Technik Automatik (Archivversion)

We, Robots

Unser Alltag wird immer komplexer, zugleich wächst der Drang nach Vereinfachung. Verschiedene Konzepte wollen deshalb das Schalten am Motorrad automatisieren. Fortschritt, ja Beginn einer neuen Ära? MOTORRAD untersucht die Technik.

Der motorisierte Spaß auf zwei Rädern zählt ganz gewiss zu den anspruchsvollen Fortbewegungsarten. Allein die Schalterei: Mühsam lernen Neulinge das komplizierte Zusammenspiel von einem Fuß und zwei Händen, das neben den Gangwechseln am Schalthebel fein dosiertes Ver- und Entbinden von Motor und Antriebsstrang per Kupplungshebel sowie die Einstellung stets passender Drehzahl und Kraft am Gasgriff bedeutet. Ein Job, der auch von geübten Piloten Konzentration fordert, selbst wenn die Abläufe dank fest im Gedächtnis verankerter Denkroutinen beinahe automatisch erfolgen. Warum aber nicht gleich automatisch wie heute fast bei jedem Auto oder Roller?

Verschiedene Konzepte bereiten die Ablösung traditioneller Gangwechsel vor: Der im Rennsport schon lange etablierte Schaltautomat kommt in der BMW HP2 als sportlich orientierter Schaltassistent und ermöglicht es, ohne Ziehen der Kupplung und voll am Gas hochzuschalten. Yamahas YCC-S (Yamaha Chip Controlled Shifting, elektronisch gesteuertes Schalten) übernimmt die Koordination von Kupplung und Schaltung – ein vier Kilo leichtes System ganz ähnlich der Tipp-Schaltung sportlicher Autos, das an der FJR 1300 AS durch den fehlenden Kupplungshebel auffällt.

Beide Systeme wären in souveränen Tourern ebenso denkbar wie in extremen Sportlern, vereinfachen durch Chip-gesteuerte Helferlein die Bedienung herkömmlicher Kupplungen und Getriebe. In Letzteren verschieben kulissengeführte Schaltgabeln die auf Wellen gelagerten Zahnräder so zueinander, dass die seitlich an den Rädern sitzenden Schaltklauen die zum jeweiligen Gang passenden Zahnräder miteinander verbinden. Der so verzahnte Kraftschluss aktiviert das passende Radpaar auf der Ein- und Ausgangswelle und stellt damit den verlangten Unterschied in der Drehzahl ein.

Aprilia und Honda verlassen dieses Prinzip, ersetzen das klassische Getriebe durch echte Automatiken. Die Aprilia Mana, äußerlich ein normales Motorrad ohne Kupplungshebel, benutzt ähnlich Rollern ein elektronisch gesteuertes Keilriemengetriebe mit variablem Triebdurchmesser und Fliehkraftkupplung: CVT (Continuously variable Transmission, stufenlos veränderbare Kraftübertragung) hieß das Prinzip im seligen DAF und vielen Werkzeugmaschinen, es steckt auch in fast allen Rollern.

Die Honda DN-01 besitzt gar einen hydraulischen Drehmomentwandler: Bei der kompakten HFT (Human Friendly Transmission) stellen eine fest angewinkelte und eine im Winkel variable Taumelscheibe – beide taumeln nicht, sondern scheinen es nur wegen ihrer winkligen Anordnung zur Drehachse zu tun – hydraulischen Widerstand und damit die Drehzahl zwischen einem Gebermotor und der Ausgangswelle ein. Auch die DN-01 fährt per Fliehkraftkupplung an und verzichtet auf einen herkömmlichen Schalthebel, lässt sich auf Wunsch aber wie die Mana per Finger-Tippschalter manuell schalten.

Komplettes Neuland? Bereits in den Sechzigern und Siebzigern setzten Jawa, Honda oder Moto Guzzi auf bequemeres Schalten. Zu früh, denn der Zeitgeist verspottete die Konzepte als unsportliche Kraftfresser. Pragmatischer konzipierte Roller aber starteten ihren Siegeszug dank simpler Handhabung schon früh: Aufsitzen, Gas geben und Fahren funktionierte dank Fliehkraftkupplung und Riemengetriebe bereits 1954 an DKWs seligem Hobby-Roller und repräsentiert mittlerweile als CVT die wahrscheinlich meistverbreitete Antriebstechnik der Welt, simpel zu bedienen und robust. Automatik-Motorräder dagegen gerieten in Vergessenheit – bis jetzt.

Nachdem immer größere und leistungsfähigere Roller ins Revier klassischer Motorräder eindringen, scheint die Zeit reif für den nächsten Anlauf. Ob Schaltassistent, YCC-S, CVT- oder hydraulisches Getriebe: Sie alle setzen auf Fahrerentlastung zugunsten gesteigerter Aufmerksamkeit und ungetrübteren Genuss.

Beginnt hier eine Entwicklung, die im Auto längst abgeschlossen ist? Wo verschiedene Automatikkonzepte den je nach Einsatzbereich unterschiedlichen Ansprüchen an Komfort oder Sportlichkeit gerecht werden? Eine Spreizung, die in der vielfältigen Motorradwelt reiche Früchte tragen könnte. Ganz nebenbei: Keiner spricht heute mehr davon, dass Automatik im Auto unsportlich sei. Wie lange wird es also noch dauern, bis große Tourer die sanfte Gewalt ihrer Motoren Gasgriff-gesteuert einstellen? Oder Supersportler Drehmoment-optimierte Drehzahlsprünge per automatisch sequenzierendes Getriebe vornehmen? Auch wenn sich jetzt bei manchem Leser Protest regt: Wir werden die Schalterei nur vermissen, solange sie noch besser oder schneller als die Automatik funktioniert. Danach werden sich viele an der neuen Einfachheit erfreuen – und unbeschwerten Fahrspaß genießen. Wozu die vier auf den folgenden Seiten vorgestellten Konzepte den Grundstein legen.
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Aprilia E-CVT (Archivversion)

Aprilia, Produzent zahlreicher Roller, transferiert eine elektronisch geregelte CVT-Antriebseinheit (siehe unten) in die NA 850 Mana. Die Mana findet derzeit im MOTORRAD-Dauertest viele Freunde: Kuppeln, Hochschalten, Herunterschalten – das alles entfällt bei Bedarf. Wer will, kann die Gangstufe dennoch nach Gusto wechseln und dabei zwischen Hand- oder wie gewohnt positionierter Fußschaltung wählen. Fahren wie auf dem Roller, nur viel schneller, mit gutem Fahrwerk, angenehmer Ergonomie – und seidenweichen Gangwechseln.

Im „Fully Automatic Mode“ kontrolliert die Elektronik den Fahrzustand und schaltet selbständig herauf oder herunter. Den Motor hält sie dabei je nach Modus in der Drehzahl mit optimalem Drehmoment.

Motor- und Schalt-Charakter wählt der Fahrer aus drei Angeboten: Der „Sport“-Modus benutzt lebhafte Drehzahlen, sichert knackige Anschlüsse und fixe Beschleunigung. „Touring“ steht für niedrigen Benzinverbrauch und angenehmes Alltagsverhalten. „Rain“ schließlich reduziert die Lastschübe auf schmierigen Straßen.

Im „Sequential Mode“ entscheidet der Fahrer selbst, wann geschaltet wird, befiehlt den Gangwechsel per Fingertipp oder Fuß. Die Übersetzung ändert ein Servomotor in sieben Gangstufen – was sich wie normales, sehr weiches Schalten anfühlt. Vergisst man das Herunterschalten, tuts die Elektronik – einfacher gehts nicht. Diese komfortable Technik dürfte sich zukünftig noch in anderen Aprilias finden. Man gewöhnt sich leicht daran.

Honda HFT (Archivversion)

Hondas HFT bezeichnet eine kompakte Antriebseinheit zur hydraulischen Drehmomentübertragung und Drehzahlanpassung. HFT bedeutet „Human Friendly Transmission“, also menschenfreundliche Kraftübertragung – ein Getriebe für Philantropen?

Kaufen werden die HFT-getriebenen DN-01 jedenfalls gewiss nicht nur klassische Motorradfahrer. Trotz ihrer 270 Kilogramm fährt sie sich sehr leicht, wie ein gewaltiger, äußerst fahrstabiler Roller. Ihr Fahrer wähnt sich in einem Science-Fiction-Film aus den 70ern – Aufmerksamkeit garantiert.

Wie arbeitet HFT? Der Fahrer wählt zwischen Vollautomatik und manueller Tippschaltung von Gangstufen. Eine Fliehkraftkupplung dosiert zum Anfahren sanft Drehmoment ein. Dieses treibt einen Hydraulikmotor auf der Primär- oder Eingangsseite. Was dann? Eine winkelig auf der Primärwelle fixierte Taumelscheibe drückt durch ihre Drehbewegung gegen axial ausgerichtete, hydraulisch wirkende Geberkolben und überträgt via zwischenlagerndes Öl hydraulischen Druck auf analoge Nehmerkolben. Die wiederum pressen auf eine zweite, diesmal in variablem Winkel zur Sekundärwelle angebrachte Taumelscheibe. Und jetzt passiert‘s: Kraft Rampenwirkung weicht die zweite Taumelscheibe dem Druck der Kolben aus und wird in eine Drehung versetzt, die wiederum die fest verbundene Sekundärwelle antreibt. Die endlich überträgt das hier abgeleitete Drehmoment ans Hinterrad – wir fahren, während der Öldruck nach dem unteren Totpunkt ventilgesteuert nachlässt und das Öl niederdruckseitig zum „Motor“ zurückfließt, von wo der Kreislauf neu beginnt.

Der Winkel der zweiten Taumelscheibe bestimmt das Übersetzungsverhältnis und wird, passend zu Vorwärtsdrang oder manueller Gangwahl, elektronisch eingestellt: je ausgeprägter, desto höher. Bei Topspeed steht die Scheibe senkrecht zur Sekundärwelle, taumelt also nicht mehr – und wird mechanisch fixiert, um das System zu entlasten. Davon merkt der Fahrer nichts, genießt vielmehr sanftes Anfahren und ebensolche Kraftübertragung.

Eine neue Technik? Bereits 1991 gewann die Honda RC 250 MA mit HFT die japanische Motocross-Meisterschaft, gewiss keine Kaffeefahrt. Es ist eine Frage von Toleranzen und Einstellung, ob die Zeitersparnis beim Schalten die Wandlerverluste aufwiegt. Wer weiß? Vielleicht kommt bald HFT by HRC.

Schaltautomat (Archivversion)

Mit Schaltautomat schaltet zwar keiner automatisch, aber unter Vollgas und ohne Ziehen der Kupplung hoch – was bei jeder Beschleunigung mehrere Zehntel Zeit bis zum Topspeed sparen kann.

Die BMW HP2 Sport bringt die Technik in den Alltag. Ein Drucksensor meldet beim Schalten unter Vollgas dem Motormanagement den Schaltwunsch. Das nimmt für den Moment des Schaltens Frühzündung und/oder Einspritzmenge und damit den verzahnenden Zug an den Schaltklauen zurück: Schwups, schadfreier Gangwechsel.

Eine Arbeitserleichterung, die neben optimierter Schaltzeit passenden Zugkraftanschluss sichert – dank vorgelagertem Gemisch gehts nach Wegnahme der Regelung sanft und kräftig weiter.

Yamaha YCC-S (Archivversion)

YCC-S beweist, wie sehr das Kuppeln beschäftigt. Siehe dazu den Vergleich der FJR 1300 mit und ohne elektronisch gesteuertem Schalter in MOTORRAD 18/2006.

Ein hydraulischer Druckgeber erledigt, elektronisch von Stellmotor und Pumpe gesteuert, das Aus- und Einrücken der normalen Reibscheibenkupplung. Angefahren wird also wie beim Roller automatisch durch simples Gasgeben, angehalten durch einfaches Bremsen, wobei die Kupplung automatisch ausrückt. Soll geschaltet werden, kuppelt der Geber fein abgestimmt aus und reduziert so die Last im Getriebe – Voraussetzung für das Lösen der Schaltklauen und das Verschieben der Gangräder zur nächsten Übersetzungsstufe.

Beim Schalten selbst – vom Piloten per Knopfdruck oder am Fußhebel ausgelöst – melden Sensorsignale einem elektronisch gesteuerten Schrittmotor den Schaltwunsch. Der verschiebt mittels konventioneller Schaltwalze mit Schaltgabeln die Getrieberäder. Die Kupplung stellt danach automatisch den Kraftschluss wieder her. Gesteuert wird der Ablauf von einer elektronischen Kontrolleinheit.

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