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Thema: Doppelkupplungsgetriebe und HSD im Vergleich (9566-mal gelesen) - Abgeleitet von Hyundai Ionic gegen T...
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Antw.: Doppelkupplungsgetriebe und HSD im Vergleich

Antwort Nr. 60 –
Zitat von: YarisGerd – am
Bei einem Auto mit Schaltgetriebe ist das auch kein Problem, weil dort durch die Betätigung der Kupplung der Motor eingeschaltet wird.
Bei einem Handschalter stört mich Start-Stopp überhaupt nicht, denn wenn ich gleich weiterfahren will, lass ich den 1. Gang drin und die Kupplung getreten.

Bei der Automatik gibt es halt keine Kupplung, die man treten könnte, allerdings eine P-Stellung. Wenn ich länger an der Ampel stehen werde, lege ich (bei einer klassischen Automatik wie im BMW) P ein. Dann hätte der Motor ausgehen können. Wenn ich gleich wieder losfahren will, bleibe ich auf D und trete die Bremse. Da will ich nicht, dass er ausgeht. Dieses IMHO sinnvolle Verhalten ist offenbar noch keinem Autoingenieur eingefallen.

Aber egal, solche Autos sind für mich Geschichte. Wenn ich noch irgendwann mal einen Verbrenner kaufen muss, dann nur noch einen mit HSD. Auch wenn sich die Frau mit Händen und Füßen gegen etwas Neues wie Automatik wehrt (weil sie's nicht gut genug kennt).

Antw.: Doppelkupplungsgetriebe und HSD im Vergleich

Antwort Nr. 61 –
Zitat von: bakerman23 – am
Ein Triebwerk ist kein Getriebe und hat auch nichts mit dem Thema hier zu tun.
Hier ging es mir ums Planetengetriebe, aber danke für den Hinweis...

Antw.: Doppelkupplungsgetriebe und HSD im Vergleich

Antwort Nr. 62 –
@Hugo ich fand den Einwurf mit dem Triebwerk gut. Das sagt alles aus. Um so mehr Kraft übertragen werden muss um so besser muss das Getriebe sein. Ob es auch Triebwerke mit Kupplung gibt?

Antw.: Doppelkupplungsgetriebe und HSD im Vergleich

Antwort Nr. 63 –
@Hugo 

@bakerman23  meinte nur, dass sich das HSD beim Beschleunigen ähnlich wie ein Triebwerk verhält. Es startet vom Geräusch sofort und dreht auf hohe Touren. Dann setzt der Schub ein und wir immer Stärker aber das Triebwerk bleibt gleichmäßig auf Touren, bis die gewünschte Geschwindigkeit erreicht ist. Dann nimt der Pilot Gas weg, aber die Geschwindigkeit bleibt.

Das liegt daran, dass beim HSD die Kraft nicht direkt suf den Antrieb geht und sich beim Beschleunigen ständig die Übersetzung zwischen ICE und  Achsantrieb ändert. Beim Triebwerk ist das ähnlich. Da verändert sich der Widerstand der Umgebungsluft mit Zunahme der Geschwindigkeit des Flugzeugs.

Yaris Gerd

Yaria Gerd

Antw.: Doppelkupplungsgetriebe und HSD im Vergleich

Antwort Nr. 64 –
Ich habe mal eine Überlegung zum Wirkungsgrad der beiden hier in Rede stehenden Getriebearten angestellt. Gemeimhin wird ja unterstellt, das PSD im HSD habe wegen der doppelten Energiewandlung im elektrischen Zweig einen signifikant niedrigeren Wirkungsgrad. Dies stimmt bei Volllast auch sicherlich. Für den in der Praxis überwiegenden und deshalb viel relevanteren Teillastbetrieb habe ich aber Zweifel ausgebildet. Denn die Verluste im Doppelkupplungsgetriebe entstehen ja im wesentlichen aufgrund von Reibung der stets im Eingriff befindlichen Zahnräder sowie dem umgewälzten Ölstrom. Derartigen Getrieben ist es eigen, dass diese Reibungs- und Pumpverluste hauptsächlich von der Rotationsfrequenz der Wellen und nur sehr bedingt von der Last abhängen. D.h. der relative Verlust nimmt rapide zu, wenn die übertragene Leistung abnimmt. Man sieht den Effekt sehr schön bei Messung an Fahrradnaben, die in ihren edlesten Varianten im Vollastbetrieb an den Wirkungsgrad von Kettenschaltungen heran reichen, bei Teillast aber bis zu mehrere zehner Prozent abfallen (s.bspw. Wirkungsgrad-Messungen an Nabenschaltungen | Fahrradzukunft - Ausgabe 16). Weiß diesbzgl. jemand etwas über DKGs? Könnte es sein, dass sich im praxisrelevanten Teillastbetrieb die Wirkungsgrade der Getriebe angleichen und die Vorteile des CVT im Gesamtwirkungsgrad des Antriebsstrangs voll durchschlagen?

Antw.: Doppelkupplungsgetriebe und HSD im Vergleich

Antwort Nr. 65 –
Zitat von: Jorin – am
Naja, aber eine Wartung ist der Austausch einer defekten Kupplung ja nicht. Wartungsintensiv heißt für mich z.B., alle 30.000 km oder zwei Jahre das Getriebeöl wechseln. Oder jählich irgendwas kontrollieren. Davon habe ich bei DSGs aber noch nichts mitbekommen. Wartungsintensiver sind sie also anscheinend nicht, höchstens defektanfälliger, manchmal zumindest.  ;)

In den USA sind bei einigen Jetta Hybriden ca. nach 75.000 km die DSG-Getriebe kaputt gegangen (trockenes Getriebe). Gibts auch You-Tube-Videos davon. Der Wechsel in der Werkstatt ist dann relativ aufwändig.
Keine Ahnung was die Amis gemacht haben, dass das DSG so schnell defekt war. Eventuell zuviel Stadtverkehr?

Antw.: Doppelkupplungsgetriebe und HSD im Vergleich

Antwort Nr. 66 –
Die Verluste durch doppelte Energie Umwandlung machen sich nur auf der Autobahn bei konstanter Geschwindigkeit, wenn man mit einer festen Übersetzung im optimalen Wirkungsgrad fahren kann, bemerkbar. Dann fährt man mit einer festen Übersetzung sparsamer.  Durch den Energy recycling mode ist das HSD jedoch knapp am Optimum dran, sodass sich ein größerer Aufwand nicht lohnt. Man darf aber nicht den Fehler machen ein HSD mit Benzinmotor und eine DSG mit Dieselmotor zu vergleichen. Wenn schon dann das HSD mit Benzinmotor mit DSG und Benzinmotor und Hybrid.

Yaris Gerd

Antw.: Doppelkupplungsgetriebe und HSD im Vergleich

Antwort Nr. 67 –
@YarisGerd Die weitgehend akzeptierte Annahme, man führe bei konstanter Geschwindigkeit mit einer festen Übersetzung eines synchronisierten Mehrganggetriebes (wir reden hier nicht über reibungsarme einstufige Überbrückungsgetriebe in manchen Hybridkonzepten) sparsamer, stelle ich hier gerade in Frage. Ein gutes Kompaktklasseauto braucht gemäß Angabe von Toyota zum Prius III knapp 23kW, um Tempo 120km/h zu halten. Die Wirkungsgrade von Doppelkupplungsgetrieben werden bei Volllast, also deutlich jenseits 100kW übertragener Leistung, bestenfalls mit etwa 95% angegeben (teilweise sogar weit darunter, s. DSG7 Wirkungsgrad 5. Gang : Wirkungsgrad vom Getriebe berechnen VW/Audi..., wobei dies dann nicht näher definierte "mittlere Wirkungsgrade" sind). Sollte ein Großteil dieser Verluste lastunabhägig sein, so fiele der Wirkungsgrad im 23kW-Teillastbetrieb -entsprechend 120km/h Konstantfahrt- auf im obigen Bestfall ca. 75%. Nun ist ein Teil dieser Verluste natürlich lastabhängig; dennoch scheint es denkbar, dass der Wirkungsgrad von Doppelkupplungsgetrieben im Teillastbetrieb  dem eCVT nicht wirklich überlegen ist. Womit man selbst dann mit einem DKG nicht sparsamer unterwegs wäre, wenn dieses einen Gang mit optimaler Übersetzung anböte.

Antw.: Doppelkupplungsgetriebe und HSD im Vergleich

Antwort Nr. 68 –
@Francek

Du darfst hier nichts Durcheinander werfen. Es kommt genau auf die Bedingungen an

Durch Hybridtechnik kann man einen Verbrennungsmotor im optimalen Wirkungsgrad halten. Dabei muß der Verbrennungsmotor oft mehr Leistung abgeben als für die Fahrsituation benötigt wird. Diese Energie kann dann in der Traktionsbatterie gespeichert werden und wenn diese voll genug ist durch ausschalten der Kraftstoffzufuhr des Verbrennungsmotors und Strohmabgabe zum Motor wieder genutzt werden. Wenn man jedoch eine passende Übersetzung hat und die Fahrbedingungen dem genau anpasst, kann man sich die Verluste durch die doppelte Energieumwandlung sparen. Das ist Physik. Das geht aber nur unter bestimmten Bedingungen mit hohen Geschwindigkeiten, bei denen genügend Leistung erforderlich ist, um im optimalen Wirkungsgrad zu fahren. Denn gerade das HSD wandelt außer im  Recycling Mode immer etwa 1/3 der Kraft in elektrischen Strom um. Und der wird mittels Inverter  teilweise in der Traktionsbatterie gespeichert und in den MG2 geleitet, der den Strohm wieder in mechanische Energie umwandelt.
Im Enwrgy Recycling Mode oder auch Heratical mode ist das nicht der Fall. Da wird dem MG2 etwas Strohm entnommen und dem MG1 zugeführt. Dadurch wird der MG1 in entgegengesetzter Richtung gedreht. Das geht nur bei nicht all zu hoher Last. Jetzt geht 100% der Drehbewegung des ICE  plus die Drehbewegung des MG1 auf den Antrieb. Der MG2 wirkt dabei als Generator und bremst leicht ab. Aber es werden die Verluste einer doppelten Energie Umwandlung vermieden.

Yaris Gerd

Antw.: Doppelkupplungsgetriebe und HSD im Vergleich

Antwort Nr. 69 –
@YarisGerd Mir geht es ja gerade nicht um den Einfluss der Hybridisierung, deren Wirkunsgweise mir klar ist, sondern lediglich um den reinen Wirkungsgrad des elektrisch leistungsverzweigten Getriebes (eCVT bzw. PSD), welcher weithin für deutlich geringer als bei mechanischen Getrieben gehalten wird. Ich frage mich nun, ob das tatsächlich so ist. Mir scheint nämlich, dass der tatsächliche Wirkungsgrad vielstufiger mechanischer Getriebe im hauptsächlichen Einsatzszenario geringer Teillast gern überschätzt wird, da er fälschlicherweise mit den bei Hochlast gewonnenen best-Case-Werten gleichgesetzt wird.
Übrigens wird im "heretical Mode" gerade nicht die doppelte Leistungswandlung vermieden, sondern schlimmer noch kreist in diesem Betriebsmodus zusätzlich Blindleistung über die nun entgegengesetzten Leistungsflüsse im mechanischen und elektrischen Zweig - wobei letzterer natürlich immer noch zweimal verlustbehaftet wandelt. Dies reduziert den Wirkungsgrad deutlich, da die Blindleistung immer wieder hin-und-her gewandelt wird. Diesen Wandlungsverlust muss man ständig durch ICE- oder batterieseitige Leistungszufuhr nachfüllen, ohne dass damit eine Wirkleistung verbunden wäre. Der "heretical Mode" ist deshalb nur in den seltenen Fällen attraktiv, in denen die mit ihm erreichbare enorme Übersetzung ICE-seitig dermaßen viel Effizienzgewinn erbringt, dass die Blindleistungsverluste amortisiert werden.

Antw.: Doppelkupplungsgetriebe und HSD im Vergleich

Antwort Nr. 70 –
Beim HSD gibt es doch ein Summengetriebe. Müsste es nicht reichen, zumindest bis zu einer bestimmten Maximalgeschwindigkeit, einen dieser 2 Antriebe "fest" zu halten, damit das Planetengetriebe wie ein Festübersetzungsgetriebe arbeitet?

Antw.: Doppelkupplungsgetriebe und HSD im Vergleich

Antwort Nr. 71 –
na, das funktioniert nicht.
Der HSD ist darauf angewiesen, dass alle 4 Komponenten (Verbrenner, die beiden Motorgeneratoren und die Räder) völlig flexibel miteinander interagieren können. Denn genau das macht ja den Vorteil des HSD aus.

Antw.: Doppelkupplungsgetriebe und HSD im Vergleich

Antwort Nr. 72 –
Nochmals: Mir geht es nicht darum, das eCVT irgendwie in seinem Wirkungsgrad zu optimieren, sondern im Gegenteil darum festzustellen, ob es so wie es ist im praktischen Wirkungsgrad einem DKG überhaupt signifikant unterlegen ist. Der Vergleich von Best-Case-Wirkungsgraden, welche nur in außergewhnlichen Betriebszuständen erreicht werden, ist hierfür nämlich nicht aussagekräfitg. Und ich habe, wie oben in mehreren Postings geschrieben, starken Grund zur Annahme, dass der Wirkungsgrad von mit vielen festen Gängen ausgestatteten Mehrwellengetrieben bei sinkender Last stark abnimmt.

Antw.: Doppelkupplungsgetriebe und HSD im Vergleich

Antwort Nr. 73 –
@Francek

Du solltest dir noch einmal die Wirkungsweise des HSD durchlesen. Die Leistungsverzweigung kommt durch das Planetengetriege. Hier führt das Kräfteverhältniss zwischen Sonnenrad und Hohlrad, in welche Richtung die Antriebskraft des ICE dreht. Wenn MG1 kraflos dreht, dreht sich nur das Sonnenrad. Das Hohlrad steht. Wenn man das Sonnenrad mit einer Kupplung gegen das Gehäuse festhalten würde, dann würde es keine Leistungsverzweigung geben. Dann würde die gesammte Leistung des ICE auf das Hohlrad gehen und der MG1 würde keinen Strohm produzieren. In diesem Zustand hätte man die kleinste mechanische Übersetzung. Leider währe da immer noch die Drehzahl sowie der Verbrauch bei  hoher Geschwindigkeit zu hoch. Im Heretical Mode wird das Sonnenrad nicht nur angehalten, sonder es wird zusätzlich noch in die entgegengesetzte Richtung gedreht, um die ICE Derhzahl noch weiter zu reduzieren. Das geschieht im Teillasbereich und auch unter niedriger Last. Es geschieht dauernd. Das HSD macht es ganz automatisch. Aber viele Fahrer leitenden Heretical mot vorzeitig durch das Lupfen des Gaspedals ein. Aber, auch wenn mann das Gaspedal einfach nur hät und die Geschwindigkeit auf ebener Strecke nicht mehr steigt,  wechselt das HSD automatisch in den heretical mode. Das erkennt man daran, dass die ICE Drehzahl und der Verbrauch runter gehen. Wenn man Torque oder Scangauge verwendet, dann kann man das an der MG1 Drehzahl sehen. Und bitte behaupte nicht, dass der heretical mode ineffizient ist. Das habe ich sch öffter gehört. Iich glaube nämlich nicht, dass die bei Toyota so dumm sind, dass sie so eine Steuerung einbauen, wenn dadurch der Verbrauch ansteigen würde. Die Erfindung des Heretical Mode war der Durchbruch bei der Entwicklung des Prius.

Das HSD ist nicht ineffizient. Der beste Wirkungsgrad entsteht beim Planetengetriebe, wenn die Planetenräder stehen. Dann drehen sich sonnenrad, Hohlrad und ICE gleich schnell. Dann gibt es im HSD keine Reibungsverluste durch sich drehende Zahnräder. In einem Schaltgetriebe drehen sich alle Wellen und Zahnräder mit. So gesehen ist das Planetengetriebe effektiver. Die Verluste der doppelten Energieumwandlung sind zu verschmerzen, wenn die Verluste durch bessere Effizienz des Verbrennungsmotor auf Grund der variablen Übersetzung viel geringer sind. Denn wie oft fährt man schon längere Zeit ohne Lastwechsel durch Steigung, Gefäll oder Bremsen, mit konstanter Geschwindigkeit?

Yaris Gerd

Antw.: Doppelkupplungsgetriebe und HSD im Vergleich

Antwort Nr. 74 –
Zitat von: YarisGerd – am
Und bitte behaupte nicht, dass der heretical mode ineffizient ist. Das habe ich sch öffter gehört. Iich glaube nämlich nicht, dass die bei Toyota so dumm sind, dass sie so eine Steuerung einbauen, wenn dadurch der Verbrauch ansteigen würde.
Das sind doch zwei vollkommen verschiedene Paar Schuhe. Wir reden hier allein über den Wirkungsgrad des Getriebes ("PSD"), der natürlich nicht mit dem Gesamtwirkungsgrad des Antriebsstrangs ("HSD") identisch ist. Seit es mehrgängige Getriebe gibt, opfern Getriebebauer Wirkungsgrad im Getriebe, um den Gesamtwirkungsgrad aufgrund besserer Einstellung des Arbeitspunkts der Leistungsquelle zu verbessern. Du tust das vmtl. auf dem Fahrrad (ein Fixie ist getriebeseitig effizienter, trotzdem nutzen die meisten lieber mehrgängige Räder und dort auch ineffizientere Gänge mit besonders vielen Getriebeeingriffen bei der Nabe oder Kettenschiefstellungen bei der Kettenschaltung), die Konstrukteure von Schaltgetrieben tun dies (mehr Gänge = geringerer Getriebewirkungsgrad, aber bessere Anpassung an die Leistungsquelle Verbrennungmotor) und die Toyota-Ingenieure tun nichts anderes ("heretical mode" = niedrigerer Getriebewirkungsgrad, aber "overdrive"). Genau das ist das "Häretische" an diesem Mode, dass er Getriebewirkungsgrad opfert.

P.S. Übrigens nervt es, wenn du deine Postings immer wieder mit der Belehrung beginnst, man solle doch erst einmal das HSD studieren, und wenn du nachlässig zitierst. Ich habe niemals vorgeschlagen, im PSD irgendein Rad festzusetzen.