Fachbegriffe im Automobil-Bereich: G
Einige Begriffe im Zusammenhang mit Autos sind nicht wirklich selbsterklärend. Lesen sie hier, was sich hinter den Fachbegriffen mit dem Anfangsbuchstaben G verbirgt.Getriebe 
Ein Fahrzeuggetriebe ist das Getriebe im Antriebsstrang eines Fahrzeuges, das die Motordrehzahl auf die Antriebsdrehzahl
übersetzt. Das Schaltgetriebe ist als Verstell- bzw. als Wechselgetriebe (siehe unten) ausgeführt; es ist bei
Kraftfahrzeugen notwendig, um die Spreizung des Geschwindigkeitsbereichs mit der Spreizung des Motordrehzahlbereichs zur
Deckung zu bringen.
Das Fahrzeuggetriebe ist eine Unter-/Sonderform des allgemeinen Getriebes, wie der Begriff im Maschinenbau definiert ist:
Im Allgemeinen werden Vorrichtungen für jegliche kinematisch gekoppelte Wandlung oder Umsetzung von Bewegungen „Getriebe“
genannt.
Ein Schaltgetriebe ist notwendig, wenn der Spreizungsfaktor vor und hinter dem Getriebe verschieden ist. (Der Spreizungsfaktor
ist der Quotient aus größtem Wert zu kleinstem Wert; hier: Drehzahlen)
Beispiel
Ein PKW habe eine kleinste Geschwindigkeit von Vmin= 5 km/h (geschlossene Kupplung) und eine Höchstgeschwindigkeit Vmax= 250 km/h.
Das ergibt einen Spreizungsfaktor = = 50 für die Kardanwelle (den „Ausgang“ des Fahrzeuggetriebes). Der Verbrennungsmotor
hat eine Leerlaufdrehzahl von 600/min sowie eine höchste Drehzahl von 6000/min, also einen Spreizungsfaktor von 10. Ohne
Schaltgetriebe könnte der PKW, wenn 600/min Motordrehzahl zu 5 km/h führten, also maximal 50 km/h erreichen.
Schaltgetriebe: Bei einem Schaltgetriebe – auch Wechselgetriebe genannt – werden die Drehzahlübersetzungen durch die Zahnradpaare gebildet.
Die häufigste Ausführung eines Handschaltgetriebes ist die des Stirnradgetriebes. Geschaltet wird durch die
Schaltmechanik im Getriebe. Diese Mechanik im Getriebe ist wiederum über ein Gestänge oder Seilzug mit einem Schalthebel
verbunden.
Das Drehmoment wird auf die Getriebeeingangswelle von der Kupplung über ein Keilwellenprofil übertragen. Auf der
Getriebeeingangswelle sind die Zahnräder der einzelnen Getriebestufen montiert. Sie kämmen entweder mit der
Getriebeausgangswelle oder einer Vorgelegewelle, dann ist die Ausgangswelle koaxial (fluchtend) zur Eingangswelle
angebracht und es gibt einen direkten Gang, das heißt die Wellen werden gekuppelt und die Übersetzung ist genau 1:1.
Die Zahnräder beider Wellen bilden Paare und greifen ineinander. Die Zahnräder sind je nach Bauart auf den Wellen fest
montiert oder frei drehend (aber axial fixiert). Um einen Kraftschluss zwischen der Welle und den frei drehenden
Zahnrädern herzustellen, werden diese mit einer Klauenkupplung auf der Welle fixiert. Eine Klauenkupplung ist auf der
Welle radial fixiert und kann axial verschoben werden. An den Flanken befinden sich Zahnprofile, deren Gegenstücke sich
in der Zahnradflanke wiederfinden. Für einen Schaltvorgang wird die Klauenkupplung von der Schaltgabel gegen ein Zahnrad
gedrückt. Rasten die Zahnprofile ein, ist der Gang eingelegt. Um den Schaltvorgang schonender zu gestalten, werden bei Fahrzeuggetrieben an den Seiten der Klauenkupplungen Synchronringe eingesetzt. Synchronringe gleichen vor dem Einrasten die Drehzahl des Zahnrades an die Drehzahl der Welle an. In der Regel sind die Gangräder schräg verzahnt; um die Geräuschentwicklung niedrig zu halten und größere Drehmomente übertragen zu können, sind hier ständig mehrere Zähne im Eingriff. Allerdings entstehen durch Schrägverzahnungen Axialkräfte, die von der Lagerung aufgenommen werden müssen, außer bei der Pfeilverzahnung. Dort gleichen die gegensinnigen Schrägverzahnungen (in einem Zahnrad) die Axialkräfte aus. Für die Rückwärtsfahrt ist eine Drehrichtungsumkehr erforderlich. Dies wird durch ein weiteres Zahnrad realisiert.[2] Zum Gangwechsel muss der Kraftfluss unterbrochen werden. Dies wird durch eine Kupplung bewirkt. Der Fahrer betätigt hierbei den Kupplungshebel, die Kupplung trennt und er kann mit dem Schalthebel und der damit verbundenen Schaltmechanik im Getriebe einen Gang wechseln (Schaltvorgang). Das Schaltgetriebe ist auch heute noch die am häufigsten anzutreffende Getriebeart in Kraftfahrzeugen.[3]
Funktionsweise: Als Beispiel dient hier das Getriebe eines Fahrzeuges mit Frontmotor und Hinterradantrieb.
In dem geschlossenen Getriebegehäuse verlaufen zwei Wellen: die Hauptwelle, die bildlich gesehen vom Eingang am
Motorflansch bis zum Triebwellen-Ausgang führt und nach der ersten Zahnradstufe unterbrochen ist, sowie die
Vorgelegewelle, die parallel zur Hauptwelle verläuft.
Von dem vorderen Teil der Hauptwelle ausgehend wird über das erste Zahnradpaar die Vorgelegewelle angetrieben. Durch
Schalten der jeweiligen nachfolgenden Zahnradstufen wird das Drehmoment von der Vorgelegewelle auf den hinteren Teil
der Hauptwelle geleitet und von dort weiter zum Abtrieb. Die einzelnen Zahnradpaare sind beim synchronisierten Getriebe
ständig im Eingriff. Ein Zahnrad ist fest mit der Welle verbunden, beim anderen kann mit einer Schaltmuffe eine
formschlüssige Verbindung mit der Welle geschaltet werden. In der Regel sitzen die Schaltmuffen an der Hauptwelle,
sie können sich jedoch auch auf der Vorgelegewelle befinden. Durch Koppeln der beiden Teile der Hauptwelle wird der
Abtrieb direkt angetrieben (direkter Gang), die Vorgelegewelle läuft in diesem Fall mit, ohne jedoch Drehmomente zu
übertragen.
Autor der Getriebebox-Darstellung: W. Rebel
Glühkerze
Eine Glühkerze ist ein elektrisches Heizelement im Brennraum von Verbrennungsmotoren und Heizungen. Die Glühkerze wird
nur kurzzeitig beim Start elektrisch beheizt.
Glühkerzen werden verwendet als:
• Kaltstarthilfe für Dieselmotoren
• Zündvorrichtung beim Betrieb von Glühzündermotoren
• Zündvorrichtung beim Start von mit Öl bzw. Kerosin betriebenen Gasturbinen und Ölheizungen
Glühkerze als Kaltstarthilfe für Dieselmotoren: Der beim Kaltstart eines Dieselmotors in den Brennraum
eingespritzte Dieselkraftstoff entzündet sich meist nicht so problemlos von selbst, wie es die Theorie des Dieselprozesses
beschreibt.
Gründe dafür sind:
• Die Wände des Brennraums (Zylinderwände, Kolbenboden) sind noch kalt und weisen eine hohe spezifische Wärmekapazität
(Eisenwerkstoff) auf. Demgegenüber ist beim Start durch den elektrischen Startermotor die Kolbengeschwindigkeit gering,
damit die erzeugte Kompressionswärme gering, zudem weist die komprimierte Luft eine geringe Wärmekapazität, wenn auch
kleine Wärmeleitfähigkeit auf. Dadurch geht die Kompressionswärme schnell an die Zylinderwände und Kolbenboden über.
• Besonders Kammermotoren weisen eine große, für den Wärmefluss wirksame Oberfläche auf. Der Start eines kalten Motors
ist ohne Glühkerzenunterstützung bei Direkteinspritzung über −10 °C Lufttemperatur, bei Wirbelkammereinspritzung über
+30 °C und bei Vorkammereinspritzung über ca. +60 °C möglich.
• Der kalte Motor hat höhere blow-by-Verluste, d.h. die komprimierte Luft kann an den Kolbenringen vorbei aus dem
Brennraum entweichen, so dass der Kompressionsenddruck und damit die Verdichtungsendtemperatur geringer ausfallen.
Durch die niedrigere Kolbengeschwindigkeit beim Anlassen erhöhen sich die blow-by-Verluste weiter.
• Unterschiedliche Kraftstoffqualitäten, insbesondere wenn der Motor vielstofffähig ist und zündunwillige Kraftstoffe
verbrennen soll.
Aus diesen Gründen wird ein elektrisch beheizbarer Glühstift (Glühkerze, Glühstiftkerze) in den Brennraum eingesetzt,
der in der Startphase vorgeheizt wird (Vorglühen). Der Strom beträgt ca. 20–40 Ampere pro Zylinder, was neben dem
Anlasser eine erhebliche zusätzliche Belastung der Starterbatterie darstellt. Nach dem Start heizt die Glühkerze zur
Verringerung von Schadstoffen im Abgas durch unverbrannte Kohlenwasserstoffe noch einige Zeit weiter.
Die technische Entwicklung hat die Zeitdauer dieses Vorganges von einigen Minuten (in Automagazinen scherzhaft als
„Rudolf-Diesel-Gedenkminute“ bekannt geworden) auf wenige Sekunden reduziert.
Die Temperatur des Glühschaftes von Metall-Glühkerzen erreicht dabei bis ca. 1.000 °C, die von Keramik-Glühkerzen bis
zu 1.300 °C.
Bei Direkteinspritzern ist wegen des kompakten Brennraumes ein vorbereitendes Glühen höchstens bei winterlichen
Außentemperaturen nötig. Hier wird während des Kaltlaufs die Glühkerze gelegentlich zugeschaltet, um in dieser Phase
eine geräusch- und emissionsärmere Verbrennung zu erreichen.
Eine metallische Glühkerze besteht aus einer Wendel, die mit einem Isolationspulver (z. B. Magnesia) in ein Stahlrohr
eingepresst ist. Die Wendel selbst besteht aus zwei Teilen – der Glühwendel in der Spitze und der Regelwendel im
hinteren Teil. Die Glühwendel besteht aus einem hochlegierten Stahl mit temperaturunabhängigem Widerstand, die
Regelwendel hat dagegen einen mit der Temperatur ansteigenden Widerstand. Damit ergibt sich bei kalter Kerze ein
schnelles Aufheizen besonders an der Spitze und eine Abregelung, sobald auch der Bereich der Regelwendel erwärmt ist.
Glühkerze als Entflammungsvorrichtung des Glühzündermotors: Glühzündermotoren sind Verbrennungsmotoren
ohne gesteuerte Hochspannungszündung durch Funkenüberschlag.
Anstatt dieser ist eine Glühkerze mit einer permanent rotglühenden Drahtwendel montiert, die durch Bedampfung hauchdünn
mit einem Katalysatormaterial (meist einer Platin-Iridium-Legierung) beschichtet ist. Dadurch wird die Entflammung des
Kraftstoff-Luft-Gemisches sichergestellt. Zum Starten des Motors wird die Drahtwendel mit elektrischem Strom
beaufschlagt und zum Glühen gebracht. Nach kurzer Betriebszeit kann die Stromversorgung abgeschaltet werden, da die
Glühkerze nun durch die Verbrennungswärme weiterglüht.
Der Zündzeitpunkt (Zeitpunkt der Entflammung des Gemisches) wird durch den Wärmewert der Glühkerze, die Verdichtung des
Motors sowie durch das Kraftstoff-Gemisch bestimmt. Wesentlich ist auch die Oktanzahl des Kraftstoffes.
Typische Gewindemaße im Bereich kommerzieller statischer und Kfz-Motoren: 1/4" × 32, zölliges Gewinde; max. 6 mm lang
Grip
Grip ist ein aus dem Rennsport kommender Begriff und bezeichnet die Intensität des Kontaktes zwischen Reifen und Fahrbahn.
Abhängig vom Anfahr- und Bremsverhalten sowie von der Geschwindigkeit, vor allem in Kurven, beschreibt der Grip
den Bereich, in dem das Fahrzeug nicht rutscht, also "fest" auf der Straße "haftet".
Durch spezielle Anpassungen der Reifen wie Gummimischung, Reifendruck, Reifenbreite, Radsturz und bei losen Untergründen
Art des Profils kann deren Grip, die Haftfähigkeit positiv beeinflusst werden.