beim Bergrennen am Pikes Peak im US-Bundesstaat Colorado unternahm, war im Training ein Doppelkupplungsgetriebe an Bord des S1.

Die S tronic ist eine der vielseitigsten Lösungen im Getriebe-Programm von Audi. In die Serie brachte Audi die Technologie im Frühjahr 2003 im TT Coupé und Roadster, im Zusammenspiel mit dem drehmomentstarken 3,2-Liter-V6, der 184 kW (250 PS) leistete.

Das ultrakompakte, für den Quereinbau ausgelegte Doppelkupplungsgetriebe in 3-Wellen-Bauweise mit 6 Gängen war die perfekte Ergänzung zum starken Motor. TT-Piloten konnten es im Automatik-Modus nutzen oder die Gänge von Hand wechseln, entweder mit dem kurzen Wählhebel oder mit Lenkrad-festen Wippen hinter dem Volant.

In den vergangenen 5 Jahren hat sich die neue Technologie im TT und im A3 fest etabliert – als dynamische Hightech-Alternative zur Handschaltung, aber auch durchaus versehen mit den positiven Attributen eines konventionellen Stufen-Automaten. Aufgrund ihrer breit gefächerten Stärken ist die S tronic im A3 auch mit den TDI-4-Zylindern zu bekommen. Bis Ende 2007 hat Audi in beiden Baureihen bereits 188.338 Autos mit Doppelkupplungsgetriebe produziert.

Für jede AnForderung die optimale Lösung

Heute hat die Marke ihr Portfolio an Getriebetechnologien breit aufgefächert – 5 Technologien mit ganz unterschiedlichen Charakteren stehen zur Wahl, jede deckt ihren speziellen Einsatzbereich perfekt ab. Neben der sportlichen S tronic mit sechs und nunmehr 7 Gängen offeriert Audi klassische manuell geschaltete Getriebe, die automatisierte R tronic, die komfortable Wandler-Automatik tiptronic und die vielseitige stufenlose multitronic – für jede Fahrzeugbaureihe sind mindestens 2 maßgeschneiderte Lösungen im Programm. Die gemeinsamen Kennzeichen aller Getriebe sind eine kompakte, leichte Bauweise, ein hoher Wirkungsgrad, eine präzise Funktion in höchster Langzeitqualität und eine komfortable, leichte Bedienung.

Manuelle Schaltgetriebe finden sich in weiten Bereichen der Modellpalette, vom kompakten A3 bis zum A6, dazu im TT, im Audi Q7 und im R8; sie eignen sich für das Zusammenspiel mit Front- und quattro-Antrieb. Mit den Baureihen A4 und A5 hat Audi eine neue Getriebegeneration eingeführt, die sich neben einer geänderten Einbaulage des Differenzials vor allem durch eine stark verringerte innere Reibung auszeichnet, was die Effizienz weiter verbessert. Die meisten Handschaltgetriebe operieren mit 6 Gängen. Beim A3 1.9 TDI e und A3 Sportback 1.9 TDI e sind 5-Ganggetriebe im Einsatz, die in den oberen Gängen etwas länger übersetzt sind – das hilft, den Verbrauch im Mittel auf vorbildliche 4,5 Liter Diesel/100 km zu senken.

Die sequenziell schaltende R tronic mit 6 Gängen ist exklusiv dem R8 vorbehalten; passend zum Charakter des Supersportwagens, haben die Ingenieure sie besonders dynamisch ausgelegt. Bei der R tronic übernehmen Hydraulikeinheiten das Management von Gangbetätigung und Kupplung, die Kommandos des Fahrers werden elektrisch übertragen.

Die tiptronic-Getriebe von Audi finden sich in allen Limousinenbaureihen, vom A3 bis zum A8, sowie im Performance-SUV Audi Q7, in Kombination mit Front- oder quattro-Antrieb. Die große Stärke dieser klassischen Wandlerautomaten liegt im hohen Schaltkomfort. Um ihn noch weiter zu erhöhen und zugleich den Wirkungsgrad zu verbessern, haben die Ingenieure bei der aktuellsten Konfiguration das Dämpfungssystem im Drehmomentwandler modifiziert. Zudem laufen die Gangwechsel schneller ab.

Auch die überarbeitete multitronic zeichnet sich durch weiter verbesserte Effizienz und gesteigerte Dynamik aus. Das stufenlose Getriebe von Audi vereint die Vorteile einer Handschaltung mit den Stärken einer Automatik. Als besonders komfortable Kraftübertragung ist die multitronic, die im A4, A5, A6 und A8 zur Verfügung steht, fest mit dem Frontantrieb gekoppelt. Die von Audi entwickelte neue 7-Gang S tronic hingegen, die im Lauf des Jahres in mehreren Modellen in Serie gehen wird, ist fest mit der quattro-Technologie kombiniert – Audi hat sie als sportliches und hocheffizientes Hightech-Getriebe konzipiert.


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