Kategorie: Getriebefragen
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Grundsätzliches zum Schalt-Getriebe vom VW-Bus T3 unter besonderer Berücksichtigung von Fremdmotoren im T3
Hier möchte ich mal etwas zum Getriebe vom T3 von mir geben, wobei ich mich auf die Getriebe für wassergekühlte Motoren beschränken möchte. Die Ausführungen sind nicht für Maschinenbauer gemacht und stammen auch nicht von einem solchen. Eventuelle Nachlässigkeiten in der Ausdrucksweise möge man mir also verzeihen. Falls hier jedoch falsche Sachverhalte auftauchen, bitte ich dringend um Korrektur !

Bauart:

4- oder 5-Gang 2-Wellen-Wechselgetriebe mit integriertem Achsantrieb.


Typen:

Ich würde die T3-Getriebe in drei Gruppen teilen (unabhängig vom Motor):
- 4-Gang-Getriebe
- 5-Gang-Getriebe
- syncro-Getriebe


Aufbau:

Durch den integrierten Achsantrieb hat das Getriebe im Prinzip drei verschiedene Abschnitte:

1. Kupplungsgehäuse, manchmal auch Kupplungsglocke genannt

Dieser Teil des Getriebes ist bei 4-, 5-Gang und syncro-Getriebes (fast) identisch und frei austauschbar. Beim syncro sind Kleinigkeiten anders, trotzdem passen alle Glocken wechselweise auf alle Getriebe.

Dieser dem Motor zugewandte Teil enthält die Motorschwungscheibe mit Kupplungsdruckplatte und Reibscheibe, sowie den Ausrückmechanismus. Außerdem sitzt außen an der Kupplungsglocke noch der Anlasser, welcher mittels Magnetschalter auf den großen Zahnkranz der Motorschwungscheibe einspurt. Das Kupplungsgehäuse ist logischerweise zum Motor hin "offen" und läuft nicht im Ölbad. Wenn man so ein ausgebautes Getriebe vor sich legt, sieht man auch nur die lange Getriebeeingangswelle, die im eingebauten Zustand bis in die (hohle) Kurbelwelle vom Motor ragt, und den Kupplungsausrückmechanismus mit Ausrücklager (oder auch ohne Lager).

Die Kupplungsglocke ist mit 10 Schrauben an dem übrigen Getriebegehäusefestgeschraubt. Da dahinter der ölgefüllte Teil beginnt, sollte man diese nur nach Ablassen des Getriebeöls abnehmen. Falls nur die Glocke getauscht werden soll, kann man das Getriebe auch einfach senkrecht stellen und die Glocke tauschen, dann kann das Öl drinbleiben. Beim Aufstellen des Getriebes aber unbedingt darauf achten, dass die Entlüftungen alle verschlossen sind !

Es gibt drei verschiedene Kupplungsglocken für das T3-Getriebe:
- für VW-Wasserboxer (und Luftboxer)
- für VW Reihen-4-Zylinder Diesel, auch passend für VW/Audi Reihen-4-Zylinder Benziner
- für VW/Audi-5-Zylinder-Benziner, auch passend für VW/Audi Reihen-5-Zylinder Diesel
Die letztere Glocke wird von VW ausschließlich in Südafrika verkauft !

Zum Betrieb anderer Motoren (Ford, BMW, usw.) sind Adapterplatten erforderlich.


2. Achsantrieb

Hinter der Kupplungsglocke befindet sich das Gehäuse des Achsantriebes mit dem Differential. Es handelt sich hierbei um einen Winkeltrieb, wobei das kleine Ritzel (es gibt Ritzel mit 6 und 7 Zähnen, die jedoch auch bei gleicher Zähnezahl keineswegs austauschbar sind) fest an der Getriebeausgangswelle sitzt. Das Differential selber sitzt sozusagen quer im Getriebegehäuse und beinhaltet das große Ritzel und den eigentlichen Differentialkorb mit Ausgleichsgetriebe (teilweise mit zwei, teilweise mit vier Kegelrädern). Beim syncro gibt es spezielle Differentiale mit 100%-Sperrklauen. Beim 2WD sind manchmal sogenannte selbstsperrende Differentiale (max. 30% Sperrwirkung über Reibung) eingebaut worden. An diesem Gehäuseteil befinden sich dann logischerweise auch die Flansche, wo die Antriebswellen festgeschraubt werden. Die Getriebeeingangswelle ist in diesem Gehäuse geteilt, sodass man diese hier lösen und den vorderen Teil, welcher bis zur Motorkurbelwelle reicht, austauschen könnte. Die vorderen Teile der Eingangswelle unterscheiden sich bei Diesel- und Benziner-Getrieben hinsichtlich der Länge des vorderen Zapfens, welcher im Pilotlager läuft. (= Nadellager in der Kurbelwelle/Schwungrad)

Es gibt sehr viele serienmäßige Übersetzungen, die von VW immer dem jeweiligen Motor und dem Einsatzzweck angepasst wurden. Saugdiesel (im 2WD) haben die kürzeste, jemals gebaute Übersetzung, einige WBX (z.B. der 60 PS WBX !!! und der 112 PS WBX) die längste.
Die längste von VW lieferbare Achsübersetzung ist 32:7 (= 4,571).

Achsübersetzungen sind innerhalb der 4-Gang-, 5-Gang- und syncro-Getriebe frei tauschbar, allerdings nicht zwischen den Gruppen ! Ein Achsantrieb vom syncro passt nicht in ein 5-Gang-Getriebe usw. Verschiedene Achsübersetzungen vom 5-Gang-Getrieben sind aber frei austauschbar. Dieses hängt damit zusammen, dass das kleine Ritzel des Achsantriebes ja fest mit der Ausgangswelle verbunden ist und die Wellen sind bei den 3 Gruppen unterschiedlich.

Es ist sogar theoretisch denkbar, den Achsantrieb-Gehäuseteil des syncro-Getriebes bei einem 2WD-Getriebe zu verwenden und dort den Differentialkorb mit 100%-Sperre einzubauen. Es ist mir sogar jemand bekannt, der diesen Umbau schon mal gemacht hat und auch selber damit fährt.

Der Austausch eines Achsantriebes bedingt leider die vollständige Zerlegung des Getriebes.


3. Wechselgetriebe

Nach dem Achsantrieb beginnt das eigentliche Wechselgetriebe, welches bei allen T3-Getrieben vollsyncronisiert ist. Die prinzipielle Bauart ist bei allen Getrieben gleich. Auf den Wellen befinden sich sogenannte Festzahnräder und Loszahnräder. Alle Zahnräder sind ständig im Eingriff. Beim Schaltvorgang wird lediglich eine Verbindung des jeweiligen Loszahnrades mit der Welle hergestellt. Die Fest-Zahnräder vom 1. und 2. Gang sind eigentlich gar keine Zahnräder, sondern sie bilden mit der Getriebeeingangswelle eine Einheit (zumindest beim syncro und 4-Gang). Durch einige Besonderheiten der einzelnen Baugruppen, sind die Gänge 1 und 2 bzw. beim 5-Gang-Getriebe die Gänge 1 bis 3 nur innerhalb der Baureihe tauschbar. Sowohl das 5-Gang- als auch das syncro-Getriebe sind aus dem 4-Gang-Getriebe abgeleitet ! Dadurch entsprechen die Gänge 4 und 5 vom 5-Gang-Getriebe konstruktiv dem 3. und 4. Gang vom syncro- und 4-Gang-Getriebe. Durch diesen Umstand sind die Zahnradpaarungen der Gänge 3 und 4 (bzw. 4 und 5) frei zwischen allen drei Getriebebaureihen austauschbar !

Für den letzten Gang (also 4. oder 5., je nach Baureihe) hat VW vier Übersetzungen hergestellt:
41:48 (=0,854) wurde in 4-Gang- und syncro-Getrieben für WBX eingebaut
40:49 (=0,816) wurde ausschließlich in 5-Gang-Getrieben verbaut
39:50 (=0,780) wurde in 4-Gang- und syncro-Getrieben für Diesel eingebaut, sehr selten (zumindest als Serienteil) auch mal in 5-Gang-Getrieben zu finden ? (0,76) diese Übersetzung gab es bei 4-Gang-Dieselgetrieben und bei einem 5-Gang-Getriebe für 78 PS WBX (DW), sie ist aber nicht mehr lieferbar !


Was passiert bei Einsatz von Fremdmotoren ?

Die Grundkonstruktion des T3-Getriebes geht eigentlich schon auf das allererste Käfergetriebe von 1936 zurück ! Dadurch schleppt dieses Getriebe viele konstruktive Mängel bis heute mit sich, die sich leider auch nicht beheben lassen. Der stärkste jemals gebaute Serienmotor war der 2,1l WBX mit 82 kW/112 PS, Motorkennbuchstabe DJ. Dieser Motor bringt es auf ein maximales Drehmoment von 176 Nm. Das serienmäßige T3-Getriebe ist mit diesem Drehmoment bis an seine Leistungsgrenze ausgereizt ! Jede weitere Steigerung des max. Drehmomentes (die max. Motorleistung ist hier weniger wichtig) wird die Lebensdauer verkürzen. Bei sehr starken Fremdmotoren kann die Lebensdauer sogar nur wenige Minuten betragen :-(

Folgende Bauteile erleiden bei hohen Drehmomenten häufig den vorschnellen Tod:
- das Doppelkegelrollenlager der Getriebeausgangswelle
- Die Zahnräder vom 4. (bzw. 5.) Gang. Bei getunten Exemplaren der TDI-Motoren mit Drehmomenten bis 280 Nm kann der 4. (5.) Gang nach wenigen Kilometern Zahnausfall haben :-D
- Die Zahnräder des Achsantriebes
- die Nadellagerkäfige der Loszahnräder (passiert eher bei hohen Drehzahlen, also eher bei starken Benzinmotoren)

Besondere Info´s zu den Auswirkungen von hohen Getriebeöltemperaturen:

Laut Hersteller der Nadellager unter den Loszahnrädern (SKF) wird eine maximale dauerhafte Betriebstemperatur von 100 °C akzeptiert. Überschreitungen um maximal 20°C sind nur kurzzeitig zulässig, wenn anschließend längere Zeit wieder "normale" Betriebstemperaturen folgen. (Dank an Torsten Schwarz)

Besonderer Dank auch an Claus Wiedmaier, der selbst folgende Messwerte ermittelt hat (Motor Ford V6):
Getriebe mit Achsübersetzung 32:7
30 min bei Motordrehzahl 5000 /min: Getriebeöltemperatur über 125 °C
(Versuch abgebrochen)
Motordrehzahl 4500 /min: unter 120 °C
Motordrehzahl 4000 /min: unter 100 °C

Es gibt noch viele weitere Problemstellen, das hier sind aber gemäss meiner bescheidenen Meinung die wichtigsten.


Abhilfe durch VW-Serienteile:

Bei VW of South Africa wird serienmäßig ein 5-Zylinder-Motor mit 136 PS und einem max. Drehmoment von 200 Nm im T3 verbaut. Da bei Beginn dieser Baureihe die deutschen Getriebe vorschnell gestorben sind, wurde einige kleine Modifikationen durchgeführt. Die wichtigste Änderung war der Einbau von zwei Ölumlenkplatten, welche im Betrieb für eine zusätzliche Ölung des Achsantriebes mit Doppelkegelrollenlager und des 5. Ganges sorgen. Diese Ölumlenkplatten lassen sich bei jedem deutschen Getriebe nachrüsten ! Außerdem wurde das Nadellager für das Loszahnrad vom 5. Gang und 1. Gang geändert. Es wurde nämlich das alte Lager bis Bj. 1984 wieder eingeführt. Anscheinend ist der Kunststoffkäfig des alten Lagers resistenter gegen hohe Temperaturen.

Desweiteren sind zeitweilig Ölschmiernuten in der Getriebeausgangwelle eingearbeitet worden, um die Nadellager der Loszahnräder besser zu schmieren und auch mehr Öl zum Doppelkegelrollenlager zu bringen. Allerdings sollen aktuelle Getriebe aus Südafrika diese Ölschmiernuten schon nicht mehr haben, sie scheinen sich also nicht bewährt zu haben. So ganz genau weiß ich es aber nicht.

Mit diesen Modifikationen hält das aktuelle Südafrika-Getriebe das Drehmoment vom 5-Zylinder-Motor aus (200 Nm). Weitere Steigerungen sind wohl aber nicht mehr möglich, da VW of SA keine stärkeren Motoren anbietet.

Teile aus Südafrika kann man bei mir ( t3syncro16@freenet.de ) bekommen.

Abhilfe durch Custom-Parts:

Einige Anbieter haben spezielle Zahnräder entwickelt, die hohe Drehmomente aushalten sollen. Leider lösen diese Zahnradpaare nicht die anderen Problemkreise, sodass auch bei Einbau hochfester Zahnräder keine Sicherheit bzgl. der Haltbarkeit gegeben ist. Immerhin wird dadurch aber der Zahnausfall verhindert :-D

Leider gibt es keine gesicherten Erkenntnisse, was das T3-Getriebe maximal verkraftet. Sicher scheint nur zu sein, dass bei Einsatz von Motoren mit max. Drehmomenten über 200 Nm die Haltbarkeit leiden wird. Wie lange das Getriebe halten wird, vermag wohl keiner vorherzusagen, es hängt zu viel von der individuellen Fahrweise ab. Wer das Leistungsangebot eines starken Fremdmotors ständig voll nutzt, muss eben mit vorzeitigen Exitus des Getriebes rechnen. Seriengetriebe ohne Modifikationen werden bei Einbau eines TDI natürlich nicht unverzüglich zerstört. Den 66 kW-TDI kann auch ein unmodifiziertes Getriebe lange verkraften. So richtig gemein wird es erst bei Chip-getunten TDI mit Drehmomenten bis 300 Nm. Da sind Schäden an den Gangzahnrädern schon nach 5.000 km aufgetreten.


Besonderheiten der TDI-Motoren:

TDI-Motoren (besonders allerdings die 4-Zylinder-Baureihe) belasten das Getriebe besonders stark. Durch Drehschwingungen und durch das brachiale Drehmoment bei sehr niedrigen Motordrehzahlen (AFN-Motor: 235 Nm bei 1900 U/min) werden alle Bauteile sehr hoch beansprucht. Hier lohnt sich der Einsatz von hochfesten Zahnrädern besonders. Auch die Verwendung des Zweimassenschwungrades ist anzuraten. Dieses ZMS glättet die auftretenden Drehmomentspitzen (bis 600 Nm sind möglich) beim Einkuppeln und Hochdrehen des Motors.


Besonderheiten bei starken Benzin-Fremdmotoren:

Da Benzinmotoren meistens eine hohe Nenndrehzahl (bis zu 6500 U/min) haben, treten im T3-Getriebe andere Belastungen auf. Hier sind dann häufig Überhitzungsschäden nach längeren Fahrten mit hoher Geschwindigkeit festzustellen. So schmelzen z.B. die Kunststofflagerkäfige der Loszahnräder. Leider gibt es keine serienmäßigen Nadellager mit Metallkäfig in dieser Größe. Es haben schon sehr viele Leute danach gesucht und sind bei keinem Hersteller fündig geworden. Wer hier andere Infos hat, möge sich unverzüglich melden. Es gibt noch die Möglichkeit, sich die Nadelkäfige aus käuflichem Endlosmaterial selber anzufertigen. Das ist natürlich nicht ohne Risiko, soll aber schon mal funktionsfähig eingebaut worden sein. Besser wäre es natürlich, die Betriebstemperatur im Getriebe unter 100 °C zu halten. Außerdem wird die Härteschicht der Zahnräder bei Getriebeöltemperaturen über 120 °C zerstört. Dadurch treten Pittingbildung und Zahnausfall auf.

Claus Wiedmaier schlägt daher den Einbau einer externen Getriebeölkühlung mit elektrischer Umwälzpumpe und Wärmetauscher vor.
Realisierung 2001



Anpassung der Übersetzung an Fremdmotoren mit Serienteilen:

Normalerweise werden Getriebe durch die Achsübersetzung angepasst. Schwere Fahrzeuge mit hochdrehenden oder sehr schwachen Motoren erhalten kurze Achsübersetzungen. Je nach Nenndrehzahl des Motors und dem Verhältnis von den zu erwartenden Fahrwiderständen des Fahrzeuges zum Leistungsangebot des Motors muss die passende Achsübersetzung gewählt werden. Ein 1,9l TDI mit 81 kW/235 Nm braucht daher eine längere Übersetzung als ein 1,6l TD mit 51 kW/138 Nm.

Die Gesamtübersetzung setzt sich aus dem Abrollumfang der Reifen, der Achsübersetzung und der jeweiligen Gangstufenübersetzung zusammen. Die Anzahl der denkbaren Kombinationen ist fast endlos, für den Betrieb von TDI-Motoren sind aber nur die "langen" Übersetzungen von Interesse.

Das längste, jemals in deutschen T3 verbaute Seriengetriebe für 2WD hat die Achsübersetzung 32:7 und den 5. Gang 40:49. Leider ist dieses bei Einbau eines TDI-Motors nur für Alpenbewohner von Interesse (Bergübersetzung :-D). Da ja sowieso Modifikationen zur Verbesserung der Haltbarkeit sinnvoll sind, könnte man auf den 5. Gang 39:50 umrüsten. Ein solchermaßen umgerüstetes Getriebe (wie gesagt, niemals in Serie gebaut worden) reicht dann für den Betrieb eines 66 kW TDI. Da es dann immer noch etwas kurz ist, kann man hier durch Reifen mit größerem Abrollumfang (z.B. 205R14) nachhelfen. Beim AFN-TDI (81 kW) muss man sich noch was Anderes einfallen lassen.

Leider muss zum Tausch einzelner Gang-Zahnräder immer das komplette Getriebe zerlegt werden, man sollte sich also vor Instandsetzung eines Getriebes genau überlegen, welche Zahnräder genutzt werden sollen !

Einzelne Beispiel-Übersetzungen habe ich mal als Tabelle und Diagramm angehängt.


Anpassung der Übersetzung an Fremdmotoren mit Custom-Parts:

Auch hier sind zwei Wege möglich !

1. andere Gangübersetzungen:

Im Zubehörmarkt existieren bis jetzt folgende Gangübersetzungen:

5.Gang 39:50 (=0,780) in verstärkter Ausführung.
Hierbei werden Serienzahnräder durch Glasperlenstrahlen in ihrer Oberflächenbeschaffenheit verbessert. Diese Zahnräder sind für den 66 kW TDI ausreichend, die Grenze dürfte beim 81kW TDI liegen.

5. Gang 33:23 (=0,697) Diese Zahnräder sollen bis zu 300 Nm aushalten.
und
4. Gang (bzw. 3. Gang bei 4-Gang-und syncro-Getrieben) 28:29 (= 1,035)
Als Ergänzung zum obigen 5.Gang mit gleichen Eigenschaften


Folgende Übersetzungen habe ich noch gefunden (Schubert Fahrzeugtechnik)
5. Gang 0,66.
4. Gang 0,81
Das sind extrem abweichende Übersetzungen, wo ich persönlich den sinnvollen praktischen Einsatz bezweifle. Bei diesen Gangstufen würde man beim Schalten vom 3. in den 4. Gang einen Sprung machen, wie beim Schalten vom 3. in den 5. Gang mit Serienübersetzung. Wer fährt schon gerne ohne 4. Gang ?


Leider hat der Einsatz von "langen" Zahnradpaarungen für den 5. Gang (also z.B. die o.b. Übersetzung 0,697) bei gleichzeitig rel. langen Achsübersetzungen (also z.B. 32:7) den Nachteil, dass die Sprünge zwischen den Gangstufen sehr groß werden. So kann es z.B. sein, dass man den Schaltpunkt bei 4200 U/min setzt und im nächsthöheren Gang bei unter 2000 U/min landet. Das geht in der Ebene noch gut, bei Anhängerbetrieb oder am Berg kann man jedoch nicht mehr hochschalten ! Daher auch das Angebot eines "passenden" 4. Ganges. Ich persönlich empfinde die Sprünge dann immer noch zu groß, aber da kann man sich streiten. (siehe auch Diagramme)


2. andere Achsübersetzung

zur Zeit wird folgende Achsübersetzung für 5-Gang-Getriebe angeboten:

29:7 (= 4,143)

Bei Einbau dieser Achsübersetzung kann noch der 5. Gang ganz nach Belieben zwischen den drei von VW lieferbaren Übersetzungen gewählt werden. Ein optimale Anpassung an diverse Fremdmotoren ist hiermit möglich. Auch der AFN-Motor wäre hiermit sehr gut fahrbar. (siehe auch Diagramme)

Eine Kombination mit den ganz langen Custom-Übersetzungen des 5. Ganges ist nicht sinnvoll, das wird viel zu lang.



So Leute, das mal als weitere Ergänzung zu den Problemen, die man sich mit Einbau eines Fremdmotors so einhandelt :-)

Die Diagramme muss Jürgen noch hier reinbasteln, also nicht wundern, wenn ihr hier keine findet !


Grüße
Jens 16syncro
t3syncro16@freenet.de


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