Dass es um die Schmierstoffqualität in Handschaltgetrieben schlecht steht, liegt auf der Hand: Ohne Filter und Schmierstoffwechsel bleiben Abrieb und Späne im System erhalten und reichern sich im Schmierstoff an. Durch die Abwärme des Motors sowie den mechanischen Verlusten im Getriebe ist das Öl zudem auch starken Temperaturschwankungen ausgesetzt.
Art der Schmierung
Die allermeisten Handschaltgetriebe setzen auf Schleuderschmierung: Die unterste Welle ist halb oder ganz im Schmierstoff eingetaucht und schleudert diesen so durch das Getriebe und versorgt alle Zahnräder und Lager mit Öl. Das Getriebeöl dient neben der Schmierung auch der Kühlung des Getriebes. Denn auch wenn die von Effizienz Schaltgetrieben häufig bei 98 Prozent und darüber liegt, stellen auch anderthalb bis zwei Prozent an Verlustleistung eine signifikante thermische Verlustleistung dar.
Nur sehr wenige Handschaltgetriebe, etwa von Audi ab 2018, setzen auf eine Sprühschmierung: Hier ist der Ölstand geringer und berührt Wellen und Zahnräder im Betrieb nicht – das reduziert die Planschverluste welche gerade bei hohen Geschwindigkeiten für höhere Verluste sorgen, und senkt so Kraftstoffverbrauch. Um dennoch die Schmierung sicherzustellen, kommt hier eine sehr einfache Pumpe samt Lebensdauerfilter zum Einsatz, die das Öl gezielt auf die Zahnräder sprüht.
Wo entsteht Abrieb
Bei einem synchronisierten Getriebe ohne Schäden gibt es vier Hauptursachen für die Entstehung von Abrieb:
- Verschleiß der Lagerung. Die Wälzlager, die die Schaltwellen lagern, laufen mit der Zeit ein und produzieren Abrieb
- Synchronringe: Sie bestehen meist aus Messing- oder Bronzelegierungen und ermöglichen Schaltvorgänge ohne Zwischengas, indem sie das Zahnrad des nächsten Gangs auf die Geschwindigkeit des aktuellen Gangs bringen. Diese Konus-Kupplungen arbeiten permanent „auf Verschleiß“, auch wenn sie in der Regel ein Autoleben lang halten. Sie sorgen für goldfarbigen Abrieb im Getriebe
- Schaltfehler des Fahrers: Halb eingelegte Gänge oder das Hineinwürgen des Rückwärtsgangs und die entsprechende krachende Geräuschkulisse hat wohl jeder Mechatroniker schon einmal erlebt. Wenn die gehärteten Zahnräder gegeneinander krachen, gibt der weichere nach
- Mechanischer Verschleiß durch Erreichen der Lebensdauer. Aus Gewichts- und Kostengründen sind nicht alle Gänge eines Pkw-Getriebes dafür gedacht, der vollen Motorleistung dauerhaft standzuhalten. In der Regel ist bei einem Handschaltgetriebe nur der letzte Gang dauerfest ausgelegt. So sind der erste Gang sowie der Rückwärtsgang meist nur für wenige Betriebsstunden ausgelegt, da sie in der Praxis nur sehr kurz verwendet werden und nur äußerst selten mit der Nennleistung des Motors belastet werden.
Folgeschäden
Neben den Hauptursachen gibt es zudem Folgeursachen, die die Bildung von Spänen und Abrieb begünstigen können.
Luft in der Lagerung führt zu Spiel
Getriebe werden im Werk oder bei der Überholung beim spezialisierten eingemessen und eingestellt. Während auf den Schaltwellen selbst eher die Länge der Bauteile kritisch ist – die Zahnräder sollen möglichst vollständig in die der Gegenwellen greifen – so werden die Kegelrollenlager des Differentials auf eine bestimmte Vorspannung eingestellt, um das Tellerrad genau in der berechneten Position zu halten. In der Regel werden die Wälzlager, Zahnräder oder Wellen dazu mit Ausgleichsscheiben, sogenannten Shims, die in Zehntelmillimeterabstufung erhältlich sind, passend zueinander eingestellt.
Da Schrägverzahnungen jedoch auch axialen Druck verursachen, geben die Wälzlager im Laufe der Zeit minimal nach – es entsteht Spiel. Kann sich die Welle verschieben, greifen die Zahnräder nicht mehr 100-prozentig ineinander, was meist an Materialaufwürfen an den Zahnflanken und einem ungleichen Tragbild erkennbar ist.
So sorgt der schleichende Verschleiß der Lagerung für Abrieb an den Zahnrädern.
Abriebhaltiges Öl
Das mit Spänen und Abrieb „verseuchte“ Öl wird gleich zum doppelten Problem für das Getriebe: Zum einen setzt die thermische und chemische Alterung die Schmierwirkung herunter, besonders die Additive wie EP-Komponenten (Extreme Pressur), die ein gegenseitiges Fressen der Stahlzahnräder verhindern, verlieren ihre Wirkung.
Zudem wird der bereits entstandene Abrieb fortwährend durch das Getriebe befördert und setzt zwischen Rädern, Lagern und Wellen. Was beim Bronzeabrieb der Synchronringe nicht weiter schlimm ist – er ist weich und gibt unter Druck nach, sorgt bei stählernem Abrieb und Abplatzern dafür, dass sie beim nächsten Kontakt bleibenden Eindruck in Zähnen und Lagern hinterlassen. So entsteht ein sich selbst beschleunigender Kreislauf: Abrieb im Öl sorgt für weiteren Abrieb durch Schäden, der wiederum im Schmierstoff landet.
Wie viel Abrieb ist normal?
Aus der Werkstattpraxis – nicht aus dem Labor – kann man es mit den Worten „ein bisschen glitzert es immer“ zusammenfassen. Wichtig ist dabei: metallischer Schimmer im Öl ist weitaus weniger gefährliche als große Späne, die am Magneten hängen. Denn wenn es diese Partikel bis zum Ende des Schmierkreislauf geschafft haben, dann fehlen sie an anderer Stelle. Dabei ist ein initialer Verschleiß und entsprechender Abrieb am Magneten in der Praxis relativ normal: Beim ersten Getriebeölwechsel ist die Menge an Abrieb durch das Einlaufen in den ersten 10.000 Kilometern am höchsten, danach pendelt sich der Abrieb auf niedrigem Niveau ein.
Wichtig ist für die Werkstatt, den Verschleiß im Auge zu behalten. Fallen auch bei höherer Laufleistung zunehmend große Späne an, deutet dies auf Verschleiß von Rädern oder Wellen hin, auch wenn sich das Fahrzeug insgesamt noch unauffällig verhält.
Bessere Synchronisation nach Getriebeölwechsel
Gerade wenn das Einlegen des ersten Ganges etwas hakelig ist und im Winter noch schwerer fällt als im Sommer, sollte ein Getriebeölwechsel in Betracht gezogen werden. Nach dem Ölwechsel erleben die meisten Fahrer ein Aha-Erlebnis, wenn sie feststellen, wie leicht sich die Gänge ihres Wagens einmal haben schalten lassen. Bedingt durch den schleichenden Verschleiß nimmt man die zunehmende Verschlechterung des Schalt- und Synchronisationsverhaltens erst wahr, wenn sich die Gänge merklich schwerer einlegen lassen.
Um das optimale Schaltverhalten wiederherzustellen, sollte sich die Werkstatt dringend an die Schmierstoffvorgaben des Fahrzeug- oder Getriebeherstellers halten. So kommen eine Vielzahl von Getriebe- und ATF-Ölen in unterschiedlichen Viskositäten in Handschaltgetrieben zum Einsatz, die jedoch nicht einfach ausgetauscht werden können. Ein Getriebe, welches für ein klassisches Getriebeöl mit der Viskosität 75W90 oder 75W140 gedacht ist, wird mit einem wesentlich dünneren ATF-III Öl nicht bedingt gut funktionieren und umgekehrt.
Kosten Schaltgetriebe-Ölwechsel
Im Gegensatz zum deutlich aufwendigeren Automatikgetriebeölwechsel ist der Wechsel beim Handschaltgetriebe vergleichsweise günstig:
Die gesamte Schmierstoffmenge beträgt meist nur zwei bis drei Liter, was die Materialkosten senkt. Zudem entfällt die Notwendigkeit eines Spülgerätes, da der Schmierstoff über Ablass- und Einfüllschraube gewechselt werden kann. Beim manuellen Schaltgetriebe betragen die Kosten für einen Wechsel in der Werkstatt häufig 100 bis 250 Euro, abhängig von der Ölmenge und dem Aufwand. Bei Fahrzeugen mit Hinterrad- oder Allradantrieb sollten auch das Hinterachsdifferential und Verteiler/Haldex-Getriebe beim Ölwechsel mitbedacht werden.
Zum Öffnen der Getriebeölschrauben kommen überwiegend größe Innensechskantschrauben der Größen 14 mm und 17 mm zum Einsatz, die als Stecknuss über den Fachhandel bezogen werden können. Für das Einfüllen werden Ölpumpen oder Spritzen verwendet, was von der Einbaulage des Getriebes abhängig ist.
