[TUT] Getriebeumbau: Verlaengern des 5. Gangs zur Spritersparnis

Raven761 · 07.03.2012, 23:55

DIESES TUT IST NOCH NICHT FERTIG UND WIRD NOCH ÜBERARBEITET!
ES WIRD AUCH EINE PDF VERSION DAVON GEBEN!

Einführung:
Das Tutorial beschäftigt sich mit dem Wechseln des 5. Ganges im 020 Getriebes. Es wurde in einem Golf 3 mit ABS Motor (1,8L, 90PS) und CHB-Getriebe der 5. Gang durch den 5. Gang des CHD-Getriebes, das unter anderem im AAM Motor (1,8L, 75PS) verbaut ist, ersetzt.
Der komplette Umbau baut auf folgenden Thread auf:
http://www.golf3.de/werkstatt/99010-...en-helfer.html

Gliederung:
- Ziel & Hintergrund
- Vergleich alte & neue Übersetzung
- Kosten
- Teileliste
- Arbeitsschritte für Aus- & Einbau
- Zusammenbau des Getriebes
- Fazit: Fahrpraxis und Tipps

Ziel und Hintergrund:
Das Ziel des Umbaus war es den Spritverbrauch für Autobahnfahrten deutlich zu reduzieren und die Nachteile des kurzen Getriebes im effizienten Motor zu neutralisieren. Vor dem Umbau waren Spritverbräuche zwischen 6-7,5L erreicht worden (je nach Temperatur, Reifen, Beladung, Geschwindigkeit usw.). Da das Auto hauptsächlich ein Autobahnfahrzeug war und die Geschwindigkeit unter 120km/h gehalten wird, sollte die Herabsetzung der Drehzahl helfen den Verbrauch zu senken. Eine Herabsetzung der Drehzahl in Richtung des optimalen Wirkungsgrades (2500U/min) und die nötige Kraft um den Kolben zu bewegen waren nur einige Punkte die dafür sprechen den Umbau vorzunehmen. Hinzu wurde der Lautstärkepegel im Fahrzeug drastisch reduziert. Es wurde mit einer Spriteinsparung von <0,7L gerechnet.

Vergleich alte und neue Übersetzung:
Die Übersetzung im 5. Gang veränderte sich von 0,85 zu 0,745. Die Drehzahl verändert sich wie folgt:

Drehzahl [U/min] in Abhängigkeit der Übersetzung und der Geschwindigkeit [km/h]:

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Statt einer 0,745er Übersetzung hätte auch zur 0,7115er Übersetzung gegriffen werden können, um die Drehzahl um weitere 100-400U/min abzusenken. Vor dem Umbau wurde anhand von Simulationen ermittelt wie sehr sich die weitere Streckung des Ganges auf den Verbrauch und die Leistungsreserven auswirken würden. Letzendlich wurde die 0,745er Übersetzung gewählt, da sonst diverse Nachteile entstehen würden:
- Zu lange Spreizung zwischen 4. und 5. Gang
- Leistungsreserven fallen zu gering aus

Beide genannten Gründe würden dazu führen, dass der Schaltzeitpunkt vom 4. Zum 5. Gang zu lange wird. Das würde bedeuten, dass eine weite Hochbeschleunigung im 4. Gang nötig wäre um daraufhin im 5. Gang weiter zu beschleunigen.

Durch höhere Drehzahlen steigt der Verschleiß und der Spritverbrauch. Zusätzlich wäre nicht gesichert, dass ein zügiges Überholmanöver im 5. Gang auf der Autobahn möglich ist. Auch bei Steigungen ist eine Weiterfahrt im 5. Gang bei einer zu langen Übersetzung nicht garantiert. Bei zusätzlicher Beladung wird die Situation noch kritischer. Dies führt dazu, dass häufiger in den 4. Gang zurückgeschalten werden muss und dadurch der Verschleiß der Kupplung hinzukommt.

http://www.golf3.de/direktupload/i/o...1331161468.JPG

Teileliste:

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Kosten:
Die Kosten für den kompletten Umbau beliefen sich auf 304€. Darin enthalten sind die Teile, das Getriebeöl und die Arbeitskosten. Zusätzlich zum Umbau wurde noch der Kupplungshebel und das Ausruecklager ersetzt, um eventuell später anfallende Wartungsarbeiten oder Reparaturen zu umgehen.
Bei einem Spritpreis von 1,55€/l für Super-Benzin (Stand Februar 2012) und einer Spritersparnis von 0,5L/100km werden die Umbaukosten nach ~39500km ausgeglichen. Erst danach wird Geld gespart. Da das Auto zum Umbauzeitpunkt aber in einem sehr guten Zustand war und erst 125475km auf dem Tacho hatte, wurde die Arbeit durchgeführt. In Hinblick auf steigende Spritpreise wird der Umbau sich früher rentieren. Derzeit liegt der Spritpreis bei 1,70€/l (März 2012) womit der Umbau sich nun bereits nach ~35770km rechnet.

Arbeitsschritte:
Das Auto steht idealerweise auf einer Hebebühne. Die Motorhaube ist offen.

1)
Zu allererst muss das Kupplungsseil arretiert werden. Dazu muss der automatische Rückstellmechanismus außer Gefecht gesetzt werden. Das Kupplungsseil betätigt einen Hebel oberhalb des Getriebes. Steht man vor dem Auto schaut ist dieser Hebel rechts unter der Batterie zu finden.

An der Isolierung des Kupplungshebels befindet sich eine weiße Arretierhilfe und unterhalb dessen eine Art Faltenbalg. Diese lösen, sodass sie benutzt werden kann. Der Faltenbalg und der Hebel müssen nun gleichzeitig nach unten gedrückt werden. Damit wird das Kupplungsseil maximal gestreckt.

Die Arretierhilfe besitzt eine Öse mit der der aktuelle Zustand gehalten werden kann. Diese Öse wird nun eingehängt.

Nun hat das Kupplungsseil die maximale Länge eingenommen. Damit kann dieses ganz einfach aus dem Hebel abgenommen werden.

Dazu wird nun die Hebebühne auf Kopfhöhe gefahren und das linke Vorderrad abgenommen.

Der Hebel wird nun nach oben gedrückt.

Nun können die Klammer der Gummihalterung und anschließend die Gummihalterung abgenommen werden.

2)
Als nächstes muss das Getriebeöl abgelassen werden. Bevor dieser Schritt vorgenommen wird sollte geprüft werden ob die Einfüllschraube geöffnet werden kann. Diese befindet sich in Fahrtrichtung an der linken Seite des Getriebes neben dem grünen VW Deckel. Diese ist gut sichtbar wenn das linke Vorderrad abgenommen ist.

Zum Öffnen der Schraube ist ein 17er Innensechskant nötig und eine Ratsche mit großem Hebel von Vorteil.

Ist dies möglich kann nun die 17er Ölablassschraube an der Unterseite des Getriebes geöffnet werden. Davor aber einen Behälter zum Auffangen des Öls darunterstellen! Das Öl kommt dann stinkend und mit einem großen Schwall entgegen.

Nun ist Zeit für einen Kaffee bis das komplette Öl aus dem Getriebe gelaufen ist.

3)
Als nächstes wird der äußere Getriebedeckel (auf der linken Seite) abgenommen. Dazu die 6 Schrauben lösen.

Nun stehen wir vor einem Problem. Der Deckel lässt sich bewegen und auch nach außen schieben.

Allerdings lässt sich dieser nicht abnehmen, da die Karosserie im Weg steht. Deshalb muss der Motor etwas nach unten abgelassen werden.
Dafür bedarf es nur die zwei Motorhalterungen auf der linken Seite zu lösen. Dazu vorher die Plastikabdeckung abnehmen, die am Kotflügel mit 2 Schrauben fixiert ist.

Schon senkt sich der Motor etwas und der Deckel ist abnehmbar.

4)
Für alle weiteren Arbeiten ist höchste Vorsicht geboten! Die Schaltstange darf auf keinen Fall aus dem Getriebe rutschen, da sonst das Getriebe komplett zerlegt werden muss um die Stange neu einzufädeln!
Bevor nun weitergeschraubt wird, kommt einer der wichtigsten Schritte: Der korrekte Abstand der Schaltmuffe muss festgehalten werden, damit man beim Wiedereinbau die richtige Position einstellen kann. Ansonsten ist durch die falsche Positionierung keine korrekte Verbindung zwischen Motor und Antriebsstrang möglich, da das motorseitige Zahnrad und das Schaltrad keine 100% feste Verbindung aufweisen. (links Schaltrad, mittig das Schaltmuffe, rechts das Zahnrad des Motors)

Raven761 · 08.03.2012, 14:03

Die Position des Schaltmuffe wird durch einen Haltebügel (im Bild schwarz) festgehalten. Dieses wird auf die Führung der Schaltstange aufgesetzt. Die Führung besitzt am Ende ein Gewinde, worauf der Bügel sitzt. Diese Führung ist drehbar und kann den Bügel über das Gewinde zum Getriebe hin- oder wegschrauben. Auf diesem Bild ist die Führung mit dem Gewinde gut sichtbar:

Dazu einen Messschieber nehmen und den Abstand zwischen Schaltmuffe und Gewinde messen.

Zusätzlich noch die Position des Gewindes auf dem Haltebügel markieren. Mit einem Schraubenzieher werden dazu 2 kleine Kratzer ins Metall eingeritzt.

Danach wird die Sicherungsklemme hinter der Schaltstange mit einem Schraubenzieher vorsichtig nach vorne gehebelt.

Diese sitzt dann vorne ganz lose auf der Schaltstange.

Nun kann die Führung mit einer kleinen, aber guten (!) Zange gedreht werden, bis der Haltebügel aus dem Gewinde herausgedreht ist. Die Arbeit ist etwas fummelig, aber es geht.

So sieht es dann ohne Haltebügel aus:

Als nächstes muss das Zahnradpack mit Schaltrad, Synchronringen und Zahnrad abgenommen werden. Dazu ist es am geschicktesten der 3. und 5. Gang gleichzeitig einzulegen. Um den 5. Gang einzulegen muss einfach nur das Schaltmuffe über Schalt- und Zahnrad geschoben werden. Den 3. Gang kann man mit einem Handgriff an das über das Getriebe sitzende Schaltgestänge aus dem Innenraum einlegen.
Diese Methode hat den Vorteil, dass kein Haltewerkzeug für die Zahnräder nötig sind, da der 3. und 5. Gang sich quasi selber gegenseitig blockieren. Danach einen Vielzahn nehmen und mit etwas Kraft abschrauben.

Nun kann das Zahnradpack abgenommen und begutachtet werden.

Das Zahnrad das die Verbindung zur Antriebswelle herstellt ist mit einer Tellerfeder gesichert. Diese einfach mit einem Schraubenzieher abhebeln.

Einbau:
Nun kommen die neuen Teile rein. Bei genauer Betrachtung erkennt man die kleinen aber feinen Unterschiede einer anderen Übersetzung.
Das Schaltrad:

Das Zahnrad:

Das Schaltrad kann nun auf das Schaltmuffe aufgeschoben werden.

Der Einbau geschieht in umgekehrter Reihenfolge. Erst werden alle Teile aufgesteckt. Dazu auf jedenfall eine neue Tellerfeder und Sicherungsklemme verwenden!

Danach wird die Sicherungsklemme nach hinten geschoben.

Anschließend kommt die Feinjustierung des Haltebügels.

Raven761 · 08.03.2012, 14:06

Wie man sieht, stimmen das Gewinde und die Markierung überein. Damit sind alle Arbeiten am inneren Teil des Getriebes beendet. So sieht das Endergebnis aus:

Austausch des Kupplungshebels:
Der Kupplungshebel befindet sich im abgenommenen Deckel des Getriebes und wird mit einer Feder beim kuppeln auf Spannung gehalten.

Um die Feder zu entspannen wird der Gummi am langen Hebeln außerhalb des Gehäuses abgemacht. Nun kann der Hebel in die entgegengesetzt Richtung gedreht werden. Mit ein paar Handgriffen kann die Feder entfernt werden und der alte Kupplungshebel ersetzt werden. Zusammenbau in umgekehrter Reihenfolge.

Zusammenbau Getriebe:
In das Außengehäuse kann nun das neue Ausrücklager eingesetzt werden. Wenn möglich, sollte die Papierdichtung beim vorherigen Abbau erhalten bleiben und danach wieder aufgelegt werden. Zusätzlich wird auf die Gehäusekante Dichtungspaste aufgetragen. Dafür ist keine besondere vorgeschrieben. Eine habe ich oben bereits aufgelistet und wird vom Getriebespezialisten „Nordhesse“ empfohlen (siehe „benötige Teile“).
Das Bild zeigt den Deckel auf dem Getriebe mit dem neuen Ausrücklager (rund) das vom Kupplungshebel betätigt wird.

So sieht der fertige Einbau aus mit herausquillender Dichtungspaste aus.

Nach dem aufsetzen des neuen Getriebedeckels (grün mit VW Zeichen) wird zum Schluss das Getriebe mit neuem Öl aufgefüllt. Für das 020 Getriebe sind ~1,8L nötig. Die Viskosität sollte 75W90 betragen. Benutzt wurde das „Castrol Syntrans Transaxle 75W90“. Aufgefüllt ist es, wenn das überschüssige Öl aus der Öffnung fließt.

Danach wird die Einlassschraube mit dem richtigen Drehmoment anziehen (oder nach Gefühl). Bevor losgefahren werden kann muss das Kupplungsseil wieder eingehängt werden und die Arretierung wieder gelöst werden. Nachdem die Kupplung 2-3 mal getreten wurde und es beim Treten geknackt hat, ist der Mechanismus der automatischen Nachstellung wieder aktiv. Und fertig!

Ich übernehme keinerlei Haftung und Gewährleistung auf Umbaumaßnahmen!

Fahrpraxis:

Allgemein:
Generell muss man sich darauf einstellen, dass die Spreizung vom 4. zum 5. Gang größer wird. Dadurch muss die Fahrweise beim Kuppeln logischerweise angepasst werden.
Viel wichtiger ist es aber, wie verhält sich das Auto mit einem längeren Gang? Träger!
Durch den Drehzahlverlust wird zwar Sprit gespart, jedoch wird auch das Drehmoment später abgefragt. Zur Beschleunigung auf die Autobahn sollte damit länger im 4. Gang zügig beschleunigt werden. Idealerweise mit 3/4 Gas um die maximale Leistung abzurufen. Schalten sollte man, sobald man beim Wechsel in den 5. Gang über dem maximalen Drehmoment liegt. Beim ABS Motor ist das bei 2500U/min. Ich beschleunige damit im 4. Gang mit fast voll durchgetretenen Gas auf rund 4000U/min und schalte erst dann in den 5 Gang. Damit kann ich aber dann mit vollem Schub im 5. Gang weiterbeschleunigen und habe volles Drehmoment anliegen. Vom Kraftstoffverbrauch her ist dies auch die schonenste Taktik!

Bergfahrt:
Bergauf hat man bei steilen Stücken mit Einbußen der Geschwindigkeit zu kämpfen. Um spritsparend unterwegs zu sein, sollte man jedoch so lange wie möglich im höheren Gang bleiben. Auch das fast volle durchtreten des Gaspedals ist beim Benziner spritsparender als das herunterschalten. Wenn ich den Berg kenne und weiß wie lange die Steigung ist, dann nehme ich das herabfallen der Geschwindigkeit in Kauf um Sprit zu sparen. Mit dem "neuen" 5. Gang ist die steile Bergfahrt ermüdender geworden und man muss abwägen ob man lieber mit 80-90km/h den Berg hochfährt, oder doch mit 120km/h. Ich wähle meistens erstere Option solange ich niemanden damit behindere. Generell hält sich aber der Geschwindigkeitsverlust in Grenzen. Bisher hatte ich das nur auf einer Fahrt in die Alpen wo man auch auf Autobahnabschnitten teilweise 5-10% Steigungen hat und die Höhenmeter sich sehr schnell addieren. Auf normalen Steigungen wie man es aus der Schweiz oder in den Kasseler Bergen kennt gab es keine Probleme. Auch nicht bei Vollbeladung!

Vmax:
Die Maximalgeschwindigkeit ist wie berechnet inzwischen niedriger. Von ursprünglich 180km/h (lt. Tacho) ist diese auf ca. 172km/h (lt. Tacho) gesunken. Das erreichen der Geschwindigkeit dauert auch wesentlich länger, da der Drehzahlunterschied zwischen altem und neuen Gang gerade bei hohen Geschwindigkeit enorm ist. Beim vollen Ausbeschleunigen im 4. Gang bis ca. 6000U/min senkt sich die Drehzahl nach dem Schalten in den 5. Gang auf rund 4200U/min. Damit werden auf einem Schlag 1800U/min und einige PS gefressen, womit man leider leben muss. Der Trost ist, dass man selbst bei 170km/h "relativ" wenig Sprit verbraucht. Bei 160km/h ist das Auto nun auch gemütlich geworden und macht keine Anzeichen mehr kurz vorm Übergang in eine andere Dimension zu sein. Bei einer 80km langen Vollgasstrecke habe ich am Schluss trotzdem nur 7,2L verbraucht und trotzdem einen Opel Vectra ähnlichen Baujahres abgehängt, der sich in meinen Windschatten gesetzt hatte. Bei Bergabpassagen wird auch sehr schnell die 190km/h Marke erreicht, die früher nicht möglich war, da die volle Leistung bereits bei 5500U/min erreicht wird. Diese ist nun aber weit weg und wird nur noch bergab erreicht.

Spritverbrauch:
Zum Spritverbrauch kann ich soviel sagen, dass sich dieser stark gesenkt hat. Ich habe vor dem Umbau mit Winterreifen zwischen 6,5L und 8L je nach Fahrweise (gemütlich bis Vollgas) verbraucht. Bei beibehaltener Fahrweise hat sich der Verbrauch bisher auf 6-7,2L gesenkt (bezogen auf die ersten 3000km nach dem Umbau). Ich muss auch dazu sagen, dass ich meine Fahrweise nur die erste Tankladung beibehalten habe. Da ich fast ausschließlich Autobahn fahre habe ich bisher meine Geschwindigkeit auf 110km/h mit dem Tempomat gehalten. Danach habe ich diese auf 120km/h angehoben und verbrauche trotzdem weniger als vorher. Ein wichtiger Fakt ist auch der Reifendruck den ich nochmals erhöht und mit dem ich 0,2-0,3L gutgemacht habe. Meine Erfahrung sagt mir, dass ich mit Winterreifen bis zu einen Liter mehr verbrauche als mit Sommerreifen. Somit rechne ich damit in Zukunft öfter die 6L Grenze zu knacken und vielleicht sogar mit 5,5L/100km zu fahren. Diesen Sommer geht es nach Norwegen, eine gute Gelegenheit den Test durchzuführen! Rund 5000km am Stück und viel Autobahn.
Ebenfalls interessant ist, dass Tempo 100 nun genau bei 2500U/min liegen. Dort liegt die höchste Kraft an und dort ist der Motor am wirtschaftlichsten. Für die Landstraße damit ideal.

Fazit:
Der Umbau hat sich vollkommen gelohnt. Die anfänglichen Zweifel ob es nicht zu teuer ist und sich lohnt waren schnell verschwunden, nachdem die Ergebnisse vorlagen. Ja, Geld wird erst in 30tkm gespart, aber ich habe inzwischen an Lebensqualität während der Autofahrt gewonnen da es leiser ist und ich bin stolz darauf, dass das Auto doch tatsächlich noch weniger Sprit verbraucht. Auf lange Sicht hin freut es mich, denn ich kann meinen Tank länger fahren und bei den kommenden Spritpreise von über 1,70€ ziehe ich Vorteile aus der Sache. Man darf auch nicht vergessen, dass man damit auch der Umwelt etwas gutes tut. Ganz abgesehen von den Energieaufwänden für die Teile und den Versand und die Zeit die ich am PC verbracht habe das ganz zu organisieren und zu planen, stößt das Auto nun weniger Schadstoffe in die Luft. Und die Umwelt ist nicht mit Geld bezahlbar. Damit für mich eine klare Sache, dass es sich rentiert hat und ich es jedem mit dem gleichen Motor empfehlen kann. Wenn ich nochmal vor der Entscheidung stehen würde, würde ich sogar die niedrigere Übersetzung wählen (0,7115) da noch genug Spielraum für die Autobahn vorhanden ist. Für Sportpiloten auf der Autobahn ist das allerdings nicht, nur für spritsparende Junkies wie mir die unbedingt das maximale aus dem Auto holen wollen ohne große Umbauten vorzunehmen.

Fabikiller · 08.03.2012, 19:49

Ist bei jedem Getriebe vom Golf 3 das 75W90 das Richtige Getriebeöl?

Raven761 · 08.03.2012, 19:53

Ja. Nach VW-Spezifikation G50. Teile-Nr. ist dann eine Nr. mit G 005 000.

cartman1 · 16.03.2012, 08:52

Wenn du fertig bist, komme bitte auf mich zu, damit ich es schliessen kann

MFG

Raven761 · 16.03.2012, 15:54

Mache ich! VR6SynchronVariant wollte es sich nochmal durchlesen, technisch stimmen nicht alle Bezeichungen. Du kannst ja dann die restlichen Posts hier loeschen wenn ich fertig bin :-)

VR6SyncroVariant · 17.03.2012, 09:19

Ich schau's mir durch und mach's dann zu!

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