3. Die hydraulischen Schaltungen

3.1 Haupt-Komponenten

Die Bilder mit der Zuordnung der Angaben in ( ) siehe in Kap. 3.4.

Die Zahnradpumpe (F) fördert das Öl aus der Ölwanne über das Saugsieb, den Wärmetauscher (G), den Ölfilter (H) und das Arbeitsdruckventil AV (C) zum Steuerblock (D) mit der elek- tro-hydraulischen Steuerung, zum Wandlerauslassventil WAV (A) und über das Wandlereinlassventil WEV (B) zum Getriebe (E) mit Wandler und Schmiersystem.

Das Arbeitsdruckventil (C) hält den Öldruck für die Versorgung der Lamellenbremsen und - kupplungen unabhängig von der Drehzahl der Zahnradpumpe weitgehend konstant. Der Arbeitsdruck wird durch die Vorspannung der Feder des Kolbens (8) eingestellt.

Die Magnetventile im Steuerblock (D) werden mit Arbeitsdruck beaufschlagt. Am Wechselventil (10) liegen Wand-ler- und Arbeitsdruck an. Dieses Ventil hat die Aufgabe, den höheren der beiden Drücke zu den Magnetventilen TB, RBG und RBK freizugeben.

Die Magnetventile leiten das Öl vom Arbeitsdruckventil (C) oder vom Wandler zu den Kolben der Lamellenbremsen und -kupplungen und zum Wandlerauslassventil (A).

Zwei Ventiltypen sind im Einsatz: Ein/Aus-Magnetventile (WP, WR, RGB) und Druckregelmagnetventile (EK, DK, SK, PB, TB, RBK). Aufgabe der letzteren ist es, den Druckverlauf während des Schließens der Lamellenbremsen und -kupplungen so zu regeln, dass die Drehmomentschwankungen am Getriebeabtrieb innerhalb eines vorgegebenen Zeitbereiches möglichst gering sind. Dadurch wird eine gute Schaltqualität erreicht, Belastungsspitzen werden reduziert und ein frühzeitiger Verschleiß der Lamellen wird verhindert. Wichtigste Komponenten sind der Hydrauliksteuerkolben und ein damit verbundener Elektromagnet. Neben der Erregerspule ist eine Messspule zur Feststellung von elektrischen Istwerten eingebaut. Es lässt sich jeder beliebige Druck einregeln, der geringer ist als der Arbeitsdruck. Die Sollwerte des Druckes werden durch die elektronische Steuerung abhängig vom Motorlastzustand, von der durchzuführenden Schaltung sowie den Getriebeeingangsund Ausgangsdrehzahlen vorgegeben.

Für weniger anspruchsvolle Steueraufgaben sind die Ein/Aus-Magnetventile im Einsatz, wobei der Druck vom Magnetventil WR durch getaktete, pulsweitenmodulierte Signale (PWM) je nach Betriebszustand verändert wird.

Das Wandlerauslassventil (A) dient zum Steuern und Regeln des Wandlerdruckes.

Bei der Wandlereinlasssteuerung wird die Ölzufuhr zum Wandler über eine Drosselbohrung im Wandlereinlassventil (B) reduziert, die Ölfüllung des Wandlers über das geöffnete

Entlüftungsventil EV (13) mit Luft angereichert.

Zur Übersicht: bei allen Schaltfunktionen ohne Wandlereinlasssteuerung WES ist das Wandlereinlassventil (B) geöffnet, das Entlüftungsventil (13) geschlossen. Umgekehrt bei den Funktionen mit WES (Bilder 6, 7, 8 und 9): das Wandlereinlassventil ist bis auf die Drosselbohrung geschlossen, das Entlüftungsventil geöffnet.

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3.2 Beschreibung der Schaltungen

Neutralstellung (Bild 0)

Im Arbeitsdruckventil AV (C) wird Kolben (8) durch den Öldruck gegen die Kraft der zugehörigen Feder verschoben und so das Öl zum Wandler freigegeben. Das Getriebe wird über Kolben (9) und eine Drosselbohrung im AV-Gehäuse mit Schmieröl versorgt.

Da bei Neutralstellung der Arbeitsdruck grösser ist als der Wandlerdruck, werden alle Magnetventile des Steuerblocks (D) mit Arbeitsdruck beaufschlagt. Die Magnetventile sind geschlossen und daher alle Lamellenbremsen und -kupplungen geöffnet.

Die Kolben (1-4) des WA-Ventils (A) sind durch die zugehörige Feder in Ausgangsposition. Dadurch wird der Wandler über das WA-Ventil geschlossen. Der Wandlerdruck steigt entsprechend an, daher ist das Entlüftungsventil (13) ebenfalls geschlossen.

1. Gang (DIWA-Fahrbereich - Bild 1)

Die Eingangskupplung (17) schließt über das EK-, die Turbinenbremse (12) über das TB-Ma- gnetventil.

Kolben (2) im Wandlerauslassventil (A) wird über das 100% geöffnete WR-Magnetventil mit Arbeitsdruck beaufschlagt. Dadurch wird die Federkraft auf Kolben (1) unterstützt, die Kolben (1-4) bleiben in Ausgangsposition. Der Wandlerdruck steigt auf Werte entsprechend der Drehzahl an.

Wegen der aktiven Beteiligung des Wandlers an der Kraftübertragung ist in diesem Betriebszustand der Arbeitsdruck niedriger als der Wandlerdruck, der deshalb vom Wechselventil (10) zu den Magnetventilen TB, RBG und RBK freigegeben wird.

Hochschaltung 1.-2. Gang (Bild 2)

Diese Schaltung ist eine Übergangsfunktion, die nur kurzzeitig aktiv ist.

Das WR-Magnetventil schließt und nach Ausschalten des TB-Magnetventils öffnet die Turbinenbremse (12).

Die Pumpenbremse (14) wird über das PB-Magnetventil geschlossen, das Pumpenrad festgebremst. Zur Verbesserung der Schaltqualität wird das Pumpenrad durch den weiter anstehenden Wandlerdruck zusätzlich abgebremst.

Durch die Freigabe des PB-Druckes zur Pumpenbremse wird auch Kolben (5) im Wandlerauslassventil (A) mit Arbeitsdruck beaufschlagt. Wegen des höheren Wandlerdruckes bleibt Kolben (5) in Ausgangsposition.

2. Gang (Bild 3)

Etwa zwei Sekunden nach der zuvor geschilderten Übergangsfunktion schaltet das WP-Ma- gnetventil ein.

Kolben (6) im Wandlerauslassventil (A) geht in Endposition, der Wandlerdruck wird über Kolben (5) auf (4) freigegeben. Die Federkraft auf Kolben (1) einerseits und der Wandlerdruck auf (4) andererseits bewirken, dass sich eine Regelposition der Kolben (1-4) über die Steuerkante von (3) einstellt. Der Wandlerdruck sinkt, Kolben (5) geht in Endposition, Kolben (3) wird dadurch ebenfalls mit Wandlerdruck beaufschlagt. Es regelt sich ein Wert von ca. 0,5 bar ein, der für die 1. Bremsstufe erforderlich ist. Mit diesem Druck ist der Wandler in Bremsbereitschaft.

Die Endposition der Kolben (5) und (6) bewirkt, dass Kolben (9) des Arbeitsdruckventils AV (C) mit Arbeitsdruck beaufschlagt wird. Kolben (9) geht ebenfalls in Endposition und gibt eine größere Schmierölbohrung im AV-Gehäuse frei. Dadurch wird ab dem 2. Gang eine erhöhte Getriebeschmierung erreicht.

Da Arbeitsdruck an beiden Seiten des Kolbens (7) anliegt, bleibt das Wandlereinlassventil (B) geöffnet. Das Entlüftungsventil (13) ist geschlossen.

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3. Gang (Bild 4)

Die Eingangskupplung (17) öffnet über das EK-, die Durchkupplung (16) schließt über das DK-Magnetventil. Die Ventile WAV (A), WEV (B), AV (C) und EV (13) bleiben im gleichen Schaltzustand wie im 2. Gang.

4. Gang (Bild 5)

Die Durchkupplung (16) öffnet über das DK-, die Schnellgangkupplung (15) schließt über das SK-Magnetventil. Die Ventile WAV (A), WEV (B), AV (C) und EV (13) bleiben im gleichen Schaltzustand wie im 2. Gang.

3. und 4. Gang mit Wandlereinlasssteuerung (WES) (Bilder 6 und 7)

Die Kupplungen und Bremsen sind wie im 3. und 4. Gang geschaltet (Bilder 4 und 5).

Wie in Kap. 1 erwähnt ist es Zweck der WES, das Einschalten der Wandlerbremse auch bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten im 3. und 4. Gang zu verbessern. Die folgenden Schaltungen dienen als Vorbereitung:

a)Um das Wandlerauslassventil oberhalb einer bestimmten Grenzdrehzahl des Getriebeabtriebs (z.B. etwa 2000-2200 1/min bei 4-Gang-Getrieben) vollständig zu öffnen, wird das WPMagnetventil ausgeschaltet. Kolben (6) geht durch die zugehörige Feder in Ausgangsposition und gibt den Arbeitsdruck über Kolben (5) auf (3) und (4) frei. Die Kolben (1-4) gehen in Endposition, der Wandlerdruck sinkt auf Werte von annähernd 0 bar.

b)Das Entlüftungsventil (13) öffnet, der Ölkreislauf des Wandlers wird dadurch mit Luft angereichert.

c)Das Ausschalten des WP-Ventils bewirkt auch, dass der Arbeitsdruck nur noch auf einer Seite des Kolbens (7) vom Wandlereinlassventil (B) anliegt, der in Endposition geht. Der Wandler wird dann nur noch mit einer reduzierten Ölmenge über die Drosselbohrung im WEVGehäuse versorgt. Mehr dazu unter „Bremsen mit WES“ (Bild 8 und 9). Unterhalb der Grenzdrehzahl schaltet das WP-Ventil wieder ein und es stellt sich ein Schaltzustand wie im 3. bzw. 4. Gang ohne WES ein (Bilder 4 und 5).

1., 2. und 3. Bremsstufe - 3. und 4. Gang mit WES (Bilder 8 und 9)

Bremsen mit WES ist eine zeitlich begrenzte Übergangsfunktion oberhalb der erwähnten Grenzdrehzahl. Alle Kupplungen, Bremsen und Ventile sind zunächst wie bei Traktion im 3. und 4. Gang mit WES geschaltet (Bilder 6 und 7).

Die Wandlerbremswirkung wird durch den Antrieb des Turbinenrades erreicht (vgl. Kap. 2.2.1). Dazu schaltet nach Betätigung der Wandlerbremse das RBK-Magnetventil ein, das den Arbeitsdruck auf die kleine Kolbenfläche der Rückwärtsgangbremse RB (11) freigibt. Dadurch wird das Rückwärtsganggetriebe synchronisiert, d.h. dessen Außenkranz bis zum Stillstand abgebremst (s. auch Kap. 2.1).

Der niedrige Druck, das Öl-Luft-Gemisch und die reduzierte Ölzufuhr zum Wandler senken das Bremsmoment beim Anlaufen des Turbinenrades und erleichtern dadurch die Synchronisierung der Rückwärtsgang-Lamellen bei hoher Fahrzeuggeschwindigkeit.

1. Bremsstufe - 4. Gang mit vorhergehender WES-Schaltung (Bild 10)

Die Schnellgangkupplung SK (15) und die Pumpenbremse PB (14) sind wie beim „Bremsen im 4. Gang mit WES“ (Bild 9) geschlossen.

Das RBG-Ventil wird eingeschaltet, dadurch der Arbeitsdruck auf die große Kolbenfläche der Rückwärtsgangbremse RB (11) freigegeben und so der Druck auf den RB-Kolben erhöht. Anschließend wird das WP-Magnetventil eingeschaltet. Kolben (6) im Wandlerauslassventil geht in Endposition und gibt den Wandlerdruck über (5) auf (3) und (4) frei. Die Kolben (1-4) gehen in Regelposition, der Wandlerdruck und das Bremsmoment steigen auf Werte für die 1. Bremsstufe an. Das Wandlereinlassventil (B) öffnet, das Entlüftungsventil (13) schließt. Das Bremsen „1. Bremsstufe im 3. Gang mit vorhergehender WES-Schaltung“ verläuft in ähnlicher Weise.

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1. Bremsstufe - 4. Gang ohne vorhergehende WES-Schaltung (Bild 10)

Die Schnellgangkupplung SK (15) und die Pumpenbremse PB (14) sind wie bei Traktion im 4. Gang (Bild 5) geschlossen.

Nach Betätigung der Wandlerbremse erfolgt die Synchronisierung der Rückwärtsgang-La- mellen über das RBK-Magnetventil und dadurch der Antrieb des Turbinenrades. Anschließend wird das RBG-Magnetventil eingeschaltet, dadurch der Arbeitsdruck auf die große Kolbenfläche der Rückwärtsgangbremse (11) freigegeben und so der Druck auf den RB-Kolben erhöht.

Das Bremsen „1. Bremsstufe im 2. und 3. Gang ohne vorhergehende WES-Schaltung“ verläuft in ähnlicher Weise.

2. und 3. Bremsstufe (2.-4. Gang) (Bilder 11, 12 und 13)

Die Kupplungen, Bremsen und Ventile sind zunächst wie bei Traktion im 2., 3. oder 4. Gang geschaltet (Bilder 3, 4 und 5), zusätzlich ist die Rückwärtsgangbremse RB - wie in der 1. Bremsstufe (Bild 9) - aktiviert.

Zur Erhöhung der Bremskraft für die 2. und 3. Bremsstufe wird das WR-Magnetventil (zur Wandlerdruckregelung) zugeschaltet, steuert so den Druck auf den Kolben (2) im Wandlerauslassventil (A) und verändert damit die Bremskraft über den Wandlerdruck.

Bremsen im Fahrbereich 1. Gang (Bild 14)

Für die Rückschaltung vom 2. in den 1. Gang bei aktivierter Wandlerbremse werden die Magnetventile RBG und RBK ausgeschaltet. Dadurch öffnet die Rückwärtsgangbremse RB (11). Dann wird die Pumpenbremse PB (14) ebenfalls geöffnet und anschließend die Turbinenbremse TB (12) geschlossen. Bei diesem Betriebszustand ist das Getriebe zunächst wie bei Traktion im 1. Gang (Bild 1) geschaltet.

Zur erneuten Aktivierung der Rückwärtsgangbremse wird der entsprechende Druck durch das RBK-Magnetventil hochgeregelt, das RBG-Ventil bleibt ausgeschaltet. Am Ende der Einschaltzeit ist die kleine Kolbenfläche der Rückwärtsgangbremse mit einem Druck von ca. 1,2 bar beaufschlagt. Dabei wird das Fahrzeug hauptsächlich durch die rutschenden RB-La- mellen verzögert. Der RBK-Druck wird mit abnehmender Fahrgeschwindigkeit kontinuierlich verringert und erreicht bei Fahrzeugstillstand einen Wert von annähernd 0 bar.

Zur Blockierung des Getriebes bei Fahrzeugstillstand - durch die beiden Bremsen RB und TB - wird der RBK-Druck dann auf ca. 2,5 bar angehoben.

ANS-Schaltung (Bild 15)

Die Eingangskupplung (17) öffnet über das EK-, die Turbinenbremse (12) schließt über das TB-Magnetventil.

Das RBK-Magnetventil regelt einen bestimmten Druck auf die kleine Kolbenfläche der Rückwärtsgangbremse RB (11) ein. Wegen der beiden geschlossenen Bremsen TB und RB ist das Getriebe mechanisch blockiert, das Fahrzeug festgebremst.

Kolben (2) im Wandlerauslassventil (A) wird über das 100% geöffnete WR-Magnetventil mit Arbeitsdruck beaufschlagt. Dadurch wird die Federkraft auf Kolben (1) unterstützt, die Kolben (1-4) gehen in Ausgangsposition. Das Wandlerauslassventil (A) schließt und der Wandlerdruck steigt auf Werte entsprechend der Drehzahl an.

ANS-Schaltung mit Haltestellenbremse (HSB) (Bild 16)

Diese Schaltfunktion unterscheidet sich von der „ANS-Schaltung“ dadurch, dass die Rückwärtsgangbremse RB (11) geöffnet ist und das Fahrzeug durch die HSB festgebremst wird (vgl. Kap. 2.2.1). Die Aktivierung der HSB erfolgt über die Getriebesteuerung.

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Rückwärtsgang bis 1 km/h (Bild 17)

Dieser Betriebszustand ist normalerweise nur kurzzeitig beim Anfahren im Rückwärtsgang geschaltet.

Die Eingangskupplung (17) schließt über das EK-, die Rückwärtsgangbremse RB (11) über die Magnetventile RBK und RBG.

Kolben (2) im Wandlerauslassventil (A) wird über das 100% geöffnete WR-Magnetventil mit Arbeitsdruck beaufschlagt. Dadurch wird die Federkraft auf Kolben (1) unterstützt, die Kolben (1-4) gehen in Ausgangsposition. Das Wandlerauslassventil (A) schließt und der Wandlerdruck steigt auf Werte entsprechend der Drehzahl an.

Wegen der aktiven Beteiligung des Wandlers an der Kraftübertragung ist auch in diesem Betriebszustand der Arbeitsdruck niedriger als der Wandlerdruck, der vom Wechselventil (10) zu den Magnetventilen TB, RBG und RBK freigegeben wird.

Rückwärtsgang über 1 km/h (Bild 18)

Zusätzlich zu den Schaltungen im Rückwärtsgang bis 1 km/h (Bild 17) wird das WP-Magnet- ventil aktiviert.

Kolben (6) im Wandlerauslassventil (A) geht in Endposition. Die Kolben (5) und (6) geben den Wandlerdruck auf Kolben (4) und Arbeitsdruck auf Kolben (1) frei, der ebenfalls in Endposition geht. Der in Abhängigkeit von der Motordrehzahl gesteuerte Druck vom WR-Magnetventil liegt am Kolben (2) an. Dadurch ist es möglich, den Wandlerdruck über die Steuerkante des Kolbens (3) auf Werte zwischen ca. 0 und 20 bar einzuregeln.

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