# Mercedes-Benz K4A 025

Mercedes Benz K4A 025 ist die Bezeichnung des ersten bei Mercedes-Benz entwickelten und in Serie produzierten automatischen Getriebes für PKW. Das von Mercedes-Benz so genannte „Automatische DB-Getriebe“ wurde erstmals ab April 1961 auf Sonderwunsch für den 220 SE der Baureihe W111 angeboten, im Verlauf in die gesamte Fahrzeugpalette übernommen und ab 1968 bis 1971 schrittweise durch Nachfolger ersetzt.
Die Notwendigkeit eines eigenen automatischen Getriebes ergab sich aus Mangel an verfügbaren Getrieben für die Mercedes-Benz Pkw der frühen 1960er Jahre. Während der 300d "Adenauer" mit einem US-amerikanischen Borg-Warner DG 150M mit drei Gängen lieferbar war, funktionierte dieses Getriebe in den hubraumschwächeren Fahrzeugen nicht. Da die USA ein wichtiger Absatzmarkt waren, entwickelte Mercedes-Benz für seine Pkw-Modellpalette ein automatisches Getriebe im eigenen Hause.

## Allgemeine Beschreibung

Beim K4A 025 handelt es sich um ein automatisches Vierganggetriebe mit vorgeschalteter hydraulischer Kupplung nach dem Föttinger-Prinzip. Der Triebling besteht aus zwei Planetengetrieben-Baugruppen, welche sechs hydraulisch betätigte Servoglieder besitzen, und zwar drei Lamellenkupplungen und drei Bremsbänder. Das Gehäuse ist vollkommen aus Aluminium gefertigt. Die Bezeichnung K4A 025 ist die hausinterne Typbezeichnung und beschreibt die technischen Kenndaten K (Kupplung), 4 (vier Gänge), Ausführung A. Die Ziffer 025 steht für das maximale Eingangsdrehmoment von 25 kg•m (ca. 250 Nm). Das Getriebe war in zahlreichen Ausführungen für Benzin- und Dieselmotoren erhältlich und wurde von Mercedes-Benz in seiner Regelcharakteristik individuell auf den jeweiligen Fahrzeugtyp abgestimmt. Das Gewicht beträgt 50Kg.

## Technische Beschreibung und Aufbau
### Hydraulische Kupplung

Die hydraulische Kupplung besteht aus einer Primär- und Sekundärschale. Die Primärschale ist an der Schwungscheibe des Antriebsmotors angeschraubt und dreht immer mit Motordrehzahl. Die Sekundärschale ist fest mit dem Sonnenrad des vorderen Planetenradsatzes verbunden und überträgt das Antriebsdrehmoment auf das Getriebe. Die hydraulische Kupplung ist eine ideale Anfahrkuppplung, sie lässt eine stufenlose Drehzahlwandlung zu. Während im Stand die Primärschale rotiert und die Sekundärschale stillsteht (Schlupf = 100%), holt sie beim Anfahren schnell die Drehzahl auf und erreicht bei gleichmäßiger Fahrt in der Ebene bis zu 98 % Wirkungsgrad. Die Verlustleistung wird in Wärme umgewandelt und an das Öl abgegeben. Die Kupplung ist aus Aluminium gefertigt, nur beim 280 SL "Pagode" und dem 300 SEL 2.8 wurde ab 1968 eine hydraulische Kupplung aus Stahl eingesetzt.

### Getriebe

Das Getriebe ist ein 4-Gang-2-Gruppen-Planetengetriebe. Der Radsatz besteht aus zwei hintereinander geschalteten Planetenradsätzen mit darin befindlichen Lamellenkupplungen. Um die Trommeln der Radsätze liegen die Bremsbänder. Durch gezieltes Öffnen und Schließen der Servoglieder werden vier Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang geschaltet.
Übersetzungen :
| GangModell | R | I | II | III | IV | Spreizung | Gangstufe | Komponenten |
| K4A 025 | −4,15 | 3,98 | 2,52 | 1,58 | 1 | 3,98 | 1,585 | 2 Radsätze 3 Bremsbänder 3 Kupplungen |
| ↑ Spreizung (Gesamtübersetzung) ${\tfrac {i_{n}}{i_{1}}}$ Eine größere Spreizung ermöglicht die Absenkung das Drehzahlniveau bei Überlandfahrt die Erhöhung der Steigfähigkeit bei Pass- oder Geländefahrt oder im Anhängerbetrieb ↑ Durchschnittliche Gangstufenweite $({\tfrac {i_{n}}{i_{1}}})^{\tfrac {1}{n-1}}$ Mit abnehmender Stufungsweite schließen die Gänge besser aneinander an der Schaltkomfort nimmt zu |||||||||

### Vorderer Deckel

Der vordere Deckel dichtet das Getriebe nach vorne gegen die Kupplung ab und beherbergt die Primärölpumpe, die über die Primärschale der hydraulischen Kupplung angetrieben wird. Die Primärpumpe ist eine innenverzahnte Zahnradpumpe. Sie liefert bei laufendem Motor im Stand, bei niedrigen Geschwindigkeiten und beim Rückwärtsfahren den für die Funktion benötigten Öldruck, und zwar so lange, bis die Sekundärpumpe am Getriebeausgang genug Förderleistung liefert. Sobald die Sekundärpumpe die Ölversorgung sicher stellt, fördert die Primärpumpe, mittels hydraulischer Ventile gesteuert, ins Leere.

### Hinterer Deckel

Im hinteren Gehäusedeckel befinden sich die Sekundärpumpe, die Reglerpumpe, und der Stufendruckgeber. Diese drei Aggegate werden von einer gemeinsamen Welle angetrieben.

#### Sekundärpumpe

Die Sekundärpumpe ist eine außenverzahnte Zahnradpumpe. Sie übernimmt ab einer bestimmten Fahrgeschwindigkeit die komplette Ölversorgung des Getriebes.

#### Reglerpumpe

Die Reglerpumpe liefert während der Fahrt den nötigen Öldruck für den Stufendruckgeber, der für den Schaltablauf mit verantwortlich ist.

#### Stufendruckgeber

Der Stufendruckgeber ist ein Fliehkraftregler. In Abhängigkeit der Abtriebsdrehzahl werden vier Fliehkraftventile mit unterschiedlicher Federstärke geschlossen und regeln so den Schaltablauf.

### Regelung

Das Getriebe regelt den Schaltablauf abhängig von Fahrpedalstellung (=Last) und Geschwindigkeit automatisch. Dabei ergibt hohe Last ein späteres Hochschalten, weniger Last ein früheres Hochschalten. Der Punkt des Hochschaltens lässt sich beliebig mit dem Fahrpedal verschieben. Ein manueller Schalteingriff ist über den Wählhebel jederzeit möglich.

#### Modulierdruckgeber

Der Modulierdruckgeber ist auf der rechten Getriebeseite angebracht und besteht aus einem Membrangeber, der in Abhängigkeit vom Unterdruck im Saugrohr des Motors den Schaltablauf beeinflusst. Hierzu ist eine Vakuumkapillare vom Motor zum Getriebe vorhanden. Der Modulierdruckgeber bekommt über den Unterdruck im Ansaugrohr des Motors das Motordrehmoment übermittelt. Der Modulierdruckgeber betätigt einen Steuerstift, der im Schaltschiebergehäuse die Schaltpunkte im Schaltablauf je nach Lastzustand verschiebt. Am Modulierdruckgeber ist eine Schaltstange angebracht, die von einem Doppelhubmagneten in zwei Grenzpositionen gebracht werden kann. Die eine Grenzstellung ist der Leerlauf, hierzu ist ein elektrischer Schalter an der Drosselklappe angebracht, der bei geschlossener Klappe ein Leerlaufsignal an den Doppelhubmagneten übermittelt und dadurch der Modulierdruck in den Grunddruck abfällt. Dadurch wird die Kriechneigung im Leerlauf stark vermindert. Die andere Grenzposition ist der Übergasdruck, drückt man das Fahrpedal über seinen Anschlag hinaus, wird am Fahrzeugboden ein elektrischer Kontakt geschlossen, der dafür sorgt, dass der Modulierdruck schlagartig auf den Höchstdruck gebracht wird und somit ein spontanes Durchbeschleunigen, ggf. mit einer damit verbundenen Übergasrückschaltung (="Kickdown") ermöglicht. Hält man das Fahrpedal in der Übergasposition, wird der nächsthöhere Gang erst bei Erreichen der Nenndrehzahl der Motorhöchstleistung eingelegt.

#### Schaltschiebergehäuse

In der Ölwanne befinden sich das Schaltschiebergehäuse und der Ölfilter. Das Schaltschiebergehäuse ist das eigentliche Steuerungsorgan des Getriebes, es besteht aus drei Bauteilen. Ein vom Fahrpedal oder Stufendruckgeber eingeleitetes Signal wird dort hydraulisch über Federn und Schieber verarbeitet, innerhalb kürzester Zeit auf die Servoglieder weitergeleitet und bewirkt die Schaltabläufe.

### Betriebsstoff

Das K4A 025 erfordert den Einsatz eines Flüssigkeitsgetriebeöls ATF Typ A Suffix A (TASA) mit einer Freigabe nach der Mercedes-Benz Betriebsstoffvorschrift Blatt 236.2. Die Füllmenge liegt je nach Fahrzeugtyp zwischen 4,5 und 5,75 Litern.

## Bedienung

Das Fahrprogramm wird je nach Fahrzeugtyp mit einem Wählhebel an der Lenksäule oder auf dem Mitteltunnel gewählt. Mit dem Wählhebel lassen sich sechs Fahrprogramme wählen.
* Die Wählhebelposition "P" blockiert die Abtriebswelle und ist die typische Abstellposition, die den Wagen gegen Wegrollen absichert.
* Gestartet wird der Wagen auf Position "0" oder "P", wobei der Wagen auf Position "0" rollbar ist.
* Gefahren wird in Wählhebelposition "4". Dieses Fahrprogramm ist der Normalfall, das Getriebe fährt im II. Gang an und schaltet selbständig die Gänge herauf und herunter.
* Die Wählhebelposition "3" beschränkt das Fahrprogramm, das Getriebe schaltet nicht über den III. Gang hinaus, was bei kurvigen Passfahrten ein häufiges hin- und herschalten zwischen III. und IV. Gang vermindert. Ebenso kann bei einer Bergabfahrt die Motorbremswirkung besser ausgenutzt werden.
* Die Wählhebelposition "2" beschränkt das Fahrprogramm auf die Gänge I und II. Das Getriebe fährt im I. Gang an. Dieses Fahrprogramm eignet sich für kriechenden Verkehr um den Einsatz der Betriebsbremse zu vermindern, ebenso für steile Auf- und Abfahrten unter großer Belastung, z. B. im Anhängerbetrieb.
* Die Wählhebelposition "R" betätigt den Rückwärtsgang. Er sollte nur bei Stillstand des Fahrzeugs eingelegt werden. Das versehentliche Einlegen des Rückwärtsgangs wird bei Vorwärtsfahrt ab etwa 10 km/h hydraulisch blockiert.

## Typen und Verwendung

Das Getriebe wurde in den Fahrzeugbaureihen W 108, W 109, W 110, W 111, W 112, W 113 in zwei Ausführungen eingesetzt. Die Ausführung 1 wurde im Jahre 1965 im Rahmen der Modellpflege in allen Baureihen durch die Ausführung 2 ersetzt. Alle Sechszylinder-Fahrzeuge sind mit einem Getriebeölwärmetauscher ausgestattet. Die Getriebe für den 300 SE hatten eine vergrößerte hydraulische Kupplung und die Fahrzeuge mit dem Motor M 100 wurden mit dem stark modifizierten Getriebetyp K4B 050 ausgerüstet. Im Zuge der umfangreichen Erneuerung der Fahrzeug- und Motorenpalette im Jahre 1968 wurde das K4A 025 bei den meisten neuen und aktualisierten Modellen mit dem verbesserten Nachfolger K4C 025 (Baumuster 722.2) oder anderen nachfolgenden Getrieben der Baumuster 722.0 / 722.1 / 722.2 ausgestattet.
Einheitsgetriebe K4A 025 :
| Fahrzeugtyp | Ausführung | Typenschild | Schaltschieber- gehäuse | Reglerbezeichnung |
| 190c | 1 | 190c | 110 | ohne |
| 220b/Sb/SEb | 1 | 220b/Sb/SEb | 111-112 | ohne |
| 300 SE | 1 | 300SE | 111-112 | ohne |
| 190Dc | 2 | 190 Dc-E | W 110 D | W 110 D |
| 200 | 2 | 190c-E | W 110 E | ohne |
| 200 D | 2 | 190 Dc-E | W 110 D | W 110 D |
| 220b/Sb/SEb | 2 | 220b/Sb/SEb-E | W 111 E | ohne |
| 230 | 2 | 230-E | W 111 E | ohne |
| 230 S | 2 | 220b/Sb/SEb-E | W 111 E | ohne |
| 230 SL | 2 | 230 SL-E | W 112 E / W 113 | W 112 E / W 113 |
| 250 S | 2 | 220b/Sb/SEb-E | W 111 E | ohne |
| 250 SE | 2 | 230 SL-E | W 113 | W 112 E / W 113 |
| 280 SL | 2 | 280 SE | W 112 E | W 112 E / W 113 |
| 300 SEL 2.8 | 2 | 280 SE | W 112 E | W 112 E / W 113 |
| 300 SE (160 PS) | 2 | 300 SE-E | W 112 E | ohne |
| 300 SE (170 PS) | 2 | 300 SE-EH | W 112 E | W 112 E / W 113 |
| 300 SEb/SEL | 2 | 300 SE-EH | W 112 E | W 112 E / W 113 |
Die Regler ohne Bezeichnung sind untereinander austauschbar.

## Besonderheiten

Das Getriebe arbeitet vollständig mechanisch gesteuert, bis auf das Leerlauf- und Übergassignal völlig ohne elektrische Bauteile, und ist für damalige Verhältnisse (bezogen auf die US-amerikanischen Getriebe) sehr kompakt. Dies war für den Einbau in Fahrzeuge gängiger europäischer Abmessungen auch erforderlich. Das Getriebe verfügte über vier Gänge und wurde aufwändig an den jeweiligen Fahrzeugtyp angepasst. Das Getriebe hat nicht zuletzt durch die verwendete hydraulische Kupplung und seine Kompaktheit einen hohen Wirkungsgrad und funktioniert auch in einem 190 Diesel erstaunlich alltagstauglich. Das Getriebe wechselt den Gang ohne Zugkraftunterbrechung in 200 ms und erlaubt annähernd dieselben Fahrleistungen wie die vergleichbaren Fahrzeuge mit Schaltgetriebe, ohne nennenswerten Mehrverbrauch. Im Mai 1966 wurde das 100.000. K4A 025 fertiggestellt und bereits 23 % der Mercedes-Benz Pkw mit automatischem DB-Getriebe ausgeliefert.
Als Besonderheit galt die Konstruktion mit zwei Ölpumpen, eine auf der Krafteingangsseite (Primärpumpe) und eine am Kraftabtrieb (Sekundärpumpe). Da die Sekundärpumpe über die Kardanwelle angetrieben wird, baut das Getriebe beim Ab- oder Anschleppen Öldruck auf und ermöglicht ein problemloses Abschleppen eines liegen gebliebenen Fahrzeugs. Auch das Anschleppen wegen z. B. einer leeren Starterbatterie wurde damit bei einem automatischen Getriebe möglich.

## Kritik

Das Getriebe muss regelmäßig gewartet und nach einer etwaigen Reparatur am Fahrzeug eingestellt und eingemessen werden. Nicht spezialisierte Werkstätten waren mit der Wartung und Fehlerbehebung oft überfordert. Die Folge mangelnder Wartung und unsachgemäßer Reparaturversuche waren Probleme im Schaltablauf, nebst Knallen und Schlagen im gesamten Antriebsstang und daraus resultierend auch Schäden, was dem Getriebe den unrühmlichen Spitznamen "Ruck-o-Matic" einbrachte. In der Praxis liegen die Probleme häufig in einer vernachlässigten Peripherie (Doppelhubmagnet verstellt, verschlissen, fest, Kabel lose), der Vakuumsteuerung (Modulierdruckmembran verhärtet, Vakuumdose verstellt, Kapillare verstopft) oder verschmutztem Öl.
Das Getriebe fährt standardmäßig im II. Gang an, was in Kombination mit der hydraulischen Kupplung statt eines Drehmomentwandlers zu einer leichten Anfahrschwäche führt. Will man z. B. an einer unübersichtlichen Einmündung schnell anfahren, so muss man das Getriebe manuell in den ersten Gang bringen oder per Übergas den ersten Gang mobilisieren. Das Nachfolgegetriebe K4C 025 war etwas wartungsfreundlicher und fuhr standardmäßig im I. Gang an.
Durch die Getriebekonstruktion erweist sich insbesondere für den Wechsel vom II. in den III. Gang (und umgekehrt) als nicht optimal da er einen Gruppenwechsel erfordert, also alle Servoglieder gleichzeitig öffnen oder schließen müssen, um einen sanften Gangwechsel zu ermöglichen. Kleine Abweichungen in den Toleranzen der Schaltglieder verschlechtern den Schaltkomfort spürbar.