So funktioniert ein CVT-Getriebe: Audi, Mercedes, Honda, Toyota

CVT-Getriebe: Funktion, Probleme, Vorteile, Nachteile

Ein CVT-Getriebe schafft, was alle anderen Schaltboxen nur versuchen: Es hält den Motor stets im idealen Drehzahlbereich. So funktionieren CVT-Getriebe in Pkw.

  • Constantin Bergander
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  • Veröffentlicht am 03/26/2020, 5:48 PM
CAD Modell eines CVT Getriebe mit vergrößerter Ansicht der Lamellenkette
Quelle: Audi CVT-Getriebe kommen ohne viele Zahnradpaare aus. Das spart Gewicht und Bauraum

Das CVT-Getriebe hat viele Namen. Bei Audi heißt es Multitronic, bei Mercedes Autotronic und bei Toyota Multidrive. Der CVT-Pionier DAF nannte es einst Variomatic. Kunstworte, die alle das Gleiche beschreiben: Solche Getriebe arbeiten klüger als alle anderen. Denn sie sorgen dafür, dass sich Motoren besonders effizient verhalten können. Sie machen Autos also sparsamer.

Das tun sie, indem sie auf festgelegte Schaltstufen verzichten. Sie sind in der Lage, ihre Übersetzung der aktuellen Situation anzupassen. Daher stammt der Name: CVT steht für Continuously Variable Transmission. Übersetzt bedeutet das: kontinuierlich variable Übersetzung. Sie schalten also nicht in einen anderen Gang, sondern gleiten durch unendlich viele Gänge. Man spricht deshalb von einem stufenlosen Getriebe. Schaltunterbrechungen gibt es nicht.

Aber CVT-Getriebe haben Nachteile. Besonders europäischen Ohren fällt es schwer, sich an die Geräuschkulisse eines konstant hoch drehenden Motors zu gewöhnen. Einige Varianten hadern mit der Haltbarkeit. Für hohe Leistungen ist kein auf dem Markt verfügbares CVT-Getriebe ausgelegt. Dennoch wird es CVT-Getriebe langfristig geben. Besonders in Hybriden beweisen sie ihre Stärke.

Das CVT-Getriebe in Kürze

  • CVT-Getriebe: stufenloses Getriebe ohne feste Übersetzungen
  • Sparpotenzial für Verbrennungsmotoren wegen jederzeit idealer Übersetzung
  • Kompakte Bauform, günstige Herstellung
  • Nachteile beim Komfort, zum Teil bei Haltbarkeit und Wartung
  • Besonders in Vollhybriden beliebt


Mitsubishi Eclipse Cross mit CVT-Getriebe
PKW mit CVT-Getriebe

Die in Japan beliebten Getriebe sind günstig und sparsam.


Wie funktioniert ein Getriebe?

Verbrennungsmotoren haben ein Problem. Sie sind nicht elastisch genug, um ein Auto effizient zu bewegen. Ein Pkw ohne Schalt- oder Automatikgetriebe fährt sich ungefähr so, als wäre stets der vierte Gang eingelegt: Das Anfahren wird mühsam und funktioniert nur mit stark schleifender Kupplung. Hohes Tempo ist möglich, aber stets mit lauten Geräuschen verbunden. Je nach Modell und Motor wäre schon früh Schluss – zumindest früher als nötig.

Getriebe verschiedener Art helfen dem Motor in Drehzahlbereichen, in denen er sich nicht wohlfühlt. Das tun sie, indem sie die vom Motor abgegebene Drehzahl verarbeiten. Im ersten Gang wird die Drehzahl im Getriebe stark gesenkt. Das Rad dreht sich viel langsamer als die Kurbelwelle des Motors. Aufgrund dieser Umwandlung kommt eine höhere Kraft am Rad an. Das Anfahren fällt leichter, aber das Auto erreicht im ersten Gang keine hohen Geschwindigkeiten. Je höher der Gang, desto mehr nähert sich die Raddrehzahl der Kurbelwellendrehzahl an.

Was passiert dabei im Getriebe? Schalt- und Doppelkupplungsgetriebe erzielen diesen Effekt mit Zahnradpaaren. Im ersten Gang dreht ein kleines Zahnrad mit der Motordrehzahl. Es treibt ein deutlich größeres Zahnrad an. Damit sich das große Zahnrad einmal komplett dreht, muss sich das kleine Zahnrad häufiger drehen. Diese Verbindung senkt also die Drehzahl und erhöht die Kraft. Man spricht von einer kurzen Übersetzung.

Ungefähr im vierten Gang sind beide Zahnräder gleich groß, Drehzahl und Kraft ändern sich nicht. In höheren Gängen überträgt ein großes Rad die Kraft auf ein kleineres. Es handelt sich dabei um eine lange Übersetzung.



Was macht ein CVT-Getriebe anders?

Hinter einem CVT-Getriebe steckt die Idee, die Abstände zwischen den einzelnen Gängen zu überbrücken. Das ergibt Sinn, denn Verbrennungsmotoren erreichen ihre höchste Effizienz nur in einem sehr schmalen Drehzahlbereich. Der Gedanke: Ein Motor könnte genau diese Drehzahl beim Beschleunigen konstant halten. Das Getriebe variiert die Übersetzung und optimiert damit den Beschleunigungsvorgang.

Wie sich das anfühlt, weiß jeder, der schon mal in einem alten Toyota Prius unterwegs war: Der Motor dröhnt konstant, das Auto wird schneller. Akustisch nicht besonders angenehm. Hersteller optimieren den Komfort, indem sie Motoren auf niedrigere Drehzahlen optimieren. Für Europa simulieren manche sogar das Vorhandensein echter Gänge, damit das Auto beim Beschleunigen mit dem Drehzahlmesser zuckt. Diese Strategie reduziert jedoch den Vorteil der Technik.

Honda Lenkrad 7-Speed-Mode-Knopf in Detailansicht
Quelle: Honda Der Honda Jazz mit CVT-Getriebe kann auf Knopfdruck die Dynamik echter Schaltstufen simulieren

Wie funktioniert ein CVT-Getriebe?

Das grobe Prinzip des Getriebes existiert auch beim stufenlosen CVT. Aber weil es ohne feste Übersetzungen arbeitet, verzichtet es auf die Zahnradpaare. Stattdessen arbeitet es mit Kegelscheiben und einer Lamellenkette. Dieses Konstrukt sieht ungefähr so aus wie eine Kette, die eingequetscht zwischen Tellern zwei Wellen miteinander verbindet.

Der Trick: Die Kette liegt nicht auf den Wellen auf, sondern hat nur Kontakt zu den Tellern. Sie sind trichterförmig und auf der Welle verschiebbar. Bewegt sich einer dieser Trichter vom anderen weg, kann die Kette näher an die Welle rücken. Nähert er sich dem anderen, drückt es die Kette nach außen.

Die Trichter auf der anderen Welle bewegen sich gegenläufig. Wenn auf Welle eins die Trichter öffnen, schließen sie auf Welle zwei. Diese Konstellation hat die gleiche Wirkung wie ein kleines Zahnrad auf Welle eins und ein großes Zahnrad auf Welle zwei, also ein kleiner Gang. Durch die Zusammenarbeit der Kegelscheiben bleibt die Kette stets gut gespannt. An welcher Position genau die Kette aufliegt, steuert die Elektronik voll variabel – so wird das Getriebe stufenlos.


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Wo liegen die Nachteile eines CVT-Getriebes?

Auf Kegelscheiben und Kette lastet die ganze Kraft des Antriebs. Sie limitieren das Moment, das tatsächlich übertragen werden kann. Das bedeutet nicht, dass sich nur schwache Motoren mit einem CVT-Getriebe kombinieren lassen. In starken Antrieben greifen die Hersteller dennoch generell auf Wandlerautomaten oder Doppelkupplungsgetriebe zurück.

Insgesamt sind die elementaren Bauteile eines CVT-Getriebes stark belastet. Mit zunehmendem Alter kann zum Beispiel die Kette verschleißen. Oder die Kegelscheiben finden nicht mehr die korrekte Position. Fehlerhafte Sensoren bringen das empfindliche System durcheinander. Ölwechsel müssen wie vom Hersteller vorgegeben durchgeführt werden, meist häufiger als bei anderen Getriebetypen.

Die Multitronic von Audi hat aufgrund teurer Defekte in frühen Jahren einen schlechten Ruf. Mittlerweile hat der Hersteller das Getriebe aus dem Programm genommen. Es wurde von einem Doppelkupplungsgetriebe ersetzt – das arbeitet ebenfalls ohne Zugkraftunterbrechung.

Lamellenkette Detailansicht
Quelle: Daimler AG Die Lamellenkette ist für die Kraftübertragung verantwortlich und dadurch großer Belastung ausgesetzt. Unregelmäßig gewartet kann sie zum Problem werden

Wo liegen die Vorteile eines CVT-Getriebes?

Dem CVT-Getriebe genügt eine einzige Verbindung zwischen zwei Wellen. Schaltgetriebe haben für jeden Gang eine eigene Verbindung. Das CVT fällt also kleiner aus, es spart Gewicht und Bauraum. Zudem lässt es sich verhältnismäßig günstig herstellen. Das kann sich positiv auf den Fahrzeugpreis auswirken. Besonders in Japan sind die Getriebe für den Komfort im dichten Stadtverkehr beliebt.

Der wichtigste Vorteil bleibt jedoch: Wo das Getriebe variabel ist, kann der Motor sparsamer laufen. Ein Verbrenner kann beim Beschleunigen in seinem Lieblingsbereich arbeiten – dort, wo er den optimalen Kompromiss aus Leistung und Verbrauch findet. Wenn es flotter vorangehen soll, hält ihn die Elektronik bei jener Drehzahl, die die höchste Leistung produziert. Bei Getrieben mit Schaltstufen befände er sich ständig knapp darüber oder darunter.

CAD-Modell eines CVT-Getriebe
Quelle: Audi Audis Multitronic-Getriebe wurde erstmals 1999 im Audi A6 C5 (Typ 4B) verbaut

Hat mein Auto ein CVT-Getriebe?

Mittlerweile sind stufenlose Getriebe seltener geworden. Doppelkupplungsgetriebe und Wandlerautomaten mit bis zu neun Gängen sind ähnlich effizient. Einige Hersteller halten dennoch an der stufenlosen Technik fest. Toyota rüstet zum Beispiel die Vollhybride damit aus. Mit Erfolg: Innerorts stoßen sie nur wenig CO2 aus.

Bei vielen Herstellern waren oder sind CVT-Getriebe ein mögliches Extra, das oft an bestimmte Motoren gekoppelt ist und manchmal nur in einigen Baujahren verfügbar war. Eine pauschale Aussage lässt sich also nicht treffen. Man hört und sieht es aber ganz deutlich: Bleibt beim Beschleunigen die Drehzahl konstant, während sich die Geschwindigkeit erhöht, steckt wahrscheinlich ein CVT-Getriebe in Deinem Auto.