Passt nicht ganz so gut zum ursprünglichen Thema:
Wenn es um den maximalen Wirkungsgrad geht, so ist ein Planetengetriebe einem Getriebe mit 2 Zahnrädern überlegen.
Planetengetriebe erreichen ihren max. Wirkungsgrad bei Blockumlauf. (Sonne, Planeten und Hohlrad drehen gleich schnell.) Das ist wohl der einzige Fall eines beliebigem Zahnradgetriebes, in dem sämtliche Zahneingriffsgeschwindigkeiten = 0 sind. Deshalb entfallen in diesem Betriebspunkt die Zahneingriffsverluste. Zahneingriffsverluste sind bedeutende Verluste in einem Getriebe.
Dennoch haben Automat(Planeten)getriebe einen geringeren maximalen Wirkungsgrad, als manuelle Schaltgetriebe.
In Automatgetrieben treten zusätzlich noch folgende Verluste auf:
- Schleppmomente an offenen Kupplungen und Bremsen
- Leistungsbedarf zur Ansteuerung der Kupplungen und Bremsen (hydraulisch oder elektrisch)
- Verluste durch den Drehmomentwandler
- Verluste der Getriebeölpumpe
Alle diese Verlustbinger sind nicht zwingend zum Betrieb eines Planetengetriebes notwendig. HSD Getriebe besitzen von ihnen nur die Ölpumpe. Die Ölpumpe in HSD-Getrieben ist nur aktiv, wenn sich der Verbrenner dreht.
In einem Getriebe mit 2 Zahnrädern sind diese jeweils nur an einer Stelle im Eingriff. Es entstehen bei der Leistungsübertragung Hebelkräfte. Diese Hebelkräfte sorgen dafür, dass die Lagerreibung größer ist, als sie es ohne Hebelkräfte währe. In einem Planetengetriebe sind alle Zahnräder an 2 (Planeten) oder mind. 3 Stellen im Eingriff. Somit heben sich die Hebelkräfte, die auf die Zahnräder wirken, gegenseitig auf. Die Lagerreibung wird nicht durch Hebelkräfte erhöht.
Ein Automatgetriebe benötigt ein komplettes Planetengetriebe um 2 Gänge darzustellen.
Beispiel:
Eingang: Planetenträger
Ausgang: Sonne
Kupplung: kann Planetenträger fest mit Hohlrad verbinden
Bremse: kann Hohlrad fest mit dem Getriebegehäuse verbinden
1. Gang:
Kupplung geschlossen, Bremse offen
--> Blockumlauf (Hohlrad, Planeten und Sonne drehen gleich schnell)
Übersetzung: 1:1, sehr hoher Wirkungsgrad
2. Gang:
Kupplung offen, Bremse geschlossen
--> Hohlrad steht still, Planetenträger dreht, Sonne dreht schneller
Übersetzung: größer als 1
Mit 3 Planetengetriebesätzen können maximal 2*2*2 = 8 Gänge dargestellt werden. Das 8HP Getriebe besitzt 3 Planetengetriebesätze, 2 Bremsen und 3 Kupplungen. Von diesen Schaltelementen (Bremsen und Kupplungen) sind immer 3 geschlossen und 2 offen.
Siehe auch
Getriebetechnik der ZF z.B. Seite "Planetengetriebewirkungsgrad". (Das 8HP Getriebe besitzt im 6.Gang drei hintereinandergeschaltete Planetengetriebe bei Blockumlauf. Die Angaben sind ohne Verluste von Getriebeölpumpe, Schaltelementansteuerung und Wandler.)