Getriebebelastung: Papier-Grenze und Bruchlast?

Hallo,

beim TDI-Tuning wird immer wieder auf die Belastbarkeit der Getriebe hingewiesen, z.B. 350 Nm für die 6-Gang-Getriebe.

Nur was bedeuten diese 350 Nm?

Ich kann mir vorstellen, daß bei jedem üblichen Kavalierstart selbst beim 75 PS 3Zyl. erheblich höhere Werte auftreten, während man die Kupplung "zügig" kommen läßt - und zwar bedingt durch die gespeicherte kinetische Energie durch vorheriges Gasgeben bei noch stehendem Wagen.

Versucht man z.B. einen Burnout mit einem ASZ (Vollgas geben und beim Erreichen von ~ 3000 rpm die Kupplung schnalzen lassen), dann dürfte das Eingangsmoment am Getriebe IMO nur noch durch die Kupplung begrenzt werden: solange sie überfordert ist, schleift sie eben für einen Augenblick, anstatt dem Pedal zu folgen und ganz "zuzumachen".
(Aus dem Bauch heraus würde ich die Drehmomentspitzen dabei in die Gegend von 500 Nm oder noch höher schätzen.)

Das sind für mich die Maximalbelastungen, die ein Getriebe aushalten können muß - wäre doch peinlich, wenn jeder Neuwagen beim ~ 3. derartigen Kavalier- oder auch Panikstart sein Getriebe auf die Straße streuen würde . . .

Daß die 350 Nm beim 6-Gang nur den dauerverträglichen Wert markieren, steht dazu IMO nicht im Widerspruch. Darüber verschleißt eben (zunächst) das Material schneller, als wenn die 350 Nm beachtet werden.

Frage: Um wieviel höher als solche Papiergrenzen liegt eigentlich das Drehmoment, ab dem mit spontanen Materialbrüchen gerechnet werden muß?

Hi Ulf,

denk mal an Gremlins Bild mit dem zerbrochenen Antriebsteil... das Zerbroeseln ist also moeglich.

Ich wuerde aber eher denken, dass es um Belastungen geht, die Schaeden hinterlassen KOENNEN, und da duerfte so ein Kavalierstart durchaus dazugehoeren, wenn mans denn oefter macht.

Sofort kaputt gehen wird da sicher nichts, denn sonst haette die Ibiza-ASZ-Fraktion aus dem Ibi-Forum bestimmt schon Getriebe zerhauen, denn denen traue ich so einen Fahrstil durchaus zu.

Mein letztes dereartiges Anfahren war mit dem AEX (60PS) im Polo... mit dem Ibi kaeme ich auf die Idee nicht, schon um die Reifen und die Antriebswellen zu schonen. Er zieht ja auch normal ordentlich los, da braucht man solche Kindereien nicht.

Viele Gruesse,

Jan

Meine Überlegung ist folgende:

Ich kann dem Getriebe mit dem kräftigst mögl. Motor(350Nm) den Maximalbelastungstest zumuten, heißt, Deiner Beschreibung folgend bei max. Drehmoment den Antrieb plötzlich aufs Getriebe laufen zu lassen. Und das dauerhaft! Dann kann ich doch von 20 - 30% Herrstellertoleranz ausgehen, hieße 420Nm kann es noch gut ab.
Aber?
Kann ich jetzt mit 500Nm Motor mittels eines Kavalierstarts einen Getriebebruch provozieren? Ich vermute eher nicht. Ich glaube vorher schlupft die Kupplung durch, bzw die mangelnde Haftreibung der Reifen lässt eine zum Bruch nötige Kraft an den Getriebezahnrädern nicht zu.
Was liegt eigentlich für eine Belastung an wenn ich mit getretener Kupplung u. ca. 2t Fahrzeuggewicht bei 120km/h hangabwärts im dritten Gang plötzlich die Kupplung schnalzen lasse? Das hätte dann nichts mit der Kraft der Maschine zutun, und würde trotzdem eine abnorme Belastung darstellen, bis der Motor auf Drehzahl ist.

dazu müsste man die massenträgheitsmomente ermitteln, dann könnte man die belastungen ausrechnen...
wer entprechenden input hat ist hiermit aufgerufen...

CU Gremlin

ObenbeiMutti hat folgendes geschrieben:

Deiner Beschreibung folgend bei max. Drehmoment den Antrieb plötzlich aufs Getriebe laufen zu lassen. Und das dauerhaft!

Das geht IMO nicht.

Die Kraft plötzlich aufs Getriebe lassen heißt, daß vorher ausgekuppelt war.
Dann ist der Motor im Last-Leerlauf (analog zum AU-Test), aber dabei dreht der Motor IMO schneller hoch, als der Lader nachkommt.

Wenn überhaupt, wird dabei der für das Nm-Maximum erforderliche Ladedruck erst weit über 1900 rpm erreicht.

Ich denke eben, daß die Gesamtschwungmasse auf der Motorseite der Kupplung bei plötzlichen Einkuppeln = Abbremsen @ ~ 3000 rpm so hohe Kräfte freisetzen kann (je nach Grip der Kupplung), daß der Anteil des "aktiven" Motordrehmoments fast wurscht ist.
Aber diesen Kraftstoß kann man prinzipbedingt nicht dauerhaft erzeugen.

Ungefähre Analogie:
Laß mal einen 150 PS TDI mit läppischen 20 km/h ausgekuppelt + ungebremst gegen eine Wand rollen.
Dann stellst Du ein typgleiches heiles Auto an die Wand und versuchst, die Wagenfront ohne Schwung zu nehmen im 1. Gang genausoweit einzudrücken (bei Vollgas @ 1900 rpm im 1. Gang die Kupplung oder die Räder dampfen lassen) -> keine Chance, obwohl der Motor den Wagen bis > 200 km/h beschleunigen kann.

Zitat:

Was liegt eigentlich für eine Belastung an wenn ich mit getretener Kupplung u. ca. 2t Fahrzeuggewicht bei 120km/h hangabwärts im dritten Gang plötzlich die Kupplung schnalzen lasse? Das hätte dann nichts mit der Kraft der Maschine zutun, und würde trotzdem eine abnorme Belastung darstellen, bis der Motor auf Drehzahl ist.

Das ist wohl im Prinzip das Gleiche wie beim Kupplung schnalzen lassen beim Anfahren, nur "andersrum"
Die "natürliche Nm-Grenze" dürfte IMO auch hier der maximale Grip der Kupplung sein.

Hallo Ulf!
Die Grenzdrehmomentangaben bei Getrieben im Automobilbereich kennzeichnen weder eine Bruchlast, noch das max. mögliche Dauerdrehmoment.
Bauteile im Kfz-Bereich werden in der Regel auf Betriebsfestigkeit ausgelegt, d.h. Sie müssen ein bestimmtes Lastkollektiv für einen bestimmten Zeitraum ohne Bauteilversagen ertragen.
Bei einem Kfz-Getriebe kann ich mir Vorstellen, dass jeder Kfz-/Getriebhersteller sein eigenes Süppchen kocht, was die Definition des Lastkollektivs angeht.
Fest steht jedoch, dass ein Kfz-Getriebe niemals seine Auslegungslebensdauer (z.B. 2000 h) bei einer dauerhaften Belastung durch das angegebene "Nenndrehmoment" aushalten wird.
Hinzu kommt, dass es bestimmt statistische Werte darüber gibt, welcher Gang mit welcher Häufigkeit genutzt wird, so dass auch hier Unterschiede zwischen den Gangradpaaren in der konstruktiven Auslegung denkbar sind. Einfaches Beispiel: Man versuche einmal das angegebene Nennmoment dauerhaft im Rückwärtsgang aufzubringen

Gruß
Alex

donalexo hat folgendes geschrieben:

Bei einem Kfz-Getriebe kann ich mir Vorstellen, dass jeder Kfz-/Getriebhersteller sein eigenes Süppchen kocht, was die Definition des Lastkollektivs angeht. Fest steht jedoch, dass ein Kfz-Getriebe niemals seine Auslegungslebensdauer (z.B. 2000 h) bei einer dauerhaften Belastung durch das angegebene "Nenndrehmoment" aushalten wird.

Ach du meine Güte - dann kann man ja die spezifizierten Eingangsdrehmomente als Outsider fast beliebig interpertieren . . .
Als "ewige" Dauerbelastung hält es noch weniger aus, aber sofort darüber bricht trotzdem noch nix(?)

Also kümmert man sich am besten gar nicht darum, sondern tunt seinen TDI soweit wie man mag (natürlich alles im legalen Rahmen ), und wenn das Getriebe die Grätsche macht . . .
. . . trägt man die Tuningdaten des Motors, sein Fahrprofil und die Lebensdauer des Getriebes unter der Tuningbelastung in eine noch nicht existente Erfahrungs-Datenbank ein, damit spätere Tuningkunden ungefähr abschätzen können, was ihnen blüht, wenn sie soundsoviel Nm und PS nachlegen . . .

Aber was meint Ihr denn zum Nm-Sicherheitsventil namens Kupplung?

Besonders manche 74 kW PDs überfordern ja schon ohne Tuning ihre Kupplung.
Andere werden angeblich bis weit über 300 Nm getunt, ohne daß die Serienkupplung rutscht.
Wie erklärt sich das? Streuen Kupplungen mit ihrem "Haltedrehmoment" (wie ist denn der Fachbegriff dafür?) derart weit auseinenander?

Gibts konstruktive Faustregeln, um wieviel Nm (oder wohl eher %) das Haltedrehmoment einer Kupplung über dem des Motors liegen sollte?

Besonders manche 74 kW PDs überfordern ja schon ohne Tuning ihre Kupplung.
Andere werden angeblich bis weit über 300 Nm getunt, ohne daß die Serienkupplung rutscht.
Wie erklärt sich das? Streuen Kupplungen mit ihrem 'Haltedrehmoment' (wie ist denn der Fachbegriff dafür?) derart weit auseinenander?


dazu reichts schon wenn der monteur seine glibberpratzen drauf verewigt hat...
oder der simmering schwitzt...

CU Gremlin

Gremlin hat folgendes geschrieben:

ulf hat folgendes geschrieben: Besonders manche 74 kW PDs überfordern ja schon ohne Tuning ihre Kupplung. Andere werden angeblich bis weit über 300 Nm getunt, ohne daß die Serienkupplung rutscht. Wie erklärt sich das? Streuen Kupplungen mit ihrem "Haltedrehmoment" (wie ist denn der Fachbegriff dafür?) derart weit auseinenander? dazu reichts schon wenn der monteur seine glibberpratzen drauf verewigt hat... oder der simmering schwitzt...

Anschlußfrage:

Ein schwitzender Simmerring sorgt für ständigen Schmier-Nachschub, so daß die Kupplung ein ewiger Rutschkandidat sein müßte.

Bei Glibberpratzen ( ) wird dagegen keine Schmiere nachgeliefert, so daß sich das Gleitmittel IMO nach und nach mit dem Abrieb verflüchtigen müßte und die Kupplung irgendwann wieder "voll zupackt".

Stimmt das ungefähr mit der Praxis überein?

Hi,
bei Vollast hielte der 1. Gang nur 10h, hat man uns im Studium erzählt...

ObenbeiMutti hat folgendes geschrieben::
Deiner Beschreibung folgend bei max. Drehmoment den Antrieb plötzlich aufs Getriebe laufen zu lassen. Und das dauerhaft!

Das geht IMO nicht.


Falsch ausgedrückt, sorry!

Meine Aussage sollte mehr in Richtung von DonAlexos 'Lastkollektiv' gehen.
Was heißen soll, es liegt der Worst Case vor. Z. B. der 21jährige Mirtl aus Hinterdupfing, der fordert an jeder erdenklichen Ampel dem Wagen das Höchstmaß an Belastung ab.
Auf Dauer schlägt das wahrscheinlich die Lager soweit aus, das ein Schaden unvermeidbar sein wird, aber ein plötzliches Zerlegen, denke ich, geschieht nur bei krassen Materialschwächen und Fehlern. Und da steckt kein Hersteller drin, deshalb wohl eher ängsliche u. vorsichtige Maximalbelastungsvorgaben.

In Hintedupfing gibts höchstwahrscheinlich eh nur eine Fussgängerampel und neuerdings nen Kreisel.

Also...
Da ich in Maschinenelment schon mal so ne blöde Getriebeauslegung (allerdings kein schaltbares) machen durfte geb ich jetzt ma meinen Senf dazu.
Wen man ein Geriebe neu konstruiert wird erst mal alles über de dicken Maschinenbauerdaumen gepeilt. Man hat einne vorgegeben Last, beim Auto wohl ststistisch ermittelt, die das Getriebe aushalten muss. Bei der Konstruktion ergeben sich zwangsweise diverse Wellenabsätze und kerben, welche die Schwachpunkte darstellen und anhand einer Lebensdauerlinie für das Material entsprechend geprüft werden. Natürlich nur rein reschnerisch. Am Ende hat man dann ein Getriebe, was je nach sicherheitszuschlag bei der angegebenen Last mit einer recht hohen Wahrscheinlichkeit die vorgesehene Lebenszeit heil übersteht. Bei einem Stinknormalen 2 Stufigen Getriebe sind da schon so viele annahmen und abschätzungen drin, dass nicht mal der Konstrukteur genau sagen könnte, wie lange das ganze nun hält. Erst recht nicht, wenn man eine andere Last annimmt. Meist ist die Sicherheit gegen Bruch höher als die gegen fliessen, also Verformumung. Im normalen regelbetrieb fliesst schon mal gar nix. Wenn dann die fliessgrenze des Materials erreicht ist, gibt es ein wenig (sehr wenig) nach, vefestigt sich dann aber, so dass erstmal nix kaputt geht.
Natürlich werden neue Getriebe erst in der Praxis erprobt und man hat ja auch schon eine Gewisse Erfahrung, die einem Studenten fehlen. Dadurch wird die ganze Sache wieder berechenbarer und man hat die Schwachstellen besser im Griff. Aber es gibt ja auch noch die Material und Fertigungstoleranzen.
Ich meine mal gelesen zu haben, dass VW den Golf 4 mit einer Lebensdauer von 500tkm angibt. Da werden sie wohl irgedwas zwischen 90 und 100% Getriebeüberlebenschance zugrunde gelegt haben. Wenn man nun die Last ehöht senkt man damit die Überlebenswahrscheinlichkeit definitiv ab. Hierbei sind die höheren Lastspitzen viel schädlicher als eine erhöhte mittlere last.

Fazit:
Wenn man sein Getriebe anständig behandelt sollte es bei normalem Tunig trotzdem eine ganze weile halten.

PS:
Ich lern grad für Werkstoff und Bauteilfestigkeit

@ulf

Musst mal mit unserem Passat fahren. Da rutscht beim Schnappen lassen nichts durch. Die bringt das Moment gleich auf das Getriebe. Ist ne böse Kupplung, welche aus dem Rennsport kommen könnte. Ziemlich schwer zu treten und kommt auf das letzte Viertel ganz giftig.

Gruß WarLord