Getriebe

Die meisten eingesetzten Verbrennungsmotoren arbeiten mit Zylindern in denen der Kraftstoff verbrannt wird. Dies führt dazu dass die Kolben in den Zylindern auf und ab bewegt werden. Die Kurbelwelle wandelt die die senkrechte Bewegung in eine Drehbewegung um. Zu diesem Zeitpunkt haben wir also eine Stange (Kurbelwelle) die durch die Kolben gedreht wird. Abhängig davon wie viel Gas wir geben bewegen sich die Kolben schneller oder langsamer und die Drehgeschwindigkeit unserer Kurbelwelle ändert sich. Die Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle wird am Drehzahlmesser/Tourenzähler neben dem Tacho angezeigt. Üblicherweise liegt sie zwischen 800 U/min und 5000 U/min. Bei Dieselmotoren etwas weniger, bei Benzinern etwas mehr. Würde man die 800 bis 5000 Umdrehungen pro Minute 1:1 auf die Reifen übertragen, dann würde das bedeuten, dass ein Auto mit einem Reifendurchmesser von 70 cm im Standgas ca 1,76 km/min zurücklegen würde, da das Auto pro Umdrehung des Reifens knapp 2,2 m zurücklegt und die Kurbelwelle sich pro Minute 800 mal dreht. Anders ausgedrückt: das Auto würde im Standgas 105 km/h fahren. Das ist natürlich nicht sehr praktisch. Aus diesem Grund hat man ein Getriebe entwickelt, das die hohe Umdrehungszahl der Kurbelwelle an die Umdrehungszahl anpasst, die man benötigt. An diesem Punkt kommt die Kupplung ins Spiel, die zwischen Kurbelwelle und Getriebe liegt und dafür sorgt, dass das Getriebe nicht ständig angetrieben wird. Vor allem dann nicht, wenn man einen neuen Gang einlegen möchte.

Das Getriebe besteht aus mehreren Zahnrädern, die die Geschwindigkeit der Kurbelwelle in eine andere Geschwindigkeit übersetzen. Das Getriebe eines PKW hat genau dieselbe Funktion wie die Gangschaltung bei einem Fahrrad. Wenn die Kurbelwelle sich mit 1000 Umdrehungen/min dreht, dann würde sich in der Darstellung das kleine Zahnrad mit der Antriebswelle 1000 mal pro Minute drehen, unter der Annahme dass die Kurbelwelle das kleine Zahnrad antreibt. Um wie viel schneller oder sogar langsamer sich die Antriebswelle und somit die Reifen sich drehen, hängt vom Übersetzungsverhältnis ab. Wenn das Zahnrad auf der Kurbelwelle 25 Zähne hat und das Zahnrad auf der Antriebswelle 100 Zähne, dann muss sich das kleine Zahnrade 4 mal drehen, bis das großen Zahnrads sich einmal dreht(100/25=4). Das Übersetzungsverhältnis ist also 4. In diesem Beispiel könnte das der 3. oder 4. Gang sein.                     

Abhängig davon die viel Kraft notwendig ist um das Auto anzutreiben (Steigung, Luftwiderstand) und mit welcher Geschwindigkeit man fahren möchte, hat man die Wahl zwischen verschiedenen Gängen, die die Drehung der Kurbelwelle in andere Drehgeschwindigkeiten übersetzen und über die Achsen auf die Räder weiterleiten. Um von einem Gang auf den anderen Gang zu schalten, muss man zuerst die Kupplung betätigen. Die Kupplung sorgt also dafür, dass sich die Zahnräder lösen und wieder neu zusammengesetzt werden.

Der große Vorteil von Elektroautos ist, dass sie kein Getriebe und keine Kupplung benötigen und somit effizienter sind.

Bildernachweis: Wikimedia