Peter Gerigk, Detlef Bruhn

Unter Mitarbeit von: Guido Frevert, Claudia Girnus, Jürgen Göbert, Michael Schiedeck, Rainer Schopf

KraftfahrzeugmechatronikPkw-Technik

2. Auflage

Bestellnummer 231816

service@westermann.de www.westermann.de

Bildungshaus Schulbuchverlage Westermann Schroedel Diesterweg Schöningh Winklers GmbH, Postfach 33 20,

38023 Braunschweig

ISBN 978-3-14-231816-5

© Copyright 2019: Bildungshaus Schulbuchverlage Westermann Schroedel Diesterweg Schöningh Winklers GmbH, Braunschweig

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Diesem Buch wurden die bei Manuskriptabschluss vorliegenden neuesten Ausgaben der DIN-Normen, VDI-Richt-

linien und sonstigen Bestimmungen zu Grunde gelegt. Verbindlich sind jedoch nur die neuesten Ausgaben der

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Masgebend für das Anwenden der Norm ist deren Fassung mit dem neuesten Ausgabedatum, die bei der Beuth-

Verlag GmbH, Burggrafenstrase 6, 10787 Berlin, erhältlich ist.

VorwortDieses Fachbuch ist für Berufsschüler/innen des Ausbil-

dungsberufs Kraftfahrzeugmechatroniker/innen mit

dem Schwerpunkt Pkw-Technik konzipiert. Das Fach-

buch bildet die Lerninhalte für alle Ausbildungsjahre ab.

Das Fachbuch eignet sich zusätzlich

■ zur betrieblichen Unterweisung,

■ für den Unterricht in Innungs- und Meisterschulen,

■ als Nachschlagewerk für Facharbeiter und Meister

und

■ für das Selbststudium.

Die Zuordnung der einzelnen Kapitel zu den Lernfel-dern des Rahmenplans kann dem Inhaltsverzeichnis

entnommen werden.

Diese Auflage zeigt den neuesten Stand der Kraftfahr-

zeugtechnik mit dem Schwerpunkt Pkw-Technik. Die

zugrunde liegenden technologischen, mathe matischen

und naturwissenschaftlichen Inhalte werden detailliert

erläutert. Dadurch wird die Wirkungsweise der Bauteile,

Baugruppen oder Systeme des Kraftfahrzeugs leicht

verständlich dargestellt.

■ Farbig hervorgehobene Merksätze dienen der schnel-

len Orientierung und Wiederholung.

■ Wartungs- und Diagnosehinweise, Arbeitshinweise

sowie Unfallverhütungsvorschriften ergänzen die

Lerninhalte.

■ Aufgaben zur Technologie und zur Technischen

Mathematik bilden den Abschluss aller Kapitel.

■ Ein umfangreiches Sachwortverzeichnis in deut-scher und englischer Sprache soll den Fremdspra-

chenerwerb in der Berufsbildung unterstützen.

Das Fachbuch soll das selbstständige Planen, Durch-

führen und Kontrollieren im Arbeitsablauf fördern.

Im Fachbuch sind animierte Grafiken, z. B. auf der Seite

185, enthalten.

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TB Zur weiteren Unterstützung des handlungsori-

entierten Unterrichts wird die Verwendung des Tabel-lenbuchs Kraft fahrzeugmechatronik aus dem Verlag

empfohlen. Die Autoren haben eine Website erstellt,

die Sie unter https://www.kfz-buch.de/ erreichen. Hier

erhalten Sie umfangreiche Informationen zu den Auto-

ren und ihren Titeln. Weiterhin können Sie die Autoren

kontaktieren.

Autoren und Verlag Braunschweig, 2019

Entwicklung, Arten und gesetzliche Grundlagen10 bis 20

Motormechanik182 bis 270

Motormanagementsysteme271 bis 324

Kraftübertragungssysteme325 bis 411

Fahrwerks- und Bremssysteme412 bis 505

Fahrzeugaufbau506 bis 519

Elektronische Systemeund Diagnose520 bis 572

Technische Grundlagen47 bis 108

Betriebs- und Hilfsstoffe109 bis 120

Arbeits- und Umweltschutz imKfz-Betrieb, Betriebsorganisationund Kommunikation21 bis 46

Elektrische und elektronische Anlagen121 bis 181

Komfort- undSicherheitssysteme573 bis 590

Um- und Nachrüstarbeiten591 bis 601

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Inhaltsverzeichnis / contents Lernfeldzuordnung LF 1 ... LF 14

4

Entwicklung, Arten und gesetzliche Grundlagen

1 Entwicklung des Kraftfahrzeugs . . . . . . . . . . LF 1 10

2 Arten und gesetzliche Grundlagen der Kraftfahrzeuge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . LF 1 und 4 13

2.1 Einteilung der Kraftfahrzeuge . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132.1.1 Einspurige Kraftfahrzeuge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132.1.2 Mehrspurige Kraftfahrzeuge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.2 Gesetzliche Bestimmungen für die Inbetriebnahme von Kraftfahrzeugen . . . . . . . . . . . 142.3 Baugruppen, Anlagen und Bauteile der Kraftfahrzeuge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

3 Grundlagen des Systems Kraftfahrzeug . . . LF 1 17

3.1 Systemtechnische Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . 173.2 Hauptfunktionen technischer Systeme . . . . . . . . . . 173.2.1 Energieumsetzende Systeme . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183.2.2 Stoffumsetzende Systeme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183.2.3 Informationsumsetzende Systeme . . . . . . . . . . . . . 183.3 Gliederung von technischen Systemen . . . . . . . . . . 193.3.1 Teilsysteme des Kraftfahrzeugs . . . . . . . . . . . . . . . . 203.3.2 Teilfunktionen und Grundfunktionen des Kraftfahrzeugs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

Arbeits- und Umweltschutz im Kfz-Betrieb, Betriebsorganisation und Kommunikation

4 Arbeits- und Umweltschutz im Kfz-Betrieb . LF 1 21

4.1 Personenschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214.1.1 Sicherheitszeichen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214.1.2 Sicherheitseinrichtungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234.1.3 Arbeitssicherheit im Umgang mit gefährlichen Stoffen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234.1.4 Gefahrstoff- und Gefahrgutverordnung Straße. . . . 244.2 Maschinenschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254.3 Umweltschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254.3.1 Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz (KrW-/AbfG) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264.3.2 Verordnung zur Bestimmung von überwachungs- bedürftigen Abfällen zur Verwertung (BestüVAbfV) 274.3.3 Chemikalienrecht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274.3.4 Gewässerschutz. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284.3.5 Altölverordnung (AltölV) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294.3.6 Altfahrzeug-Verordnung (AltfahrzeugV) . . . . . . . . . 294.4 Recycling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304.4.1 Demontage- und Schreddersysteme . . . . . . . . . . . . 314.4.2 Demontageanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314.4.3 Schreddertechnologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

5 Betriebsorganisation und Kommunikation . LF 1 33

5.1 Grundlagen der betrieblichen Organisation . . . . . . 335.1.1 Aufbau eines Betriebes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 345.1.2 Einflüsse auf die betriebliche Organisation . . . . . . 355.2 Qualitätsmanagement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365.3 Kommunikation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 385.3.1 Grundlagen der Kommunikation . . . . . . . . . . . . . . . . 385.3.2 Kundengespräch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 395.3.3 Umgang mit Reklamationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 395.4 Personalführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 405.5 Mitarbeiterverhalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 405.6 Arbeitsplanung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 415.6.1 Arbeitsablaufplanung und Auftragsbearbeitung . . 435.6.2 Betriebliche Datenverarbeitung . . . . . . . . . . . . . . . . 45

Technische Grundlagen

6 Prüfen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . LF 2 47

6.1 Messen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 476.2 Messabweichungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 486.3 Messgeräte für Längen- und Winkelmessungen . . 486.3.1 Maßverkörperungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 486.3.2 Anzeigende Messgeräte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 486.4 Lehren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 526.5 Toleranzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 526.6 ISO-Passungen und ISO-Toleranzsystem . . . . . . . 536.6.1 Passungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 536.6.2 Toleranzsystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 536.6.3 Passungssysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

7 Trennen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . LF 2 55

7.1 Trennverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 557.2 Werkzeuge zum Trennen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 557.2.1 Kräfte und ihre zeichnerische Darstellung . . . . . . . 557.2.2 Trennkräfte in Abhängigkeit vom Keilwinkel β . . . . . 567.2.3 Der Keilwinkel in Abhängigkeit von der Werkstofffestigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 567.3 Zerteilen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 567.3.1 Keilschneiden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 567.3.2 Scherschneiden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 577.4 Spanen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 577.4.1 Sägen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 577.4.2 Feilen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 587.4.3 Bohren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 587.4.4 Senken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 597.4.5 Reiben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 607.4.6 Gewindeherstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 607.4.7 Weitere spanende Bearbeitungsverfahren . . . . . . . 617.5 Abtragen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

8 Fügen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . LF 2 63

8.1 Klemmverbindungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 638.2 Pressverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 638.3 Kegelverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 648.4 Schraubverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 648.4.1 Gewindesteigung und Schiefe Ebene . . . . . . . . . . . 648.4.2 Kraftzerlegung an der Gewindeflanke . . . . . . . . . . . 658.4.3 Gewindebezeichnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 658.4.4 Gewindearten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 658.4.5 Schrauben- und Mutternarten . . . . . . . . . . . . . . . . . 668.4.6 Schrauben- und Mutternwerkstoffe . . . . . . . . . . . . . 678.4.7 Schraubensicherungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 678.5 Sicherungsscheiben und Sicherungsringe . . . . . . . 678.6 Stiftverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 688.7 Federverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 688.8 Profilverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 688.9 Nietverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 688.9.1 Nietarten und Nietformen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 688.9.2 Nietvorgang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 688.9.3 Stanznietverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 698.9.4 Blindnietverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 698.10 Durchsetzfügen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 708.11 Lötverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 718.11.1 Lötverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 718.11.2 Lötvorgang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 718.11.3 Flussmittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 728.11.4 Lotwerkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 728.12 Schweißverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 728.12.1 Widerstands-Pressschweißen . . . . . . . . . . . . . . . . . 728.12.2 Punktschweißkleben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 738.12.3 Schutzgasschweißen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 748.12.4 Laserstrahlschweißen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 758.12.5 Lichtbogen-Handschweißverfahren . . . . . . . . . . . . . 758.12.6 Schweißnahtarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 768.12.7 Autogen-Gasschmelzschweißen . . . . . . . . . . . . . . . 768.13 Klebeverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 778.13.1 Kleberarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

9 Werkstoffe und ihre Normung . . . . . . . . . . . . LF 2 79

9.1 Einteilung der Werkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 799.2 Physikalische Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 799.2.1 Atomaufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 799.2.2 Zustandsformen der Werkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . 809.3 Chemische Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 809.3.1 Chemische Verbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 809.3.2 Stoffgemische . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 809.9 Werkstoffeigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 809.4.1 Physikalische Eigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 809.4.2 Technologische Eigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . 829.4.3 Chemische Eigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 839.4.4 Ökologische Eigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 839.5 Eisen und Stahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 839.6 Normung der Stahl- und Eisenwerkstoffe . . . . . . . . 849.6.1 Kurznamen für Stähle nach DIN EN 10 027 . . . . . . . 849.6.2 Werkstoffnummern für Stähle nach DIN EN 10 027 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 859.7 Einteilung der Eisen-Kohlenstoff-Gusswerkstoffe 869.7.1 Bezeichnung der Gusswerkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . 869.8 Schwermetalle und ihre Legierungen . . . . . . . . . . . 879.8.1 Kupfer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 879.8.2 Kupfer-Legierungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 879.8.3 Weitere Schwermetalle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 879.9 Leichtmetalle und ihre Legierungen . . . . . . . . . . . . . 88

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5

Inhaltsverzeichnis / contents

9.9.1 Aluminium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 889.9.2 Magnesium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 889.9.3 Titan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 889.10 Nichtmetallische Werkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 889.10.1 Kunststoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 889.10.2 Glas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 899.10.3 Gummi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 899.10.4 Keramische Werkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 899.11 Verbundstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 909.11.1 Faserverstärkte Kunststoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 909.11.2 Gesinterte Werkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90

10 Steuerungs-, Regelungs- und Informationstechnik . . . . . . . . . . . . . . LF 1 und 8 91

10.1 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9110.1.1 Steuerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9110.1.2 Regelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9210.1.3 Signalfluss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9210.1.4 EVA-Prinzip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9310.1.5 Signalformen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9310.1.6 Signalwandler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9310.1.7 Sensoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9410.1.8 Aktoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9410.2 Steuerungsarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9410.2.1 Mechanische Steuerungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9410.2.2 Hydraulische und pneumatische Steuerungen . . . . 9510.2.3 Elektrische Steuerungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9810.2.4 Elektronische Steuerungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9910.3 Schaltungen der Steuerungstechnik . . . . . . . . . . . . 10010.3.1 Grundfunktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10010.3.2 Ablaufsteuerungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10010.4 Informationstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10110.4.1 Zahlensysteme in der Datenverarbeitung . . . . . . . . 10210.4.2 Aufbau eines Computersystems . . . . . . . . . . . . . . . 10310.4.3 Periphere Speicher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10510.4.4 Computersoftware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10610.4.5 Vernetzte Computersysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10710.4.6 Bundesdatenschutzgesetz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108

Betriebs- und Hilfsstoffe

11 Kraftstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . LF 1 109

11.1 Erdöl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10911.2 Kraftstoffherstellung aus Erdöl . . . . . . . . . . . . . . . . 10911.2.1 Thermisches Cracken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10911.2.2 Katalytisches Cracken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11011.2.3 Hydro-Cracken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11011.3 Ottokraftstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11011.4 Dieselkraftstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11111.5 Alternative Kraftstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11211.6 Gefahrenklassen der Kraftstoffe . . . . . . . . . . . . . . . 114

12 Schmieröle und Schmierfette . . . . . . . . . . . . LF 1 115

12.1 Aufgaben der Schmieröle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11512.2 Anforderungen an Schmieröle . . . . . . . . . . . . . . . . . 11512.3 Arten der Schmieröle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11512.4 Einteilung der Schmieröle in Viskositätsklassen (SAE-Klassen) . . . . . . . . . . . . . . 11612.5 Einteilung der Schmieröle in API-Klassifikationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11712.6 Einteilung der Motoröle nach ACEA-Leistungsklassen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11712.7 Additive . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11712.8 Schmierfette und feste Schmierstoffe . . . . . . . . . . . 118

13 Kühl- und Kältemittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . LF 1 119

13.1 Kühlmittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11913.2 Kältemittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119

14 Bremsflüssigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . LF 1 120

Elektrische und elektronische Anlagen

15 Grundlagen der Elektrotechnik . . . . . . . . . . . LF 3 121

15.1 Elektrischer Strom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12115.2 Elektrische Spannung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12115.3 Elektrischer Widerstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12215.4 Einfacher elektrischer Stromkreis . . . . . . . . . . . . . . 12215.5 Ohmsches Gesetz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12315.6 Messen elektrischer Größen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12315.7 Messgeräte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124

15.7.1 Vielfachmessgeräte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12415.7.2 Strommesszangen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12515.7.3 Oszilloskop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12615.7.4 Motortester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12715.8 Schaltungen elektrischer Verbraucher . . . . . . . . . . 12815.8.1 Reihenschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12815.8.2 Parallelschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12815.9 Elektrische Arbeit und Leistung . . . . . . . . . . . . . . . . 12915.10 Schutzmaßnahmen gegen die Gefahren des elektrischen Stromes . . . . . . . . . . . . . 12915.11 Magnetismus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13115.11.1 Dauermagnetismus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13115.11.2 Elektromagnetismus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13115.12 Elektromagnetische Induktion . . . . . . . . . . . . . . . . . 13215.12.1 Generatorprinzip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13215.12.2 Transformatorprinzip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13315.12.3 Selbstinduktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13415.12.4 Wirbelströme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13515.13 Elektrische und elektronische Bauelemente . . . . . . 13515.13.1 Relais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13515.13.2 Widerstände . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13715.13.3 Kondensatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13815.13.4 Sicherungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13915.13.5 Dioden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13915.13.6 Transistoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14115.13.7 Thyristoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14415.13.8 Diskrete-, integrierte- und Hybrid-Schaltungen . . 145

16 Starter- und Antriebsbatterien . . . . . . . . . . . LF 6 146

16.1 Starterbatterie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14616.1.1 Aufbau der Starterbatterie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14616.1.2 Grundprinzip der Starterbatterie. . . . . . . . . . . . . . . . 14616.1.3 Bauarten der Starterbatterie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14716.1.4 Kennzeichnung der Starterbatterien . . . . . . . . . . . . 14916.1.5 Wartung und Diagnose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15016.2 Antriebsbatterien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15216.2.1 Nickel-Metallhydrid-Batterie . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15216.2.2 Lithium-Ionen-Batterie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15316.3 Elektrisches Energiemanagement . . . . . . . . . . . . . . 15416.3.1 Aufgabe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15416.3.2 Aufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15416.4 Zwei-Batterien-Bordnetz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155

17 Generator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . LF 6 156

17.1 Grundaufbau und Wirkungsweise des Generators . 15617.2 Drehstromgenerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15617.2.1 Aufbau und Wirkungsweise des Drehstromgenerators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15617.2.2 Gleichrichtung im Drehstromgenerator . . . . . . . . . . 15817.2.3 Stromkreise des Drehstromgenerators . . . . . . . . . . 15917.3 Generatorregelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16017.3.1 Grundprinzip der Regelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16017.3.2 Elektronische Regler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16017.4 Bauarten von Generatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16117.5 Wartung und Diagnose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163

18 Startanlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . LF 6 164

18.1 Aufbau und Wirkungsweise der Startanlage . . . . . 16418.1.1 Wirkungsweise des Startermotors . . . . . . . . . . . . . . 16418.1.2 Aufbau und Schaltung des Startermotors . . . . . . . . 16518.2 Starterarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16718.2.1 Schub-Schraubtrieb-Starter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16718.3 Automatisches Startsystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16818.4 Start-Stopp-Funktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16918.5 Wartung und Diagnose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169

19 Beleuchtungs- und Signalanlage . . . LF 3 und 4 170

19.1 Gesetzliche Vorschriften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17019.2 Lichtquellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17019.2.1 Glühlampen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17019.2.2 Halogenlampen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17019.2.3 Xenon-Lampen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17119.2.4 Leuchtdioden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17119.3 Beleuchtungsanlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17119.3.1 Scheinwerferreflektoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17119.3.2 Scheinwerfer für Fern- und Abblendlicht . . . . . . . . 17219.3.3 Scheinwerfer für Fern-, Abblend- oder Nebellicht . 17319.3.4 Scheinwerfer mit Xenon-Lampe . . . . . . . . . . . . . . . . 17419.3.5 LED-Scheinwerfer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17419.3.6 Laserlicht-Scheinwerfer für Zusatzfernlicht . . . . . . 17519.3.7 Abbiege-, Kurven- und Kreuzungslicht . . . . . . . . . . 176

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Inhaltsverzeichnis / contents Lernfeldzuordnung LF 1 ... LF 14

6

19.3.8 Variables Lichtsystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17719.3.9 Tagfahrleuchten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17719.3.10 Leuchtweitenregulierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17819.3.11 Scheinwerferprüfung und –einstellung . . . . . . . . . . 17819.4 Signalanlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17919.4.1 Adaptives Bremslicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17919.4.2 Fahrtrichtungsanzeiger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18019.4.3 Warnblinkanlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18019.4.4 Signalhornanlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18019.4.5 Lichthupe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181

Motormechanik

20 Grundprinzip des Viertakt-Ottomotors . . . . LF 5 182

20.1 Grundsätzlicher Aufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18320.2 Physikalische Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18320.2.1 Druck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18320.2.2 Gasgesetze. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18320.3 Vorgänge während der vier Takte eines Viertakt- Ottomotors mit Saugrohreinspritzung . . . . . . . . . . . 18420.3.1 Ansaugtakt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18420.3.2 Verdichtungstakt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18520.3.3 Arbeitstakt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18520.3.4 Ausstoßtakt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18620.4 p-V-Diagramm. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18620.4.1 Mittlerer Kolbendruck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18620.5 Kenngrößen des Verbrennungsmotors . . . . . . . . . . 18720.5.1 Effektiver Wirkungsgrad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18720.5.2 Verdichtungsverhältnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18720.5.3 Liefergrad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18820.6 Klopfende Verbrennung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188

21 Grundprinzip des Viertakt-Dieselmotors . . LF 5 190

21.1 Vorgänge während der vier Takte . . . . . . . . . . . . . . . 19021.2 Zündverzug. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19221.3 Gemischbildung und Verbrennung . . . . . . . . . . . . . . 19221.4 Verbrennungsverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19321.4.1 Indirekte Einspritzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19321.4.2 Direkte Einspritzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19321.5 Starthilfsanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19421.5.1 Vorglühanlage mit Glühkerzen . . . . . . . . . . . . . . . . . 19421.6 Vergleich zwischen Otto- und Dieselmotor . . . . . . . 196

22 Äußerer Aufbau des Hubkolbenmotors . . . . LF 5 197

22.1 Zylinderkopf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19722.2 Zylinderkopfdichtung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19822.3 Zylinder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20022.3.1 Anordnung der Zylinder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20022.3.2 Zündfolgen von Hubkolbenmotoren . . . . . . . . . . . . 20022.3.3 Flüssigkeitsgekühlte Zylinder . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20122.3.4 Luftgekühlte Zylinder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20222.3.5 Zylinderverschleiß . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20222.4 Kurbel- und Zylinderkurbelgehäuse . . . . . . . . . . . . 20322.5 Motorlagerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204

23 Kurbeltrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . LF 5 207

23.1 Bewegungen am Kurbeltrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20723.2 Kräfte am Kurbeltrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20723.3 Kolben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20823.3.1 Bezeichnungen am Kolben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20823.3.2 Temperaturen am Kolben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20923.3.3 Kolbenformen, Kolben-Einbauspiel . . . . . . . . . . . . . 20923.3.4 Kolbenwerkstoffe, Kolbenherstellung . . . . . . . . . . . 21023.3.5 Kolbenlaufflächenschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21123.3.6 Einbauhinweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21223.4 Kolbenringe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21223.4.1 Kolbenringwerkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21323.4.2 Kolbenringformen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21323.4.3 Stoßspiel, Höhenspiel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21323.5 Kolbenbolzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21423.6 Pleuelstange . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21523.6.1 Werkstoffe und Fertigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21523.6.2 Pleuellager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21523.7 Kurbelwelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21623.7.1 Werkstoffe und Fertigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21723.7.2 Schwingungsdämpfer und Schwingungstilger . . . . 21823.8 Kurbelwellen-Gleitlager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21823.9 Schwungrad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219

24 Motorsteuerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . LF 5 223

24.1 Wirkungsweise der Motorsteuerung . . . . . . . . . . . . 22324.2 Bauteile der Motorsteuerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22324.2.1 Antrieb der Nockenwelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223

24.2.2 Nockenwelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22524.2.3 Stößel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22624.2.4 Kipp- und Schlepphebel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22724.2.5 Stoßstangen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22824.2.6 Ventile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22824.2.7 Ventilsitz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22924.2.8 Ventilführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23024.2.9 Ventilfeder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23024.2.10 Ventilfederteller und Kegelstücke . . . . . . . . . . . . . . 23124.2.11 Ventildrehvorrichtung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23124.3 Wartung und Diagnose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23124.4 Verbesserung des Liefergrades (Füllungsgrades) . 23324.4.1 Mehrventiltechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23424.4.2 Schaltsaugrohre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23424.4.3 Variable Ventilsteuerungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23524.4.4 Aufladung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23724.4.5 Ladeluftkühlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24224.4.6 Ladedruckregelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242

25 Kraftstoffförderanlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . LF 5 245

25.1 Bauteile der Kraftstoffförderanlage für Ottomotoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24525.1.1 Kraftstoffbehälter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24525.1.2 Kraftstoffförderpumpen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24625.1.3 Kraftstofffilter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24725.1.4 Einrichtungen zur Entlüftung und Dichtheitsprüfung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24825.1.5 Kraftstoffleitungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24825.1.6 Kraftstofffördermodul . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24825.2 Wartung und Diagnose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248

26 Filter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . LF 5 249

26.1 Filterwirkung und Filterarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24926.1.1 Siebfilter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24926.1.2 Faserfilter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24926.1.3 Nassfilter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25026.1.4 Zentrifugalabscheider . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25026.1.5 Magnetabscheider . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25026.2 Anwendungsgebiete für Filter . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25026.2.1 Luftfilter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25126.2.2 Kraftstofffilter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25226.2.3 Ölfilter. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25326.2.4 Hydraulikfilter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25326.2.5 Innenraumfilter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25326.3 Wartung und Diagnose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254

27 Schmierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . LF 5 255

27.1 Reibung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25527.1.1 Festkörperreibung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25527.1.2 Flüssigkeitsreibung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25627.2 Arten der Motorschmierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25727.3 Bauteile der Motorschmierung . . . . . . . . . . . . . . . . . 25827.3.1 Ölpumpe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25827.3.2 Ölfilter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26027.3.3 Ölkühler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26027.3.4 Kontrollgeräte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26027.4 Wartung und Diagnose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261

28 Kühlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . LF 5 263

28.1 Aufgabe der Kühlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26328.2 Grundprinzip der Kühlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26328.2.1 Wärmeleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26328.2.2 Wärmeströmung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26428.2.3 Wärmestrahlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26428.2.4 Änderung des Aggregatzustands . . . . . . . . . . . . . . . 26428.2.5 Wärmemenge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26428.3 Arten der Kühlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26528.3.1 Luftkühlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26528.3.2 Flüssigkeitskühlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26528.4 Bauteile der Motorkühlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26628.4.1 Flüssigkeitskühler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26628.4.2 Lüfter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26628.4.3 Kühlmittelpumpe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26728.4.4 Kühlerverschlussdeckel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26828.4.5 Kühlmittelthermostat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26828.4.6 Ölkühler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26928.5 Regelung der Kühlmittelkreisläufe (Thermomanagement) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26928.6 Wartung und Diagnose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269

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Inhaltsverzeichnis / contents

7

Motormanagementsysteme

29 Zündanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . LF 8 271

29.1 Grundlagen der Transistor-Batteriezündanlagen . . 27129.1.1 Erzeugung der Zündspannung und des Zündfunkens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27129.1.2 Zündsteuergerät und Zündimpulsgeber. . . . . . . . . . 27129.1.3 Schließzeit und Schließwinkel . . . . . . . . . . . . . . . . . 27229.1.4 Transistor-Grundschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27229.2 Bauteile der Transistor-Batteriezündanlagen . . . . . 27329.2.1 Zündspulen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27329.2.2 Zündkerzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27329.3 Zündzeitpunktverstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27429.3.1 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27429.3.2 Elektronische Zündzeitpunktverstellung (Kennfeldzündung) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27529.4 Elektronische Klopfregelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27729.5 Vollelektronische Transistor-Batteriezündanlagen 27829.5.1 Einzelfunken-Zündspulen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27829.5.2 Zweifunken-Zündspulen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27929.5.3 Mehrfachfunken-Zündsystem . . . . . . . . . . . . . . . . . 28029.5.4 Doppelspulen-Zündsystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28029.5.5 Zündleisten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28129.5.6 Zündauslösung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28129.6 Verbrennungsaussetzer-Erkennung . . . . . . . . . . . . 28129.7 Spannungsverlauf in den Transistor- Batteriezündanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28229.8 Wartung und Diagnose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283

30 Einspritzanlagen für Ottomotoren . . . . . . . . LF 8 284

30.1 Luftverhältnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28430.2 Betriebszustände . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28430.3 Einspritzarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28530.4 Aufbau und Wirkungsweise elektronischer Einspritzanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28530.4.1 Kraftstoffsysteme für die indirekte Einspritzung. . . 28530.4.2 Einspritzventile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28630.4.3 Ansaugsystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28730.4.4 Steuerung und Regelung elektronischer Einspritzanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28830.5 Kombinierte Zünd- und Gemischbildungssysteme 28930.6 Indirekte Einspritzanlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28930.7 Direkte Einspritzanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29030.7.1 Betriebsarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29130.7.2 Aufbau und Wirkungsweise einer Direkteinspritzanlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29230.8 Duales Einspritzsystem mit indirekter und direkter Einspritzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294

31 Einspritzanlagen für Dieselmotoren . . . . . . LF 8 296

31.1. Elektronische Dieselregelung (EDC). . . . . . . . . . . . . 29631.2 Elektronisch geregelte Verteilereinspritzpumpe (Radialkolbenpumpe) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29731.2.1 Kraftstoffversorgung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29731.2.2 Hochdruckerzeugung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29731.2.3 Einspritzmengenregelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29831.2.4 Spritzbeginnverstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29831.2.5 Wartung und Diagnose an der Verteilereinspritzpumpe. . . . . . . . . . . . . . . . . 30031.3 Einspritzdüse und Düsenhalterkombination . . . . . 30031.3.1 Lochdüse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30031.3.2 Beanspruchung der Einspritzdüse . . . . . . . . . . . . . . 30131.3.3 Düsenhalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30131.3.4 Prüf- und Messgeräte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30231.4 Pumpe-Düse-Systeme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30231.4.1 Kraftstoffversorgung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30231.4.2 Hochdruckteil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30331.5 Pumpe – Leitung – Düse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30531.6 Common-Rail-System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30531.6.1 Hochdrucksystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30631.7 Wartung und Diagnose an PDE-und Common-Rail-Systemen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308

32 Leistungsmessung und Motorkennlinien . . LF 5 310

32.1 Aufbau und Wirkungsweise der Leistungsbremse 31032.2 Motorkennlinien. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31132.2.1 Ermittlung der Motorkennlinien. . . . . . . . . . . . . . . . . 31132.2.2 Auswertung der Motorkennlinien . . . . . . . . . . . . . . . 31232.3 Rollen-Leistungsprüfstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312

33 Abgassysteme und Schadstoffminderung . LF 8 314

33.1 Aufbau der Abgassysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31433.2 Schalldämpfer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31433.2.1 Schall . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314

33.2.2 Schalldämpfung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31533.3 Schadstoffe und Emissionsgrenzwerte . . . . . . . . . . 31633.4 Schadstoffminderung bei Ottomotoren . . . . . . . . . . 31733.4.1 Abgasrückführung (AGR-System) . . . . . . . . . . . . . . 31733.4.2 Sekundärluftsystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31733.4.3 Abgaskatalysatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31733.5 Schadstoffminderung bei Dieselmotoren . . . . . . . . 32033.5.1 Oxidationskatalysator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32033.5.2 Partikelfiltersysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32033.5.3 SCR-Katalysatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32333.6 Wartung und Diagnose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324

Kraftübertragungssysteme

34 Antriebsarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .LF 13 325

34.1 Vorderradantrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32534.2 Hinterradantrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32534.2.1 Standardantrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32534.2.2 Transaxleantrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32534.2.3 Heckmotorantrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32634.2.4 Mittelmotorantrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32634.2.5 Unterflurmotorantrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32634.3 Allradantrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326

35 Kupplung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . LF 7 327

35.1 Reibungskupplungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32735.1.1 Physikalische Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32735.1.2 Einscheiben-Trockenkupplung mit Membranfeder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32835.1.3 Kupplungsscheiben für Trockenkupplungen . . . . . . 33035.1.4 Zweischeiben- und Lamellenkupplungen . . . . . . . . 33135.1.5 Doppelkupplungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33235.2 Betätigungseinrichtungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33335.2.1 Hydraulische Kupplungsbetätigung . . . . . . . . . . . . . 33335.2.2 Ausrücker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33435.2.3 Kupplungsspiel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33435.2.4 Lüftspiel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33435.3 Elektronisches Kupplungsmanagement (EKM) . . . . 33535.4 Wartung und Diagnose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337

36 Wechselgetriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .LF 13 338

36.1 Drehmomentwandlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33836.2 Drehzahlwandlung und Drehrichtungsänderung . . 33936.3 Idealer Verlauf des Drehmoments an der Getriebeausgangswelle . . . . . . . . . . . . . . . . . 34036.4 Aufbau und Wirkungsweise eines Wechselgetriebes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34136.5 Synchronisiereinrichtungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34136.5.1 Sperrsynchronisierung mit Einfachkonus . . . . . . . . 34236.5.2 Sperrsynchronisierung mit Doppelkonus . . . . . . . . 34336.5.3 Sperrsynchronisierung mit Dreifachkonus . . . . . . . 34436.5.4 Sperrsynchronisierung mit Außenkonus-Synchronkegel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34536.5.5 Sperrsynchronisierung mit Lamellen . . . . . . . . . . . . 34536.6 Wechselgetriebearten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34536.6.1 Wechselgetriebe für Hinterradantrieb . . . . . . . . . . . 34536.6.2 Wechselgetriebe für Vorderradantrieb . . . . . . . . . . 34636.7 Bauteile des Getriebes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34736.7.1 Zahnräder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34736.7.2 Wälzlager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34936.7.3 Wellendichtringe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34936.8 Wartung und Diagnose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349

37 Automatische Getriebe . . . . . . . . . . . . . . . . .LF 13 352

37.1 Automatisierte Schaltgetriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . 35237.2 Doppelkupplungsgetriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35337.2.1 Aufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35337.2.2 Wirkungsweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35537.2.3 Steuerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35537.3 Automatikgetriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35637.3.1 Hydrodynamischer Drehmomentwandler . . . . . . . . 35737.3.2 Planetengetriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35937.3.3 Automatikgetriebe mit Planetenradsätzen . . . . . . . 36037.3.4 Automatikgetriebe mit Stirnrädern . . . . . . . . . . . . . 36637.4 Stufenloses Getriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367

38 Radantrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .LF 13 370

38.1 Achsgetriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37038.1.1 Kegelradgetriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37038.1.2 Stirnradgetriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37238.2 Ausgleichsgetriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37238.2.1 Grundprinzip des Ausgleichsgetriebes . . . . . . . . . . 37238.2.2 Aufbau und Wirkungsweise des Kegelrad-Ausgleichsgetriebes . . . . . . . . . . . . . . . . . 373

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Inhaltsverzeichnis / contents Lernfeldzuordnung LF 1 ... LF 14

8

38.2.3 Aufbau und Wirkungsweise des Stirnrad-Ausgleichsgetriebes . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37338.3 Ausgleichssperren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37338.3.1 Formschlüssige Ausgleichssperren . . . . . . . . . . . . . 37438.3.2 Drehzahldifferenzabhängige Quersperren . . . . . . . 37438.3.3 Drehzahldifferenzabhängige Längssperren . . . . . . 37538.3.4 Drehmomentabhängige Quersperren . . . . . . . . . . . 37638.3.5 Drehmomentabhängige Längssperren . . . . . . . . . . 37638.3.6 Elektrohydraulisch gesteuerte Ausgleichssperren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37738.3.7 Elektronisch gesteuerte Ausgleichssperren . . . . . . 37838.4 Gelenkwellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37838.4.1 Grundaufbau der Gelenkwellen . . . . . . . . . . . . . . . . 37838.4.2 Gelenkarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37938.4.3 Gelenkwellenlager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38138.5 Wartung und Diagnose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38238.6 Allradantriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38438.6.1 Zuschaltbarer Allradantrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38438.6.2 Permanenter Allradantrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38538.6.3 Elektronisch geregelter Allradantrieb . . . . . . . . . . . 385

39 Hochvolttechnik . . . . . . . . . . . . . . . . LF 1, 3 und 6 387

39.1 Hochvolttechnik im Kraftfahrzeug . . . . . . . . . . . . . . 38739.2 Hochvoltkomponenten im Kraftfahrzeug . . . . . . . . 38739.3 Gefahren im Umgang mit der Hochvolttechnik . . . . 38739.3.1 Sicherheitszeichen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38739.4 Aufbau des Hochvoltsystems . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38839.5 Arbeiten am Hochvoltsystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38939.5.1 Eigensichere Hochvoltsysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . 38939.5.2 Automatische Isolationsüberwachung . . . . . . . . . . 39239.5.3 Manuelle Prüfung der Isolation . . . . . . . . . . . . . . . . 39239.5.4 Widerstandsmessung der Massebänder . . . . . . . . 39339.6 HV-Leitungen und HV-Stecker . . . . . . . . . . . . . . . . . 393

40 Alternative Antriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . LF 8 395

40.1 Elektroantrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39540.1.1 Drehstrommotoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39540.1.2 Hochvolt-Komponenten eines Elektroantriebs . . . . 39640.1.3 Laden der Antriebsbatterie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40040.2 Hybridantrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40240.2.1 Serieller Hybridantrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40340.2.2 Paralleler Hybridantrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40340.2.3 Gemischter Hybridantrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403

41 Betrieb mit alternativen Kraftstoffen . . . . . . LF 8 406

41.1 Erdgasbetrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40641.2 Flüssiggasbetrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40741.2.1 LPG-Einblasung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40841.2.2 LPG-Einspritzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40941.3 Pflanzenölbetrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40941.4 Wasserstoffbetrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41041.4.1 Wasserstoffbetrieb mit Ottomotoren . . . . . . . . . . . . 41041.4.2 Wasserstoffbetrieb mit Brennstoffzellen . . . . . . . . 410

Fahrwerks- und Bremssysteme

42 Achsgeometrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .LF 10 412

42.1 Fahrzeugdrehbewegungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41242.2 Eigenlenkverhalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41342.3 Radstellungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41442.3.1 Spurweite und Radstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41442.3.2 Gesamtspur, Vorspur und Nachspur . . . . . . . . . . . . 41442.3.3 Sturz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41542.3.4 Lenkrollhalbmesser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41642.3.5 Spreizung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41642.3.6 Vorlauf und Nachlauf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41742.3.7 Spurdifferenzwinkel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41742.4 Elektronische Fahrwerksvermessung . . . . . . . . . . . 41742.4.1 CCD-Messsystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41742.4.2 3-D-Messsystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41842.4.3 3-D-Berührungsloses Messsystem . . . . . . . . . . . . . 41842.4.4 Ablauf der elektronischen Fahrwerksvermessung 42042.4.5 Auswertung und Einstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42042.4.6 Fahrwerksanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 420

43 Lenkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .LF 10 422

43.1 Lenkungsarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42243.1.1 Drehschemel-Lenkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42243.1.2 Achsschenkel-Lenkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42243.2 Lenktrapez . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42343.3 Bauteile der Lenkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42343.3.1 Lenkgestänge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42343.3.2 Lenksäule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42443.3.3 Lenkungsdämpfer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 425

43.3.4 Lenkgetriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42543.4 Hilfskraftlenkungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42643.4.1 Hydromechanisches Lenksystem mit Zahnstangen-Lenkgetriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42643.4.2 Elektronisch gesteuertes hydromechanisches Lenksystem mit Zahnstangen-Lenkgetriebe . . . . . . 42743.4.3 Elektromechanisches Lenksystem . . . . . . . . . . . . . . 42843.5 Aktivlenkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42843.6 Allradlenkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43043.6.1 Aktives Stellelement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43043.6.2 Integral-Aktivlenkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43143.7 Wartung und Diagnose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 433

44 Federung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . LF 7 434

44.1 Grundprinzip der Federung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43444.2 Grundaufbau der Federung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43544.3 Arten der Fahrzeugfederung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43644.3.1 Stahlfederung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43644.3.2 Luftfederung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43944.3.3 Hydropneumatische Federung . . . . . . . . . . . . . . . . . 44044.3.4 Gummifederung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 441

45 Schwingungsdämpfung . . . . . . . . . . . . . . . . . LF 7 442

45.1 Grundprinzip der Schwingungsdämpfung . . . . . . . 44245.2 Kennlinien von Schwingungsdämpfern . . . . . . . . . . 44345.3 Einrohrschwingungsdämpfer . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44445.4 Zweirohrschwingungsdämpfer . . . . . . . . . . . . . . . . . 44445.5 Federbein . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44545.6 Verstellbare Schwingungsdämpfer . . . . . . . . . . . . . 44545.7 Niveauregulierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44645.8 Aktive Fahrwerkssysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44745.8.1 Aktive Schwingungsdämpfersysteme . . . . . . . . . . . 44845.8.2 Aktive Federungssysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45045.9 Wartung und Diagnose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 452

46 Radaufhängung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . LF 7 454

46.1 Bauteile der Radaufhängung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45446.1.1 Lenker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45446.1.2 Lenkerlagerungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45446.1.3 Panhardstab . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45646.1.4 Watt-Gestänge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45646.1.5 Radlager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45646.2 Arten der Radaufhängung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45746.2.1 Einzelradaufhängung (Vorderachse) . . . . . . . . . . . . 45746.2.2 Einzelradaufhängung (Hinterachse) . . . . . . . . . . . . 45846.2.3 Starrachsen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46146.3 Wartung und Diagnose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 461

47 Räder und Reifen . . . . . . . . . . . . . . . . . LF 2 und 4 462

47.1 Radscheiben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46247.2 Felgen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46247.2.1 Felgenbezeichnungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46347.3 Radbefestigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46347.4 Reifen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46447.4.1 Anforderungen an den Reifen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46447.4.2 Reifenbauarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46447.4.3 Reifenaufbau (Radialreifen) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46447.4.4 Reifenbezeichnungen und Reifenabmessungen . . 46547.4.5 Sicherheitssysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46747.4.6 Aquaplaning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46947.4.7 Radunwucht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46947.4.8 Ventile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47147.5 Wartung und Diagnose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 471

48 Grundlagen der Bremsen . . . . . . . . . . LF 2 und 7 474

48.1 Gesetzliche Bestimmungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47448.1.1 Arten von Bremsanlagen (§ 41 StVZO) . . . . . . . . . . 47448.1.2 Bremsleuchten (§ 53 StVZO) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47448.1.3 Untersuchungen (§ 29 StVZO) . . . . . . . . . . . . . . . . . 47448.2 Bremsvorgang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47548.2.1 Physikalische Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47548.2.2 Zeitlicher Ablauf des Bremsvorgangs . . . . . . . . . . . 47648.3 Hydraulische Bremsanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47648.3.1 Physikalisches Prinzip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47648.3.2 Zweikreis-Bremsanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 477

49 Hydraulische Bremsanlage . . . . . . . . LF 2 und 7 478

49.1 Hauptzylinder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47849.1.1 Tandem-Hauptzylinder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47849.1.2 Gestufter Tandem-Hauptzylinder . . . . . . . . . . . . . . . 47949.1.3 Tandem-Hauptzylinder mit gefesselter Kolbenfeder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48049.2 Bremskraftverstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48049.2.1 Saugluft-Bremskraftverstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . 480

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Inhaltsverzeichnis / contents

9

49.2.2 Druckluft-Bremskraftverstärker . . . . . . . . . . . . . . . . 48049.2.3 Hydraulik-Bremskraftverstärker . . . . . . . . . . . . . . . . 48149.3 Elektrohydraulische Bremse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48149.4 Bremskraftübertragungseinrichtungen . . . . . . . . . . 48249.4.1 Bremsleitungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48249.4.2 Bremsgestänge und Bremsseilzug . . . . . . . . . . . . . . 48249.5 Trommelbremsen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48249.5.1 Aufbau und Wirkungsweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48249.5.2 Bremstrommeln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48349.5.3 Spannvorrichtungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48349.5.4 Bremsbacken und Bremsbeläge . . . . . . . . . . . . . . . . 48349.5.5 Nachstellvorrichtungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48349.5.6 Anordnung der Bremsbacken . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48449.6 Scheibenbremsen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48549.6.1 Aufbau und Wirkungsweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48549.6.2 Bremsscheibe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48649.6.3 Bremsbeläge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48649.6.4 Bremssattelarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48649.6.5 Lüftspiel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48749.7 Feststellbremse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48749.8 Vergleich: Trommel- und Scheibenbremse . . . . . . . 48949.9 Wartung und Diagnose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 489

50 Elektronisch geregelte Bremssysteme . . .LF 10 492

50.1 Physikalische Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49250.1.1 Kräfte am Rad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49250.1.2 Schlupf am Rad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49250.2 Anti-Blockier-System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49350.2.1 Aufbau eines ABS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49350.2.2 ABS-Prinzipien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49450.2.3 Wirkungsweise des Rückförder-Prinzips . . . . . . . . 49550.2.4 ABS-Steuergerät . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49650.2.5 Arten der ABS-Regelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49650.2.6 ABS-Bremsanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49650.3 Antriebs-Schlupf-Regelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49750.3.1 Aufbau und Wirkungsweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49750.3.2 Motoreingriff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49750.3.3 Motor- und Bremseneingriff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49850.4 Elektronisches Stabilitäts-Programm . . . . . . . . . . . 49850.4.1 Spurstabilität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49950.4.2 Aufbau und Wirkungsweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49950.4.3 ESP-Regelungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49950.4.4 Erweiterungen des ESP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50050.5 Bremsassistent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50150.5.1 Aufbau und Wirkungsweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50250.5.2 Bremsdruckregelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50250.6 Adaptive Reisegeschwindigkeitsregelung . . . . . . . . 50350.6.1 Aufbau und Wirkungsweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50350.6.2 Systemeingriffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50450.6.3 Systemgrenzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50450.7 Wartung und Diagnose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 504

Fahrzeugaufbau

51 Fahrzeugaufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . LF 4 und 9 506

51.1 Aufgaben des Rahmens und des selbsttragenden Aufbaus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50651.2 Gestaltung des Fahrzeugaufbaus . . . . . . . . . . . . . . 50651.2.1 Selbsttragender Aufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50651.2.2 Selbsttragender Aufbau auf einer Trägerkonstruktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50751.2.3 Aufbau mit getrenntem Rahmen . . . . . . . . . . . . . . . 50751.3 Fahrzeugsicherheit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50851.3.1 Aktive Sicherheit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50851.3.2 Passive Sicherheit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50851.4 Aerodynamik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51351.5 Glas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51451.6 Leichtbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51551.6.1 Form-Leichtbau. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51551.6.2 Stoff-Leichtbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51651.7 Oberflächenschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51651.7.1 Korrosion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51651.7.2 Korrosionsarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51751.7.3 Korrosionsschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51751.7.4 Hohlraumversiegelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 519

Elektronische Systeme und Diagnose

52 Elektronische Systeme und Diagnose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . LF 1, 8, 11 und 14 520

52.1 Aufbau und Wirkungsweise von elektronischen Steuerungssystemen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 520

52.2 Aufbau und Wirkungsweise von elektronischen Regelungssystemen . . . . . . . . . . . . 52152.3 Sensoren von elektronischen Systemen im Kraftfahrzeug . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52252.3.1 Positionssensoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52352.3.2 Drehzahl- und Geschwindigkeitssensoren . . . . . . . 52452.3.3 Beschleunigungssensoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52752.3.4 Drucksensoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52852.3.5 Kraft- und Drehmomentsensoren . . . . . . . . . . . . . . 52952.3.6 Durchflussmesser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53052.3.7 Konzentrationssonden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53152.3.8 Temperatursensoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53252.3.9 Optoelektronische Sensoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53352.4 Aktoren von elektronischen Systemen im Kraftfahrzeug . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53452.4.1 Magnetventile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53452.4.2 Elektromotoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53552.4.3 Elektromagnetische Kupplungen . . . . . . . . . . . . . . . 53652.5 Steuergeräte von elektronischen Systemen im Kraftfahrzeug . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53752.5.1 Signaleingabe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53752.5.2 Signalverarbeitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53752.5.3 Signalausgabe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53852.5.4 Varianten-Codierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53852.6 Vernetzung von Steuergeräten . . . . . . . . . . . . . . . . . 53952.6.1 Datenbussysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53952.6.2 Netzwerktopologien von Datenbussystemen . . . . . 54052.6.3 CAN-Datenbus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54152.6.4 LIN-Datenbus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54952.6.5 Optischer Datenbus (MOST-Datenbus).. . . . . . . . . . 55452.6.6 Flex-RayTM-Datenbus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56052.6.7 BluetoothTM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56352.7 Diagnose an elektronischen Systemen im Kraftfahrzeug . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56552.7.1 Elektrische Mess- und Prüfverfahren . . . . . . . . . . . 56552.7.2 Hilfsmittel für die Fehlerdiagnose . . . . . . . . . . . . . . 56552.7.3 Eigendiagnose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 566

53 Hauptuntersuchung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .LF 12 569

53.1 Aufgaben und Grundlagen der Hauptuntersuchung . 56953.2 Umfang und Durchführung der Hauptuntersuchung . 56953.2.1 Umweltverträglichkeitsprüfung . . . . . . . . . . . . . . . . . 56953.2.2 Fahrzeugprüfung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57053.2.3 Beurteilung der Mängel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57253.2.4 Dokumentation der HU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57253.2.5 Prüfplakette . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 572

Komfort- und Sicherheitssysteme

54 Komfort- und Sicherheitssysteme . . LF 4, 9 u. 11 573

54.1 Klimatisierung von Kraftfahrzeugen . . . . . . . . . . . . 57454.1.1 Be- und Entlüftung des Innenraums . . . . . . . . . . . . 57454.1.2 Innenraumheizung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57554.1.3 Klimaanlagen (Innenraumkühlung) . . . . . . . . . . . . . 57554.1.4 Wartung und Diagnose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57854.2 Diebstahlschutzsysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57954.2.1 Zentralverriegelungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57954.2.2 Elektronische Wegfahrsperren . . . . . . . . . . . . . . . . . 58054.2.3 Diebstahlwarnanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58154.3 Fahrerassistenzsysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58254.3.1 Spurhalte- und Spurwechselsysteme . . . . . . . . . . . 58254.3.2 Einparksysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58354.3.3 Notbremssysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58454.3.4 Fernlichtsysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58554.3.5 Nachtsichtsysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58554.4 Fahrerinformationssysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58654.4.1 Bordsteuergerät . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58654.4.2 Navigationssysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58754.5 Sitz- und Lenkradverstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58954.6 Car-to-X-Kommunikation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 589

Um- und Nachrüstarbeiten

55 Um- und Nachrüstarbeiten . . . . . . . . LF 4 und 14 591

55.1 Anhängerassistent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59155.2 Standheizungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59555.3 Navigationssysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 599

Sachwortverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 602

Bildquellenverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 622

Mot

orm

echa

nik

24 Motorsteuerung

232

Zur einfachen Bestimmung der Undichtigkeit wird et-

was Motoröl in den entsprechenden Zylinder gespritzt

und durch Drehen der Kurbelwelle verteilt.

Ergibt die zweite Messung eine Druckerhöhung, so sind

entweder die Kolbenringe oder die Zylinderwand be-

schädigt. Bleibt der Druck gleich, so liegen die Schäden

im Bereich der Ventile oder der Zylinderkopfdichtung.

Zur genaueren Eingrenzung der Undichtigkeit wird eine

Druckverlustmessung durchgeführt.

Zur Vorbereitung der Druckverlustprüfung gehören:

■ Motor auf Betriebstemperatur (80 °C),

■ Ausschalten der Zündung bzw. Kraftstoffeinsprit-

zung,

■ Zündkerzen (Ottomotor) und Glühkerzen oder Injek-

toren (Dieselmotor) entfernen.

■ Kolben des zu messenden Zylinders auf OT stellen

(Ein- und Auslassventil sind geschlossen) und

■ die Kurbelwelle blockieren.

Mit einem elektronischen Druckmessgerät (Abb. 2)

kann an Diesel-, Otto- und Gasmotoren der Kompres-

sionsdruck, der Druckverlust und der statische Druck

von –4 bis +70 bar gemessen werden.

Tab. 1: Hinweise zur Wartung und Diagnose der Motorsteuerung

Störstelle Störung Mangel, Fehler Ursache Abhilfe

Steuerkette rasselnde

Geräusche

Leistungsabfall

Kettenspannung

zu gering

veränderte

Steuerzeiten

Verschleiß an Kette

und Kettenrädern

Kettenspanner defekt

Werkstoffermüdung

defekte Teile

ersetzen

Wartungsintervalle

einhalten

Kettenspanner rasselnde

Geräusche

kein Druckaufbau

Feder defekt

Verschleiß zwischen

Druckbolzen und

Führung

Ölzufuhr verstopft

Feder ermüdet

Öldruck prüfen

Kettenspanner

ersetzen

Zahnriemen Zahnriemen-

spannung zu gering

veränderte

Steuerzeiten

Leistungsabfall

Werkstoffermüdung

Wartungsintervalle

nicht eingehalten

Zahnriemen ersetzen

Wartungsintervalle

einhalten

Nockenwelle Leistungsabfall Einarbeitungsstellen

an den Nocken

kürzere Ventil-

öffnungszeiten

Ventilspiel zu groß

nicht ausreichende

Schmierung (zu wenig

Öl, Öldruck zu gering)

Höchstdrehzahl

des Motors wurde

überschritten

Nockenwelle ersetzen

Öldruck prüfen

Ölkreislauf prüfen

Stößel klappernde

Geräusche

Leistungsabfall

Stößel ersetzen

Öldruck prüfen

Ölkreislauf prüfen

Ventilschaft und Ventilführung

klappernde

Geräusche

Leistungsabfall

Spiel zwischen

Führung und

Schaft zu groß

klemmende Ventile

Ventilfeder gebrochen

Ölkohleansatz

Überwärmung

Verschleiß

Ventilführung

ersetzen

Ventilfeder ersetzen

Ventilteller und Ventilsitzringe

Leistungsabfall Einarbeitungsstellen

Ölkohleablagerungen

Risse

nicht abdichtende

Ventile

Überwärmung

Ventildrehvorrichtung

defekt

Ventilteller und

-sitzringe ersetzen

Drehvorrichtung

prüfen

Ventilfeder klappernde

Geräusche

Leistungsabfall

nicht schließende

Ventile

nachlassende

Ventilfederkraft

gebrochen

Werkstoffermüdung Ventilfedern ersetzen

Zeiger

Prüfkarte

Abb. 1: Kompressionsdruckschreiber

Abb. 2: Elektronisches Druckmessgerät

Zylinderanschluss

Druckangabe

Druckausgabe

Zylinderangabe

Mot

orm

echa

nik

233

Druckmessgerät / manometer

Das elektronische Druckmessgerät (Abb. 3) wird über

den Drucksensor, dem Adapter, das Y-Stück und dem

Druckregler mit der Druckluftleitung verbunden. Der

Kugelhahn ist geschlossen. Mit dem Druckregler wird

der Druck langsam auf 4 bar erhöht. Mit der entspre-

chenden Taste wird der Druck im Druckmessgerät als

Referenzdruck abgespeichert. Die Anzeige des Druck-

messgerätes wird dann auf Null gesetzt. Der Kolben des

zu prüfenden Zylinders muss im OT blockiert werden.

Über den Druckschlauch und den fahrzeugspezifi-

schen Adapter, der mit der Kerzenbohrung oder der

Injektorbohrung verbunden wird, ist das Druckmess-

gerät mit dem zu prüfenden Zylinder verbunden. Durch

das Öffnen des Kugelhahns wird der Brennraum mit

dem Referenzdruck von 4 bar beaufschlagt. Der Druck-

regler wird geschlossen. Der Messvorgang beginnt.

Der durch mögliche Undichtigkeiten entstehende

Druckverlust wird am Druckmessgerät in % angezeigt

und darf die vom Fahrzeughersteller angegebenen

Werte nicht überschreiten. Die Höhe des Druckverlus-

tes gibt das Ausmaß des Schadens an.

Mithilfe der Hörprobe kann der Weg der entweichen-

den Druckluft festgestellt werden. So kann festgestellt

werden, ob z. B. die Einlass- oder Auslassventile, die

Kolbenringe oder die Zylinderkopfdichtung die Undich-

tigkeit verursachen.

Einstellen der SteuerzeitenEin Verschleiß am Nockenwellenantrieb (abgenutz-

te Zahnräder, Steuerketten oder Zahnriemen) führt

zu Veränderungen der Steuerzeiten. Der Einbau der

Ersatzteile erfordert die Beachtung der Markierun-

gen am Motorgehäuse bzw. den Steuerrädern, der

Schwungscheibe oder dem Schwingungsdämpfer (s.

Kap. 23.7.2), da der Öffnungsbeginn der Ventile von der

Winkelstellung der Nockenwelle zur Kurbelwelle ab-

hängt. Die Herstellerangaben sind zu beachten. Allge-

mein gilt, dass der Kolben des 1. Zylinders im OT steht,

wenn die Nockenwellenstellung über entsprechende

Markierungen zugeordnet wird. Nach dem Einstel-

len der Steuerzeiten muss die Kurbelwelle zweimal in

Drehrichtung bewegt und die Markierungen nochmals

kontrolliert werden.

Die Tab. 1 gibt einige Hinweise zur Wartung und Diag-

nose der Motorsteuerung.

Aufgaben zu Kap. 24.1 bis 24.3

Beschreiben Sie die Aufgaben der Motor steuerung.

Benennen Sie die Einzelteile einer ohc-Steuerung.

Nennen Sie die vier Antriebsarten der Nocken-

welle.

Nennen Sie den Vorteil einer gebauten

Nockenwelle gegenüber einer gegossenen

oder geschmiedeten.

Beschreiben Sie die Wirkungsweise des

hydrau lischen Stößels.

Worin unterscheidet sich ein hydraulischer Ventil-

spielausgleicher von einem hydraulischen Stößel?

Nennen Sie den Hauptunterschied zwischen

einem Kipp- und Schlepphebel.

Welchen Einfluss hat ein zu großes Ventilspiel

am Einlassventil auf die Öffnungszeit?

Nennen Sie die Folgen eines zu kleinen Ventil-

spiels am Ein- und Auslassventil.

Ein Auslassventil ist 132 mm lang. Der Ventil-

stahl hat die Längenausdehnungszahl von

0,0000167 1/K. Wie groß ist die Länge des Ventils

nach der Erwärmung von 20 °C auf 290 °C?

Nennen Sie die Vorteile des Bimetallventils

gegenüber dem Einmetallventil.

Welche Aufgabe hat die Natriumfüllung

im Hohlventil?

Beurteilen Sie schmale und breite Ventilsitz flächen

in Bezug auf Wärmeübertragung und Dichtheit.

24.4 Verbesserung des Liefergrades (Füllungsgrades)

Die Verbesserung des Liefergrades des Zylinders eines

Verbrennungsmotors kann durch folgende Verfahren

erfolgen:

■ Mehrventiltechnik,

■ Schaltsaugrohre,

■ variable Ventilsteuerungen,

■ dynamische Aufladung und

■ Fremdaufladung.

Das Motordrehmoment und damit die Leistung eines

Verbrennungsmotors hängen von der Luftmasse und

der entsprechenden Kraftstoffmasse ab, die im Zylin-

der für die Verbrennung zur Verfügung stehen. Je mehr

Luft in den Verbrennungsraum eingebracht wird, desto

mehr Kraftstoff kann bis zu einer bestimmten Grenze

(s. Kap. 30.1) zugemessen werden.

Durch die Verbesserung des Liefergrades (Fül-

lungsgrades) erfolgt eine Motordrehmomentsteige-

rung und damit eine Leistungssteigerung, verbunden

mit einer eventuellen Minderung des spezifischen

Kraftstoffverbrauchs.

Abb. 3: Anschlüsse für Druckverlustprüfung

Drucksensor

Druckluft

Druckmessgerät

Gummischutz

Adapter Schnellkupplung

Y-Stück

DruckreglerKugelhahn

Druckschlauch mit fahrzeugspezifischem Adapter

Kraf

tübe

rtra

gung

ssys

tem

e35 Kupplung

336

Störstelle Störung Mangel/Fehler Ursache Abhilfe

Kupplungsscheibe ■ Kupplung

trennt nicht

■ Kupplungsbelag

gebrochen

■ Fahren mit getretenem Kupp-

lungspedal bei hoher Rollge-

schwindigkeit und eingelegtem

kleinen Gang■ Schalten von einem hohen Gang

in einen zu niedrigen Gang

■ Kupplung erneuern

Kupplungsscheibe ■ Kupplung

rupft

■ verölter

Kupplungsbelag

■ schadhafte Getriebe-

oder Motorabdichtung■ zu viel Fett an der

Getriebeeingangswelle■ zu viel Fett am Ausrücklager■ Undichtheit an Bauteilen der

hydraulischen Kupplungs-

betätigung

■ Undichtheit beseitigen■ Mitnehmerscheibe

erneuern■ hydraulische Kupp-

lungsbetätigung prüfen

und instandsetzen

Kupplungsscheibe ■ Kupplung

rutscht

■ abgenutzter

Kupplungsbelag

■ einsatzbedingte, normale

Verschleißerscheinungen■ erhöhte Verschleißerscheinung

durch zu kleines Kupplungs-

spiel oder Lüftspiel

■ Kupplung erneuern■ Kupplungsspiel prüfen

und ggf. einstellen

Kupplungsscheibe ■ Kupplung

macht

Geräusche

■ Torsionsdämpfer

schadhaft oder

gebrochen

Überbeanspruchung der

Kupplung durch:■ eine niedertourige Fahrweise ■ einen starken unrunden

Motorlauf■ ausgeschlagenen Gelenken

im Antriebsstrang

■ Kupplung erneuern■ ausgeschlagene

Gelenke ersetzen

Druckplatte mit Membranfeder

■ Kupplung

rupft

■ verbogene

Membran-

federzunge

■ Montagefehler■ schräger Anlauf des Aus-

rückers durch verschlissene

Führungshülse ■ schräger Anlauf des Aus-

rückers durch defektes Aus-

rücklager

■ Druckplatte ersetzen■ Ausrücker prüfen ggf.

erneuern■ Führungshülse

überprüfen und ggf.

erneuern

Druckplatte ■ Kupplung

rutscht

■ Kupplung

überwärmt■ starke Riefen

■ zu langes Schleifen der

Kupplung ■ Kupplung ist verölt■ Kupplungsspiel zu klein

bzw. fehlt■ Ausrücker schwergängig

oder defekt

■ Druckplatte und

Mit nehmerscheibe

erneuern■ ggf. Ölverlust lokali-

sieren und abdichten■ Ausrücksystem

instandsetzen■ Kupplungsspiel

einstellen

Ausrücklager ■ Kupplung ist

schwergängig

■ Anlaufring des

Ausrücklagers

verschlissen

■ Ausrücklager schwergängig■ falsches Spiel■ Vorlast des Ausrücklagers zu

hoch

■ Ausrücklager erneuern■ Spiel einstellen

Führungshülse ■ Kupplung ist

schwergängig

■ Führungshülse

verschlissen

■ Gleitfläche nicht geschmiert■ falsches Fett verwendet

■ Führungshülse erneuern■ Fett ohne Feststoffan-

teile verwenden

Tab. 1: Hinweise zur Wartung und Diagnose der Kupplung

Kraf

tübe

rtra

gung

ssys

tem

e

337

Wartung und Diagnose / maintenance and diagnostic

35.4 Wartung und DiagnoseTrockenkupplungen gehören zu den Verschleißteilen

des Kraftfahrzeugs. Die Haltbarkeit der Kupplungen

richtet sich nach der Fahrweise und den Einsatzbedin-

gungen (z. B. Stadtverkehr).

Ist für die Kupplung ein Kupplungsspiel vorgeschrie-

ben, so muss dieses Spiel kontrolliert und gegebe-

nenfalls nachgestellt werden. Ist das Kupplungsspiel

durch Verschleiß zu klein geworden (Leerhub am

Kupplungspedal nimmt ab), so kann das Motordreh-

moment nicht mehr vollständig übertragen werden, da

die Kupplungsscheibe durchrutscht. Die Folgen sind ei-

ne zu starke Erwärmung und schließlich die Zerstörung

der Kupplung.

Arbeitshinweise ■ Die Kupplungsscheibe muss sich auf dem Profil der

Getriebeeingangswelle leicht verschieben lassen.

■ Vor der Montage müssen Nabenprofil und das Pro-

fil der Kupplungswelle leicht eingefettet werden.

Das überschüssige Fett wird durch Hin- und Her-

schieben der Kupplungsscheibe auf dem Wellen-

profil nach außen geschoben und muss entfernt

werden. Andernfalls könnte es den Kupplungsbe-

lag verschmieren.

■ Als Fett ist ein temperatur- und druckfestes Hoch-

leistungsgleitfett zu verwenden.

■ Bevor der Kupplungsdeckel an die Schwungschei-

be geschraubt wird, ist die Kupplungsscheibe mit

einer Hilfswelle (Zentrierdorn) im Schwungrad,

d. h. im Kupplungswellenlager, zu zentrieren.

■ Das Prüfen einer Kupplung auf einwandfreies Kup-

peln geschieht im Stand auf folgende Weise (Kupp-

lung muss betriebswarm sein):

– Handbremse fest anziehen,

– Auskuppeln,

– höchsten Vorwärtsgang einlegen,

– Motordrehzahl auf 3000 bis 4000/min erhöhen

(höchstes Drehmoment) und

– rasch Einkuppeln und Fahrpedal durchtreten.

Fällt die Motordrehzahl schnell auf Null (Motor „ab-

gewürgt“), so arbeitet die Kupplung einwandfrei.

– Bleibt die Drehzahl gleich oder erhöht sie sich,

so wird das Motordrehmoment nicht mehr sicher

übertragen.

■ Falls erforderlich, ist das Kupplungsspiel nachzu-

stellen bzw. die Kupplungsscheibe auszutauschen,

wenn diese zu stark abgenutzt oder verölt ist.

■ Da die Kupplung bei dieser Prüfung einer sehr gro-

ßen Wärmebelastung ausgesetzt ist, darf dieser

Vorgang höchstens zweimal hintereinander wie-

derholt werden.

■ Die Prüfung auf einwandfreies Trennen der Kupp-

lung (Rückwärtsgang unsynchronisiert) geschieht

folgendermaßen:

Aufgaben Welche Aufgaben hat die Kupplung?

Wovon ist das übertragbare Drehmoment einer

Kupplung abhängig?

Beschreiben Sie den Aufbau und die Wirkungs weise

der Einscheiben-Trockenkupplung mit Membranfe-

der.

Beschreiben Sie die Wirkungsweise einer

gezogenen Membranfederkupplung.

Welchen Vorteil haben Zweischeiben-Trockenkupp-

lungen?

Welche Aufgabe hat die Belagfederung einer Kupp-

lungsscheibe?

Welche Aufgabe hat der Schwingungsdämpfer

in einer Kupplungsscheibe?

Beschreiben Sie die Wirkungsweise des

Schwingungsdämpfers einer Kupplungsscheibe.

Nennen Sie die Anforderungen an den Kupplungs-

belag.

Warum werden Mehrscheibenkupplungen verwen-

det?

Warum ist die Ausrückkraft an der Kupplung we-

sentlich größer als die Fußkraft des Fahrers?

Beschreiben Sie die Wirkungsweise der hydrauli-

schen Kupplungsbetätigung.

Nennen Sie die Ursachen für die Abnahme des

Kupplungsspiels während des Betriebes.

Erklären Sie die Begriffe „Lüftspiel“ und „Kupp-

lungsspiel“.

Beschreiben Sie den Unterschied zwischen einer

Zweischeiben-Trockenkupplung und einer Doppel-

kupplung.

Warum wird in einer Doppelkupplung die Kupplung

mit dem größeren Durchmesser als Anfahrkupplung

verwendet?

Auf welche Weise erfolgt im elektronischen Kupp-

lungsmanagement die Betätigung der Kupplung?

Eine Kupplung rutscht. Nennen Sie mögliche Ursa-

chen.

a) Berechnen Sie das übertragbare Drehmoment

einer Zweischeibenkupplung: wirksamer Reibbelag-

durchmesser d = 310 mm, Reibungszahl μ = 0,35,

Normalkraft pro Druckfeder F = 600 N, Anzahl der

Druckfedern 9.

b) Durch Verölung sinkt die Reibungszahl auf

μ = 0,15.

Wie groß ist jetzt das übertragbare Drehmoment?

– Kupplungspedal durchtreten,

– 3 bis 4 Sekunden warten (Getrieberäder müssen

zum Stillstand kommen) und

– Rückwärtsgang bei Leerlaufdrehzahl einlegen.

– Das Schalten des Getriebes muss geräuschlos

möglich sein. Im anderen Fall trennt die Kupplung

nicht mehr vollständig.

Kraf

tübe

rtra

gung

ssys

tem

e

39 Hochvolttechnik

387

39.1 Hochvolttechnik im Kraftfahrzeug

Die Hochvolttechnik wird im Kraftfahrzeug bei Hy- brid-, Elektro- und Brennstoffzellen-Fahrzeugen

eingesetzt (s. Kap. 40).

Die dabei verwendete elektrische Spannung der Hoch-

voltbatterie (Antriebsbatterie, s. Kap. 16.2) liegt bei

Pkw zwischen 250 und 750 V Gleichspannung und bei

Nfz bis 1 000 V Gleichspannung.

Nach der DGUV-Information 200-005 (DGUV: Deut-

sche Gesetzliche Unfallversicherung) umfasst die

Hochvolttechnik in Kraftfahrzeugen (Hochvoltsys-

tem) Spannungen > 60 V und ≤ 1 500 V Gleichspannung

oder > 30 V und ≤ 1 000 V Wechselspannung. Dieselben

Spannungswerte sind auch durch die ECE-R 100 fest-

gelegt.

Der Einsatz der Hochvolttechnik in Kraftfahrzeugen

mit Hybrid,- Elektro- und Brennstoffzellenantrieb ergibt

sich daraus, dass die Elektromotoren der Fahrzeuge

mit Hochvolttechnik eine Leistung haben, die zwischen

15 und 350 kW liegt (Tab. 1).

Müssten diese Leistungen mit einer 12 V-Batterie er-

bracht werden, würde bei einer Leistung von 15 kW ei-

ne Stromstärke von 1250 A und bei einer Leistung von

350 kW eine Stromstärke von 29166 A durch die Leitun-

gen des Bordnetzes und der Wicklungen des Elektro-

motors fließen (Tab. 2). Um zu große Spannungsverlus-

te zu vermeiden, müssten die elektrischen Leitungen

und Wicklungen sehr große Querschnitte haben. Das

verursacht größere Abmessungen der Elektromotoren,

höhere Masse und damit größere Kosten.

39.2 Hochvoltkomponenten im Kraftfahrzeug

Folgende Hochvoltkomponenten können im Kraftfahr-

zeug eingebaut sein (Abb. 1, S. 388):

■ Antriebsbatterie,

■ Elektromotor (Drehstrommotor),

■ Leistungs- und Steuerelektronik,

■ Hochvolt-Klimakompressor,

■ Hochvoltheizung,

■ Ladegerät und

■ Steuergerät für Batterieregelung.

39.3 Gefahren im Umgang mit der Hochvolttechnik

Die Hochvoltkomponenten im Kraftfahrzeug liegen

an Spannungen von bis zu 600 V Gleich- und Wechsel-

spannung und arbeiten mit Stromstärken bis zu 500 A.

Tab. 1: Daten eines Elektromotors für ein Elektrofahrzeug

Nennspannung 360 V

maximale Leistung 85 kW

maximales Drehmoment 270 N m

maximale Stromaufnahme 236 A

maximale Drehzahl 12 000/min

Masse mit Getriebe 99,5 kg

Tab. 2: Abhängigkeit der Stromstärken und der Spannungsver-

luste (Spannungsfälle) von der Spannung der Batterie und

der Leistung des Elektromotors

Batterie-spannung in V

Elektromo-torleistung in kW

Stromstärkein A

Spannungs- verlust in V1)

12 15

350

1250,0

29166

2,8

(65,6)2)

48 15

350

312,5

7291

0,7

16,4

250 15

350

60,0

1400

0,135

3,15

450 15

350

33,3

777

0,07

1,75

750 15

350

20

466

0,045

1,05

1) Spannungsverlust bei einer 2 m langen Cu-Leitung und einem

Querschnitt von 16 mm2. 2) Dieser Wert ist bei einer 12 V-Batterie-

spannung nur rein rechnerisch möglich.

Unfallverhütung Aufgrund der hohen Spannungen besteht wäh-

rend des Arbeitens an unter Spannung stehenden

Hochvoltkomponenten Lebensgefahr. Muss an unter Spannung stehenden Hochvolt-

komponenten gearbeitet werden, sind geeignete

Schutzmaßnahmen zu ergreifen.

So sind z. B. bei Arbeiten im Hochvoltkreis Elek-triker-Handschuhe der Klasse 0 mit einer Span-

nungsfestigkeit von 1 000 V und höher sowie hoch-volttaugliche Messgeräte zu verwenden.

Vielfachmessgeräte (Multimeter) sind für Span-

nungsmessungen im Hochvoltstromkreis nicht geeignet.

Hochvoltleitungen dürfen nicht repariert werden!

Zur Prüfung der Hochvoltanlage werden speziel-

le Hochvolt-Messadapter, Hochvolt-Prüfadapter,

Hochvoltmessgeräte und Hochvolt-Diagnose-Bo-

xen benutzt.

Bei deren Verwendung sind unbedingt die Bedie-nungsanleitungen zu beachten!

39.3.1 SicherheitszeichenUm auf die Gefahren der Hochvoltspannung hinzuwei-

sen, werden Warnkennzeichnungen als Aufkleber auf

die Hochvoltkomponenten und im Motorraum ange-

bracht. Sämtliche Hochvolt-Steckverbindungen und

Hochvoltleitungen haben die Farbe „Orange“ (Abb. 1

und 2, S. 388).

Kraf

tübe

rtra

gung

ssys

tem

e39 Hochvolttechnik

388

Abb. 1: Hochvoltsystem eines Elektrofahrzeugs

Abb. 2: Warnkennzeichnungen und -farben im Motorraum

Folgende Warnkennzeichnungen werden verwendet:

■ gelbe Warnaufkleber mit dem Warnzeichen für elek-

trische Spannung und andere Hinweise (Abb. 3),

■ Warnaufkleber mit dem Schriftzug „Danger“ auf ro-

tem Grund (Abb. 4) und

■ Warnaufkleber für Antriebsbatterien (Abb. 5).

39.4 Aufbau des Hochvoltsystems

Im Gegensatz zum normalen Bordnetz, wo die Plus-

leitung von der Batterie zum Verbraucher und die Mi-

nusleitung an Masse (Aufbau) geht, sind die Hoch-voltkomponenten immer über die Leistungs- und

Steuerelektronik mit dem Plus- und Minuspol der An-triebsbatterie verbunden (Abb. 1).

Hochvoltkomponenten haben keine stromführen-

de Verbindung mit der Masse (Aufbau) des Fahrzeugs.

Diese Schaltung der Hochvoltkomponenten wird als IT-Netz (Isolated Terra, engl.: von der Erde isoliert) be-

zeichnet. Beim IT-Netz ist zwingend ein Potenzialaus-

gleich vorgeschrieben. Dieser erfolgt durch Masse-

bändern zwischen den Gehäusen der Hochvoltkompo-

nenten und dem Aufbau des Fahrzeugs (Abb. 2, S. 393).

Es gibt nur eine elektrische Verbindung mit dem Nie-dervoltsystem (< 60 V DC oder < 30 V AC) des Fahr-

zeugs (Bordnetz 12 V, 24 V und/oder 48 V). Die Verbin-

dung besteht durch den DC/DC-Wandler (DC: direct

current, engl.: Gleichstrom). Dieser befindet sich in

der Leistungs- und Steuerelektronik und wandelt die

Spannung der Antriebsbatterie in die Bordnetz-spannung um. Dadurch erfolgen die Ladung der 12 V-,

24 V- und/oder 48 V-Batterie und die Versorgung der

Verbraucher des Niedervoltsystems. (Abb. 5, S. 391).

Abb. 3: Gelbe Warn- und Hinweisaufkleber

Abb.4: Warnaufkleber für Hochvoltkomponenten bzw. hochvolt-

führende Bauteile

Drehstrommotor/Drehstromgenerator

Warnung vor einer

Gefahrenstelle nach

DIN 4844-2

Warnung vor dem

Berühren spannungs-

führender Teile

Warnung vor

gefährlicher

elektrischer

Spannung nach

DIN 4844-2

Gebotskennzeichen:Gebrauchsanweisung

beachten nach

DIN 4844-2

Warnung vor einer

Gefahrenstelle

Hinweis Trennbereich

für Rettungskräfte

Informationshinweis:

Rettungsdatenblatt

beachten

Warnung vorgefährlicherelektrischerSpannung nachDIN 4844-2

Warnung vordem Berühren spannungs-führender Teile

Gebotskenn- zeichen: Gebrauchs-anweisung beachten nach DIN 4844-2

Warnkennzeichnungen

Warnfarbe

Kraf

tübe

rtra

gung

ssys

tem

e

389

Hochvoltsystem / highvolt system

ACHTUNG

Dieser Aufkleber muss jeweils in der Landessprache und in Eng-

lisch auf der Oberseite der Antriebsbatterie angebracht sein!

Abb. 5: Spezielle Kennzeichnung für die Antriebsbatterie

39.5 Arbeiten am Hochvoltsystem

Arbeiten an Kraftfahrzeugen mit Hochvolttechnik

dürfen nur von Fachkräften mit besonderer Qualifizie-rung durchgeführt werden (Tab. 3 und Tab. 4, S. 390).

Kfz-Mechatroniker besitzen nach bestandener Ab-

schluss- bzw. Gesellenprüfung die Qualifizierung der

Stufe 1.

Um die Stufe 2 zu erhalten, muss ein zusätzlicher Lehr-

gang absolviert werden. Diese Lehrgänge werden von

den Kfz-Firmen selbst durchgeführt oder vermittelt.

Nach erfolgreicher Prüfung darf der Kfz-Mechatroni-

ker an eigensicheren Hochvoltsystemen arbeiten (s.

Kap. 39.5.1).

Die Stufe 3 wird nach dem erfolgreichen Abschluss

weiterer Lehrgänge, deren Umfang ist abhängig von

der jeweiligen elektrotechnischen Ausbildung der Per-

son, erreicht.

39.5.1 Eigensichere Hochvoltsysteme

Eigensichere Hochvoltsysteme verfügen über Ein-

richtungen, die es ermöglichen, den Hochvoltstrom-kreis manuell oder automatisch zu unterbrechen.

Manuell erfolgt dies durch das Drehen des Start-

schlüssels in die Stellung „0“ bzw. „Antrieb aus“ oder

bei „Keyless Entry and Go“ durch das Betätigen der

„Engine Taste“ auf „off“ oder die „Bedienhandhabe“

entriegeln und aus dem Startschloss ziehen.

Bevor am Hochvoltsystem gearbeitet wird, muss

der Startschlüssel abgezogen und sicher verwahrt

werden (z. B. im Schlüsselschrank aus Stahlblech).

Dasselbe gilt für den „Keyless Entry and Go“, „Hand-

sender“ bzw. die „Bedienhandhabe“.

Die „Bedienhandhabe“ befindet sich im „Startschloss“

und empfängt die Funksignale durch den „Handsen-

der“. Dieser sendet immer. Dadurch wird bei Annähe-

rung des Fahrers zum Fahrzeug dieses entriegelt.

Fahrzeuge mit nicht eigensicherem Hochvoltsystem haben keine technisch sichere Abschaltung des HV-

Systems. Dies können Fahrzeuge in der Entwicklung,

Sonderanfertigungen, Kleinserien oder Fahrzeuge in

Eigenbau sein.

Bevor Arbeiten an solchen Fahrzeugen durchgeführt

werden, muss sich der Mechaniker über das vorhan-

dene Hochvoltsystem informieren (Unfallgefahr!).

Unsachgemäße Handhabung dieser Batterien kann zu schweren Verletzungen oder zum Tode führen.Entfernen Sie keinesfalls den Batteriedeckel und demontieren

Sie nicht die Batterie.

Lassen Sie die Batterie nur von qualifizierten Technikern warten.

Hochspannung kann zu schweren Verbrennungen oder zum Tode führen.Berühren Sie die Batteriepole nicht mit ihren Fingern,

Werkzeugen, Schmuck oder anderen Gegenständen aus Metall.

Lassen Sie die Batterie nicht nass werden! Flüssigkeiten können

Kurzsschlüsse, Stromschläge, Verbrennungen und Explosionen

verursachen.

Die Batterie enthält gefährliche flüssige und feste Stoffe, die schwere Verletzungen und Blindheit verursachen können.Bei Arbeiten an der Batterie tragen Sie immer einen geeigneten

Augenschutz sowie Schutzkleidung, um Haut- und Augenkontakt

zu vermeiden.

Nach Haut- und Augenkontakt waschen Sie die betroffenen

Stellen mindestens 15 Minuten mit frischem fließendem Wasser

und suchen Sie sofort einen Arzt auf.

Die Batterie kann brennen.Setzen Sie die Batterie niemals Feuer, Funken oder offenen

Flammen aus. In der Nähe der Batterie dürfen Sie keinesfalls

eine Zigarette anzünden oder Rauchen!

Behandeln Sie die Batterie stets mit Vorsicht, um

Beschädigungen und Flüssigkeitsaustritt zu vermeiden.

Löschen Sie die brennende Batterie keinesfalls mit Wasser.Benutzen Sie zum Löschen kein Wasser, nehmen Sie LITH-X oder

trockene Chemikalien, Schaum oder CO2.

Bewahren Sie die Batterie immer außerhalb der Reichweite von Kindern auf.

Weitere Informationen und Warnungen finden Sie in der Bedienungsanleitung und im Werkstatthandbuch.

Tab. 3: Qualifizierungsstufen für das Arbeiten an Hochvoltsystemen

Qualifizie-rungsstufe

Bezeichnung der Fachkraft 1)

Erlaubte Arbeiten an HV-Fahrzeugen

Stufe 1 elektrotechnisch unterwie-

sene Person (EuP)

Die EuP darf vom EFK beauftragte allgemeine Arbeiten und Wartungen an einem HV-

Fahrzeug und mechanische Arbeiten am spannungsfreien HV-System durchführen.

Stufe 2 Elektrofachkraft (EFK) Die EFK darf die Spannungsfreiheit (Freischalten) des HV-Systems herstellen, gegen

Wiedereinschalten sichern, Spannungsfreiheit prüfen und dokumentieren sowie das

Fahrzeug wieder in Betrieb nehmen und dieses dokumentieren.

Stufe 3 verantwortliche Elektro-

fachkraft (VEFK)

Treten beim Arbeiten am HV-System Probleme auf, die die EFK nicht lösen kann, ist

die VEFK hinzuzuziehen.

Die VEFK ist allein berechtigt, bei Problemen mit der Freischaltung des HV-Systems

diese Probleme zu lösen.

1) In den Kfz-Firmen werden zum Teil andere Bezeichnungen verwendet. Z. B. für Elektrofachkraft – Hochvolttechniker (HVT) und für ver-

antwortliche Elektrofachkraft – Hochvoltexperte (HVE).

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tübe

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ssys

tem

e39 Hochvolttechnik

390

Manuelle Unterbrechung des HV-SystemsVor Beginn der Arbeiten am Hochvoltsystem müssen

durch die Elektrofachkraft folgende Arbeitsschritte

am Kraftfahrzeug ausgeführt werden:

1. Spannungsfreiheit herstellen,2. Anlage gegen Wiedereinschalten sichern und3. Spannungsfreiheit feststellen.

1. Spannungsfreiheit herstellen

Wird die „Zündung“ ausgeschaltet, so wird die

Antriebsbatterie vom Hochvoltnetz getrennt.

Die Trennung des Hochvoltnetzes von der Antriebsbat-

terie erfolgt über das „Startschloss“ und das Steuer-gerät für Batterieregelung (Abb. 1).

Das Steuergerät für Batterieregelung ist mit dem

Schaltkasten der Antriebsbatterie elektrisch verbun-

den. Im Schaltkasten befinden sich die zwei Hochvolt-schütze und das Vorladeschütz.

Als Schütze werden in der Starkstromtechnik Re-

lais bezeichnet, die hohe Stromstärken schalten (im

Kraftfahrzeug bis zu 500 A).

Die Hochvoltschütze haben die Aufgabe, die Verbin-dung zwischen der Antriebsbatterie und dem Pluspol

sowie dem Minuspol des Hochvoltnetzes herzustellen

und zu unterbrechen (Abb. 1).

Das Vorladeschütz hat die Aufgabe, den Zwischen-

kreiskondensator in der Leistungselektronik über einen

Vorwiderstand aufzuladen, bevor die Hochvoltschütze

schließen. Der Zwischenkreiskondensator hat die

Aufgabe, die Hochvoltspannung bei Belastungsände-

rungen durch den Elektromotor zu stabilisieren.

Abb. 1: Hochvolt- und Niedervoltkomponenten im Gehäuse der

Antriebsbatterie

Die Hochvoltschütze befinden sich im Gegensatz zur

Darstellung in der Abb.1 im Schaltkasten.

Bevor nach der Spannungsfreischaltung die Hochvolt-

anlage gegen Wiedereinschalten gesichert wird, muss

Steuergerät für Batterieregelung

Batteriemodule mitLithium-Ionen-Zellen

Luftkanäle für Batteriekühlung

Schaltkasten

Niedervolt-anschlüsse

Hochvolt-anschlüsse

Trennsteckerfür HV-System

Lüfter

Tab. 4: Beispiele für die Mindestqualifikation für Arbeiten am Kraftfahrzeug mit Hochvolttechnik (Hybrid-Fahrzeug)

Konventionelle Arbeiten in der Nähe von HochvoltkomponentenBei Arbeiten an folgenden Bauteilen:

Muss vor Arbeitsbeginn das Fahrzeug durch die verant-wortliche Elektrofachkraft freigeschaltet werden?

Erforderliche Mindest-qualifikation:

Ja NeinZündkerzen x EuP

Katalysator links x EuP

Katalysator rechts x EuP

Abgasanlage x EuP

Motor mit Getriebe aus- und

einbauen

x EuP1

Motor aus- und einbauen x EuP1

Unterbodenverkleidung x EuP

Kardanwelle x EuP

Kraftstoffbehälter x EuP

Aggregatträger vorn x EuP

Ölwechsel am Motor x EuP

Ölwechsel am Getriebe x EuP

Zahnriemen wechseln x EuP

EuP1: Das Dekontaktieren und Kontaktieren der HV-Leitungen an den betroffenen Hochvoltkomponenten muss von einer EFK durch-

geführt werden. Für das Arbeiten an Kraftfahrzeugen mit Hochvolttechnik gibt es für jeden Fahrzeugtyp gesonderte Listen. Vor Beginn

der Arbeiten sind diese zu beachten!

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391

Trennstecker / disconnector

einige Zeit (5 bis 10 min, Herstellerangabe beachten!)

gewartet werden, damit sich der Zwischenkreiskon-

densator entladen kann. Solange dies nicht der Fall

ist, liegt an der Leistungselektronik noch die langsam

abklingende Spannung der Antriebsbatterie an (Unfall-

gefahr!).

2. Anlage gegen Wiedereinschalten sichern

Das Sichern der Hochvoltanlage gegen das Wieder-

einschalten erfolgt durch das Entriegeln und Heraus-

ziehen des Trenn- bzw. Wartungssteckers aus der

Steckdose (Abb. 1 und 2). Dadurch wird die elektrische

Verbindung zwischen dem 2. und 3. Batteriemodul und

gleichzeitig die Ringleitung unterbrochen.

Der Trennstecker ist sicher aufzubewahren. Zusätzlich

kann die Steckdose für den Trennstecker mit einem ab-

schließbaren Blindstecker verriegelt werden.

3. Spannungsfreiheit feststellen

Als letzter Schritt erfolgt die Prüfung der Spannungs-

freiheit des Hochvoltsystems.

Dies erfolgt mit einem Spannungsmessgerät, welches

hochvolttauglich ist. Bevor gemessen wird, ob die

Spannungsfreiheit vorliegt, wird das Spannungsmess-

gerät durch eine Probemessung an einer Spannungs-

quelle, z. B. an einer 12 V-Batterie, auf korrekte Funk-

tion geprüft.

Ergibt die Spannungsmessung an den Hochvoltkontak-

ten z. B. des DC/AC-Wandlers 0 Volt, so ist damit die

Spannungsfreiheit festgestellt (Abb. 3).

Trotzdem wird nach der Messung noch einmal ei-

ne Funktionskontrolle des Spannungsmessgerätes

durchgeführt. Dadurch wird ausgeschlossen, dass das

Spannungsmessgerät durch die Messung an der Hoch-

voltkomponente beschädigt wurde.

Zur Feststellung der Spannungsfreiheit werden

auch spezielle Messadapter benutzt. Diese sind nur

für diese Prüfung einsetzbar.

Wird die Spannungsfreiheit am Hochvoltsystem

festgestellt, so ist das „Fahrzeug freigeschaltet“.

Danach ist das Freischaltungsprotokoll auf einem

vorgeschriebenen Formular am Systemtester oder

handschriftlich auszufüllen und zu unterschreiben.

Nach dem Wiedereinschalten der Hochvoltspannung

ist das Wiedereinschaltprotokoll auszufüllen und zu

unterschreiben. Beide Protokolle sind in der Fahrzeug-

akte aufzubewahren.

Die entsprechenden Warn- und Hinweisschilder

sind vor Beginn der Arbeiten zur Spannungsfreischal-

tung aufzustellen bzw. anzubringen (Abb. 4).Abb. 5: Elektrische Verbindungen der Hochvoltkomponenten

Abb. 2: Entfernen des Trennsteckers

Abb. 3: Feststellung der Spannungsfreiheit

Abb. 4: Warnzeichen

Trennstecker

Steckdose

Anschlüsse für die Hochvolt-komponenten

Gehäuse der Antriebsbatterie

Sicherungskasten

Diagnose-steckdose Antriebsbatterie

Kühlflüssigkeits-anschluss

Vielfach-messgerät

Vorsicht!

Gefährliche Spannung!

Nicht einschalten!

An der Hochvoltanlage

wird gearbeitet!

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40 Alternative Antriebe

395

Alternative Antriebe (alternativ, lat.-franz.: wahlwei-

se, andere Möglichkeit) sind:

■ Elektroantrieb und

■ Hybridantrieb.

Bei beiden Antriebsarten werden Drehstrom-Elek-tromotoren verwendet. Zusätzlich kommt beim Hyb-ridantrieb (hybrid, lat.: Mischling) noch ein Otto- oder

Dieselmotor zum Einsatz.

40.1 Elektroantrieb

Der Elektroantrieb besteht aus der Antriebsbatte-rie, auch Traktions- (Traktion, lat. ziehen) oder Hoch-

voltbatterie genannt, dem Elektromotor/Generator

(Drehstrommotor/Drehstromgenerator) mit der Leis-tungs- und Steuerelektronik, dem Getriebe (meist

einstufiges Getriebe) und dem Achsgetriebe mit Aus-gleichsgetriebe (Abb. 1 und 2).

Mithilfe der Leistungs- und Steuerelektronik können

verschiedene Fahrprofile, abhängig von der max. Leis-

tung, der max. Reichweite, der max. Geschwindigkeit

und dem max. Drehmoment, gewählt werden.

Der Elektroantrieb erhält seine Energie aus An-triebsbatterien, z. B. Lithium-Ionen-Batterien (s. Kap.

16.2) oder aus Brennstoffzellen (s. Kap. 41.4.2).

Vorteile gegenüber Verbrennungsmotoren sind:

■ Elektromotoren laufen selbstständig an,

■ sie sind einfacher aufgebaut und haben sehr viel we-

niger bewegliche und unbewegliche Teile,

■ es gibt keine schwingenden Massen,

■ kein Energieverbrauch im Stand,

■ geringere Geräuschentwicklung,

■ höherer Wirkungsgrad,

■ keine Emissionen im Betrieb,

■ Abgas-und Abgasreinigungsanlage sowie Öl-, Ölfil-

ter- und Luftfilter gibt es nicht und

■ Elektromotoren sind deshalb wartungsarm.

Nachteile gegenüber Verbrennungsmotoren sind:

■ geringere Reichweite,

■ lange Batterieladezeiten,

■ Ladeverluste währen der Aufladung der Batterie,

■ Aufwand für die elektrische Heizung,

■ hohe Herstellungskosten und

■ geringere Nutzlast wegen der großen Batteriemasse.

40.1.1 DrehstrommotorenDrehstrommotoren sind aufgrund ihrer guten Leis-

tungs- und Drehmomentcharakteristik für den Fahr-

zeugantrieb geeignet. Sie liefern schon von Beginn an

ein hohes Drehmoment und schon bei geringen Dreh-

zahlen eine mittlere Leistung (Abb. 1, S. 396).

Abb. 1: Elektroantrieb

Abb. 2: Schema eines Elektroantriebs

Für Kraftfahrzeuge werden Drehstrom-Asynchron-motoren (asynchron, griech.-lat.: nicht gleichlau-

fend) und Drehstrom-Synchronmotoren (synchron,

griech.-lat.: gleichlaufend) verwendet.

Drehstrom-AsynchronmotorDer Drehstrom-Asynchronmotor ist schleifringlos und

besteht im Wesentlichen aus dem Stator (Ständer) mit

den Drehstromwicklungen und dem Rotor (Läufer) mit

der Rotorwicklung (Abb. 2, S. 396). Die Rotorwicklung

ist eine Kurzschlusswicklung, d.h. Anfang und Ende der

Wicklung sind miteinander verbunden. Fließt durch die

Drehstromwicklungen jeweils ein Wechselstrom, ent-

steht um diese herum ein magnetisches Drehfeld (s.

Kap. 17.2). Durch dieses wird in der Kurzschlusswick-

lung eine Spannung induziert (s. Kap. 15.12.1). Auf-

grund der induzierten Spannung entsteht ein Strom-

fluss in der Kurzschlusswicklung. Dieser bewirkt ein

Magnetfeld um die Kurzschlusswicklung.

Das Magnetfeld und damit der Rotor werden vom mag-

netischen Drehfeld in Drehung versetzt. Die Rotordreh-

zahl liegt immer unterhalb der Drehfelddrehzahl (asyn-

chrones Verhalten), da sonst im Rotor keine Spannung

induziert wird.

Drehstrom-SynchronmotorDer Drehstrom-Synchronmotor wird als permanent-

magneterregter Außen- oder Innenläufermotor ein-

gesetzt. Durch die Verwendung von Permanentmag-

neten entfallen die Schleifringe. Im Außenläufermotor

sitzt der rotierende Teil des Motors mit den Permanent-

Ladestockdose

Antriebsbatterie

Achsgetriebe mitAusgleichsgetriebe

Elektromotor/Generator

Getriebe

Steuereinheit

Antriebsbatterien(Traktionsbatterien)

Antriebsbatterie

Motorsteuergerät

Elektromotor/Generator

Steuereinheit

Ladegerät fürAntriebs-batterie

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e40 Alternative Antriebe

396

magneten außerhalb des gehäusefesten Stators. Im

Innenläufermotor ist es umgekehrt. (Abb. 3).

Der Stator (Ständer) enthält die drei Drehstromwick-

lungen. Fließt durch diese jeweils ein Wechselstrom,

entsteht um sie herum ein magnetisches Drehfeld (s.

Kap. 17.2).

Durch das magnetische Drehfeld wird der durch die

Permanentmagnete magnetisierte Rotor (Läufer) in

Drehung versetzt. Da im Rotor, im Gegensatz zum

Asynchronmotor, keine Spannung induziert werden

muss, dreht der Rotor mit derselben Drehzahl wie das

Drehfeld (Synchrondrehzahl).

Zum Abbremsen des Fahrzeugs wird auch der

Drehstrom-Synchronmotor benutzt. Er dient dann

während des Abbremsens als Drehstrom-Generator.

Durch die Verwendung des Drehstrom-Synchron-

motors als Generator während des Abbremsens wird

elektrische Spannung erzeugt.

Die Spannungserzeugung erfolgt dadurch, dass der

Rotor des Synchronmotors von den Antriebsrädern des

Fahrzeugs angetrieben wird (Abb. 2, S. 395).

Durch das Magnetfeld des Rotors wird in den drei

Wicklungen des Stators jeweils eine Wechselspan-

nung induziert. Die drei Wechselspannungen haben

jeweils einen Wechselstrom in den Ständerwicklungen

zur Folge. Die Summe der drei Wechselströme ergibt

einen Drehstrom. Dieser wird durch den Umrichter in

der Leistungs- und Steuerelektronik in Gleichstrom

umgewandelt. Mit diesem Gleichstrom wird dann die

Antriebsbatterie geladen. Dieser Vorgang wird als Rekuperation (rekuperare, lat.: wiedergewinnen) be-

zeichnet. Dadurch erfolgt eine Rückgewinnung eines

Teils der kinetischen Energie des Fahrzeugs.

Drehstrom-Synchronmotoren können auch als Dreh-stromgeneratoren verwendet werden und umgekehrt.

Das ist der Grund, warum in Elektrofahrzeugen nur

Drehstrom-Synchronmotoren eingesetzt werden.

Durch das Fließen der Wechselströme in den drei

Ständerwicklungen werden um diese Magnetfelder erzeugt, die so gerichtet sind, dass der Rotor und damit

das Fahrzeug abgebremst werden.

Die Drehstrommotoren werden mit einer Betriebs-

spannung bis etwa 650 V betrieben, um bei einer ent-

sprechenden Leistung mit kleineren Stromstärken aus-

zukommen. Dadurch werden die Leistungsverluste in

den Leitungen verringert (s. Kap. 39.1).

40.1.2 Hochvolt-Komponenten eines Elektroantriebs

Hochvolt-Komponenten sind (Abb. 4):

■ Antriebsbatterie,

■ Ladegerät für die Antriebsbatterie (s. Kap. 40.1.3),

■ Drehstrommotor mit Getriebe,

■ Leistungs- und Steuerelektronik,

■ Klimakompressor,

■ Heizung und

■ Kühlsystem.

Antriebsbatterie Die Antriebsbatterie (Abb. 5) ist eine Lithium-Ionen-

Hochvoltbatterie (s. Kap. 16.2.2) mit einer Nennspan-

nung von 360 V. Sie besteht aus 20 Batteriemodulen

mit jeweils einer Spannung von 18 V. Jedes Modul be-

Abb. 1: Leistungs- und Drehmomentkennlinie eines Drehstrom-

Synchronmotors

Abb. 2: Drehstrom-Asynchronmotor

Abb. 3: Drehstrom-Synchronmotor (Innenläufer)

VerteilerschienenAnschluss-leitungenfür Magnet-feldsensor

Stator(Ständer)

KühlkanalAnschlussflansch fürdie Antriebswelle

Rotor(Läufer)

Drehstromanschluss

Rotorpositionssensor

Anschlussflansch für die Antriebswelle

elektrischer Anschlussfür Temperatur- undRotorpositionssensor

Temperatursensor

Rotor (Läufer) mit Permanentmagneten

Stator (Ständer) mit derDrehstromwicklung

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397

Hochvoltkomponenten / high-voltage components

steht aus 10 Zellen mit einer Spannung von 3,6 V, wo-

von jeweils 5 Zellen parallelgeschaltet sind. Die Kapa-

zität beträgt 50 Ah und die Nennenergie 18 kWh. Die

Masse beträgt 230 kg. Der Temperatureinsatzbereich

erstreckt sich von –30 bis +50 °C.

Die Antriebsbatterie hat eine Luftkühlung und ist unter

der Bodengruppe angeordnet. Dadurch hat das Fahr-

zeug einen niedrigen Schwerpunkt und die Antriebs-

batterie wird zusätzlich vom Fahrtwind unter der Bo-

dengruppe gekühlt.

Die Kühlung der Antriebsbatterie ist notwendig,

weil diese durch die Ladungs- und Entladungsvorgän-

ge erwärmt wird.

Die Temperatur und die Spannung der Batteriezellen

werden überwacht. Dadurch wird die Betriebsdauer der

Batterie erhöht.

Im Schaltkasten der Antriebsbatterie sind die Hoch-

voltrelais untergebracht. Diese haben die Aufgabe, die

Verbindung von der Antriebsbatterie zu den Hochvolt-

komponenten zu schließen und wieder zu öffnen (s.

Kap. 39. 5).

Drehstrommotor mit GetriebeZum Antrieb des Fahrzeugs wird ein Drehstrom-Syn-chronmotor verwendet. Dieser ist ein Innenläufer-

motor (Abb. 3 und 7). Im Gehäuse des Drehstrommo-

tors ist auch das 1-Gang-Getriebe mit dem Achs- und

Ausgleichsgetriebe untergebracht (Abb. 6 und 7). Eine

Kupplung ist nicht vorhanden, weil Gänge nicht ge-

schaltet werden. Die Gesamtübersetzung der Zahnrä-derpaare beträgt iges = 8,2 : 1.

Das ist für den Radantrieb bei der max. Drehzahl des

Drehstrommotors von 12 000/min eine Drehzahl von

1 463/min.

Ein Zahnradpaar für den Rückwärtsgang ist nicht vor-

handen und auch nicht nötig. Zum Rückwärtsfahren

werden dieselben Zahnradpaare wie beim Vorwärts-

fahren benutzt. Der Drehstrommotor wird dabei durch

die Leistungs- und Steuerelektronik so gepolt, dass er

seine Drehrichtung ändert.

In der Tab. 1 sind die technischen Daten des Dreh-

strommotors enthalten.

Abb. 6: Drehstrommotor mit Getriebe

Abb. 7: Aufbau des Drehstrommotors mit Getriebe

Tab. 1: Technische Daten des Drehstrommotors

Nennspannung 360 V

maximale Leistung 60 kW

maximale Stromstärke 167 A

maximales Drehmoment 210 N m

maximale Drehzahl 12 000/min

Masse mit Getriebe 76 kg

Wirkungsgrad bis zu 94 %

Abb. 4: Hochvoltkomponenten eines Elektroantriebs

Abb. 5: Antriebsbatterie

Hochvoltanschlüsse

Parksperre

TriebwelleAntriebswelleRotorwelle

Achsantriebs-zahnrad z4

Zahnräder z2 und z3

Zahnrad z1

Ausgleichs-getriebe

Gehäuse mit Stator und Rotor

HochvoltbatterieNominalspannung: 345 VKapazität: 25 AhZellen (8 Module): 96

Gehäuseoberschale

Gehäuseunterschale

Dämmung

Hochvoltan-schlüsse

Batterie-Verteiler-Box

HV-Plus-Anschluss

HV-Minus-Anschluss

3 Phasenanschlüsse

Lager-schild-deckel

Kühlmittel-anschlüsse

1-Gang-Getriebe

Getriebe-gehäuse

Stator Rotor

Elektromotor

Motorgehäusemit eingegossenerKühlerstruktur

Ausgleichsgetriebemit Radantrieb

Klimakompressor Ladesteckdose

Drehstrommotor

Antriebsbatterie

Heizung

Steuergerät

für Ladung,

Klimakom-

pressor und

Heizung: L1 (Phase): PE (Schutzleiter): N (Neutralleiter): Hochvoltleitungen

Leistungs- und Steuerelektronik

Drehstrom-motor/Dreh-stromgenerator

Fahr

wer

ks-

und

Brem

ssys

tem

e42 Achsgeometrie

420

42.4.4 Ablauf der elektronischen Fahrwerks-vermessung

Vor der Fahrwerksvermessung ist eine Felgenschlag-kompensation durchzuführen. Das Messsystem er-

fasst den Felgenschlag beim Einfahren auf den

Fahwerksmessstand. Der Computer speichert einen

vorhandenen Felgenschlag als Korrekturwert für die an-

schließenden Messungen.

Mit der Felgenschlagkompensation werden der

Seitenschlag der Felge und der mögliche Aufspann-

fehler des Messwertaufnehmers elektronisch erfasst

und für die Vermessung von Spur und Sturz kompen-

siert (compensare: lat.: ausgleichen).

Mithilfe einer Lenkradwaage wird die exakte Stellung

des Lenkrades in der Nullstellung ermittelt (Abb. 1).

Die Lenkradwaage mit elektronischer Neigungsmes-

sung zeigt die aktuellen Winkelwerte des Lenkrades an.

Überschreitet der aktuelle Winkelwert einen bestimm-

ten vorab eingestellten Toleranzwert (max. ± 5°), muss

die Lenkung neu eingestellt werden.

Danach ist der Bremsenspanner zwischen Bremspe-

dal und Fahrersitz zu montieren. Es erfolgt eine Blockie-

rung der Betriebsbremse.

Für Messungen bei belastetem Fahrzeug sind die vor-geschriebenen Beladungen einzuhalten. Ein verän-

derter Höhenstand des Fahrzeugs kann die Fahrwerks-

messwerte verändern.

Neue Sollwerte von Fahrzeugen werden durch regelmä-

ßige Updates im Computer gespeichert. Durch die Einga-

be der Fahrzeugdaten werden die für das Fahrzeug gülti-

gen Sollwerte aufgerufen. Die Sollwerte werden für einen

Vergleich mit den gemessenen Istwerten verwendet.

Der Messablauf kann vom Bediener bestimmt werden.

Wahlweise steht ein fester Messablauf bzw. das Abru-

fen von einzelnen Messwerten zur Verfügung (z. B. für

Spreizung, Nachlauf und Spurdifferenzwinkel).

42.4.5 Auswertung und EinstellungAlle Messdaten werden an den Computer übermittelt, der

daraus die geometrische Fahrachse berechnet (Abb. 2).

Die Bezugsachse für die Achsvermessung ist die

geometrische Fahrachse: Das ist die Winkelhalbie-

rende der Gesamtvorspur der Hinterachse.

Der Computer vergleicht alle Istwerte mit den Sollwer-

ten. Auf dem Monitor werden die Werte angezeigt.

Durch Farbbereiche wird der Toleranzgrenzwert an-

gezeigt, d. h. ob die Messwerte „innerhalb“ oder „au-

ßerhalb“ der Toleranz liegen. Im Computer finden sich

Hinweise für die Korrekturmöglichkeit einzelner Ein-

stellwerte an der Radaufhängung.

Nach der Einstellung erfolgt eine Kontrollmessung.

Alle Daten zur Achsgeometrie können mit den entspre-

chenden Toleranzangaben abschließend als Messpro-

tokoll ausgedruckt werden.

Schnellspann-vorrichtung

digitale Anzeigein Winkelgrad

Abb. 1: Lenkradwaage zur Ermittlung der Nullstellung

β= Gesamt-vorspurwinkel

geometrische Fahrachse(zugleich Winkel-halbierende)

α

γ

Abb. 2: Geometrische Fahrachse

Summe der vier Eckwinkel jeweils 360°

a) kein Versatz b) Radstand- differenz

c) Radstand- versatz

Abb. 3. Messung der Eckwinkel

42.4.6 FahrwerksanalyseDie elektronische Fahrwerksvermessung ermöglicht

neben den bisher üblichen Einstelldaten für die Radauf-

hängungen eine genaue Fahrwerksanalyse. Das ge-

schlossene Messfeld bildet ein Messrechteck (Abb. 3a),

dessen vier Ecken zusammen 360° ergeben. Ist das

Rechteck verzerrt (Abb. 3b und 3c), so ergeben sich Hin-

weise auf eventuell erforderliche Reparaturen am Fahr-

werk bei Achsversatz, Radstanddifferenz, Seitenversatz,

Radversatz und Spurweitendifferenz (Abb. 4).

Fahr

wer

ks-

und

Brem

ssys

tem

e

421

Fahrwerksanalyse / chassis analysis

Nach der Achsvermessung müssen z. B. die folgenden

Sensoren der Fahrerassistenzsysteme neu einge-

stellt werden:

■ Radarsensor für die automatische Distanzregelung

(ACC), wenn die Spur an der Hinterachse nachge-

stellt wurde (Abb. 5).

■ Frontkamera des Spurhalteassistenten (Abb. 5),

Rückfahrkamera für das Einparksystem (Abb. 6),

wenn die Spur- und die Sturzwerte an der Hinterach-

se nachgestellt wurden.

Aufgaben Nennen Sie die drei Raumachsen eines Fahrzeugs

mit den dazugehörenden Bewegungen.

Erklären Sie den Begriff „Wankzentrum“.

Wodurch wird die Wankachse eines Fahrzeugs

gebildet?

Erläutern Sie den Begriff „Kurvengrenz-

geschwindigkeit“ an einem Beispiel.

Erklären Sie die Begriffe „Schwimmwinkel“ und

„Schräglaufwinkel“.

Erklären Sie die Begriffe „übersteuerndes“,

„unter steuerndes“ und „neutrales“ Fahrverhalten.

Skizzieren Sie an einem untersteuernden Fahr-

zeug in der Draufsicht den Schräglaufwinkel,

die Lage des Schwerpunkts und das mögliche

Ausbrechen des Fahrzeugs.

Erklären Sie die folgenden Begriffe: „Spurweite“,

„Spur“, „Spurdifferenzwinkel“, „Sturz“, „Lenkroll-

halbmesser“ und „Spreizung“.

Skizzieren Sie ein beliebiges Rad mit 5° Sturz und

8° Spreizung in der Seitenansicht.

Begründen Sie die Notwendigkeit für Vorspur,

Sturz und Lenkrollhalbmesser.

Welchen Vorteil hat ein negativer Lenkroll-

halbmesser?

Skizzieren Sie an einem Rad mit positivem Lenk-

rollhalbmesser die Wirkung einer Bremskraft in

der Draufsicht.

Erläutern Sie die wesentlichen Unterschiede zwi-

schen dem CCD- und 3-D-Messsytem.

Welche Vorteile bieten 3-D-Messwertaufnehmer

gegenüber CCD-Messwertaufnehmer?

Welche Kontrollen sind vor jeder Fahrwerksver-

messung durchzuführen?

Welche Aufgabe hat die Lenkradwaage bei der

Fahrwerksvermessung?

Was ist die Bezugsachse für die elektronische

Fahrwerksvermessung?

Wodurch werden bei der Fahrwerksanalyse

Schäden am Fahrwerk erkannt?

Abb. 6: Einstellung der Rückfahrkamera

Einstellvorrichtung

Abb. 4: Ermittlung zusätzlicher Werte

b) Achsversatz

c) Radstanddifferenz

d) Seitenversatz

e) Radversatz (hinten)

f) Spurweitendifferenz

a) kein Achsversatz

Abb. 5: Einstellung des Radarsensors und der Frontkamera

Einstelltafel fürFrontkamera

Einstelltafel fürRadarsensor

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ose 52 Elektronische Systeme und Diagnose

566

Abb. 1: Adapterleitungsset

PrüfadapterMessgerät

Steck-kupplung

Abb. 2: Prüfadapter mit internem Messgerät

Buchsenkasten

Steckkupplungen

Abb. 3: Prüfadapter zum Anschluss für externe Messgeräte

SteckkupplungSteuergerät

Buchsenkasten

Steuergerätestecker

Y-Verbindung

Abb. 4: Anschlussschema von Prüfadaptern

Abb. 5: Systemtestgerät

Adapterleitungen (Abb. 1) ermöglichen Verbindungen

zu einzelnen Messstellen (Sensoren, Aktoren, Stecker).

Prüfadapter (Abb. 2 und 3) werden am Zentralstecker

des Steuergerätes angeschlossen, weil an dieser Stelle

sämtliche Verbindungen zu den Sensoren und den Ak-

toren konzentriert sind. Die Messwerte können von ei-

nem internen (Abb. 2) oder externen Messgerät (z. B.

Vielfachmessgerät) abgelesen werden. Prüfadapter

werden für Messungen an arbeitenden Systemen (z. B.

laufender Motor) über eine Y-Verbindung (Abb. 4) mit

dem Steuergerät verbunden.

52.7.3 Eigendiagnose

Elektronische Systeme mit eigendiagnosefähigen Steuergeräten haben die Fähigkeit, ihre Peripherie

größtenteils selbst zu überwachen und auftretende

Fehler zu speichern.

Durch die Eigendiagnose wird die Fehlersuche mit ge-

zielten Hinweisen auf Fehlerart und Fehlerort erleich-

tert.

Vom Steuergerät gespeicherte Fehler können mithilfe

eines Systemtestgerätes (Abb. 5) ausgelesen und nach

Instandsetzung gelöscht werden.

Beispiel: Ein getrennter Stecker am Motortemperatur-

sensor einer Motronic ergibt einen hohen Widerstand

im Stromkreis. Das Steuergerät erfasst eine hohe

Spannung und damit eine extrem niedrige Temperatur

(–36 °C).

Durch den Vergleich mit gespeicherten Grenzwerten oder durch eine Plausibilitätsprüfung (z. B. Vergleich

mit den Werten des Ansaugluft-Temperatursensors)

erkennt das Steuergerät den Fehler und speichert ei-

nen entsprechenden Fehlercode im EEPROM (s. Kap.

52.5.2). Die Aktivierung des Notlaufprogramms ermög-

licht die Weiterfahrt mit einem Ersatzwert (z. B. 80 °C).

Über eine Diagnoseschnittstelle (Diagnosesteckdo-

se, Abb. 7) kann ein Systemtestgerät (Abb. 5) mit dem

Steuergerät verbunden werden.

Auf dem Display des Systemtestgerätes können z. B.

folgende Aussagen erscheinen:

■ „Fehlercode 17, Kühlmitteltemperatursensor Unter-

brechung im Stromkreis“ oder

■ „Fehlercode 17, Kühlmitteltemperatursensor Span-

nung zu hoch“.

Da das Systemtestgerät keine Aussagen über defekte

Bauteile (z. B. Leitungen, Sensoren, Stecker) machen

kann, sondern nur den Stromkreis und die Art des

Fehlers nennt, erfolgt die weitere Fehlersuche im ge-

nannten Stromkreis mit den üblichen Messgeräten und

Hilfsmitteln (s. Kap. 52.7.1).

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567

Eigendiagnose / self-diagnosis

On-Board-DiagnoseDie EU-Abgasvorschriften schreiben ab EURO 3 (2001)

neben Abgasgrenzwerten auch die Funktionsüber-

wachung der abgasrelevanten Bauteile durch die On-Board-Diagnose (OBD) verbindlich vor.

Durch die OBD erfolgt eine Überwachung aller abgasre-levanten Systeme während der Fahrt. Dadurch wird ein

Ansteigen der Abgasgrenzwerte erkannt und angezeigt.

12010080

60

40

20

140160

180

200

220

543

21

0

67

100120

0

1/21

Abb. 6: Abgas-Warnleuchte (MIL)

Fehler im Abgassystem werden durch die Abgas-Warn-leuchte, auch Motorkontrollleuchte genannt, angezeigt

(Abb. 6). Sie wird als MIL (Malfunction Indicator Lamp,

engl.: Störungsanzeigelampe) bezeichnet. Wird die „Zün-

dung“ eingeschaltet, muss die MIL aufleuchten und wäh-rend des Startens ausgehen. Die MIL kann während

des Auftretens eines Fehlers drei Zustände anzeigen.

Kurzzeitiges Blinken weist auf einen temporären Feh-

ler hin. Dieser muss aber nicht weiter beachtet werden.

Dauerhaftes Blinken weist auf einen schwerwiegen-

den Fehler hin, der z. B. den Katalysator beschädigen

kann. Das Fahrzeug muss mit geringer Fahrgeschwin-

digkeit zu einer Werkstatt gefahren werden.

Dauerhaftes Leuchten bedeutet, dass ein abgasrele-

vanter Fehler vorliegt und die Werkstatt aufzusuchen ist.

Bei der Überwachung wird unterschieden zwischen ei-

ner kontinuierlichen Überwachung, wozu das Kraft-

stoffsystem (Gemischbildung) und die Verbrennungs-

aussetzer-Erkennung gehören, und einer sporadi-schen Überwachung, z. B. des Katalysators und des

Sekundärluftsystems (Tab. 7, S. 568).

Das Auslesen der Überwachungsergebnisse erfolgt

über eine genormte 16-polige Diagnosesteckdose für ein 12- bzw. 24-Volt-Bordnetz (Abb. 7). Die Pin-

Belegung ist zum Teil genormt ( TB). Die Diagno-

sesteckdose muss so verbaut sein, dass sie vom

Fahrersitz aus erreichbar ist.

Abb. 7: Diagnosesteckdose für das 12 V-Bordnetz

Abb. 8: Teststation mit integriertem Systemtestgerät

Abb. 9: OBD-Messmodul

Im Rahmen der Fahrzeugüberwachung kann der Feh-

lerspeicher mit einem Systemtestgerät (Abb. 8) über

die Diagnosesteckdose ausgelesen werden.

Mit geeigneten Prüfgeräten, z. B. einem OBD-Mess-modul (Abb. 9), können folgende Prüfebenen abgeru-

fen werden:

■ abgasrelevante Ist-Werte, Diagnosedaten des Systems,

■ Fehlerumgebungsdaten,

■ emissionsrelevante Fehlercodes,

■ Löschen von Fehlercodes,

■ Messwerte der Lambdasonden,

■ herstellerspezifische Messwerte des Systems,

■ temporäre Fehlercodes,

■ Stellgliedtest und

■ Fahrzeug- und Systeminformationen.

Readiness-Code (Bereitschaftscode)

Der Readiness-Code ist das Ergebnis der Bereit-schaftstests während der On-Board-Diagnose von

abgasrelevanten Systemen (Tab. 7, S. 568).

Der Readiness-Code ist ein zwölfstelliger Binärcode

und besteht aus zwei Teilen (Abb. 1, S. 568).

Der erste Teil hat die Bezeichnung „Prüfprotokoll: un-

Träger für die Messleitungen(z.B. für Öltemperatursensor, Klopfsensor)

Monitor

OBD-Messmodulzur Steuergeräte-diagnose mitBluetooth-Funk-anbindung

PC mit Tastatur

Drucker

Anschlüsse für2-Kanal-Oszilloskop,2-Kanal-Vielfachmessgerät

Anschluss fürOBD-Adapterkabel

Anschlüsse für Spannungsver-sorgung und USB-Adapterkabelfür PC-Verbindung ohne Bluetooth

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ose 52 Elektronische Systeme und Diagnose

568

1 = System verbaut0 = System nicht verbaut

Prüfprotokoll: unterstützt 011111111101

gesetzt 000000000000

alle Systemtests durchgeführt

1 = Prüfung erfolgte nicht0 = Prüfung erfolgte

Abb. 1: Beispiel eines Readiness-Codes

terstützt“. In diesem 1. Teil wird durch eine „0“ oder

eine „1“ gekennzeichnet, welche Systeme im Kraftfahr-

zeug verbaut sind (Tab. 7).

Der 2. Teil hat die Bezeichnung „Prüfprotokoll: ge-setzt“. In diesem Teil wird durch eine „0“ oder eine „1“

gekennzeichnet, ob eine Prüfung erfolgte oder nicht.

Der Readiness-Code gibt an, ob Prüfungsabläufe

zur Fehlererkennung durchgeführt wurden. Der Code

gibt einen Hinweis darauf, ob bei den abgasrelevanten

Systemen seit dem letzten Löschen des Fehlerspeichers

zu dem jeweiligen System ein Diagnoseergebnis vorliegt.

In der Tab. 7 wird die Aufteilung des Readiness-Codes

auf die zu prüfenden Systeme aufgeführt sowie das

Beispiel eines fehlerhaften Readiness-Codes aufgrund

eines nicht geprüften Tankentlüftungssystems.

Die Überwachung der Systeme wird eingeteilt in „konti-nuierlich“ und „sporadisch“. „Kontinuierlich“ bedeutet,

dass die Systeme seit dem Starten des Motors dauernd

überwacht werden. „Sporadisch“ bedeutet, dass die Sys-

teme nur dann überwacht werden, wenn die Systeme,

z. B. Sekundärluftsystem, arbeiten oder ihre Betriebs-

temperatur, z. B. Katalysator, erreicht haben (Tab. 7).

Seit dem Jahr 2006 wird der Readiness-Code bei der

Umweltverträglichkeitsprüfung („AU“, s. Kap. 53.2.1)

ausgelesen. Ein erfolgreich durchgeführter Bereit-

schaftstest, zusammen mit einer bestandenen Abgas-

prüfung am Endrohr, genügen, um die Umweltverträg-

lichkeitsprüfung zu bestehen.

Im Zusammenhang mit der Bildung von Readiness-

Codes werden auch Fehlercodes erstellt. Diese bein-

halten nicht nur das Abgasverhalten, sondern werden

aufgrund einer umfassenden Eigendiagnose aller elek-

tronischen Systeme gebildet.

Die Fehlercodes sind in der Norm SAE J2012 bzw. der

ISO 15031-6 definiert. Dazu kommen noch hersteller-

spezifische Fehlercodes.

Die Tab. 8 zeigt an einem Beispiel die Zusammenset-zung der Fehlercodes. Der Fehlercode besteht aus 5

Stellen, welche den Fehler den Baugruppen und Bautei-

len zuweisen. Die Fehlercodes werden in Listen aufge-

listet. Aus denen können dann Hinweise auf den Fehler

entnommen werden. Die Fehlercodes können von Sys-

temtestgeräten auch im Klartext ausgegeben werden.

Wird der Fehlerspeicher gelöscht, wird auch der

Readiness-Code zurückgesetzt.

Tab. 7: Enthaltene Systeme im Readiness-Code

Systeme

Readiness-Code

unbenutzt

herste

llerspezifisc

he Be

legung

Kraft

stoffs

ysteme

Verb

rennungsau

ssetze

r

Abga

srückfüh

rung

Lamb

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da-S

onden

Klima

anlag

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Sekundär

luftsy

stem

Tankentlü

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ssystem

Katal

ysato

r-Heiz

ung

Katal

ysato

r

1. Teil verbaut 1

0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1nicht verbaut 0nicht unterstützt 0

2. Teil geprüft 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0nicht möglich 0nicht geprüft 1

kontinuierlich überwacht X X X Xsporadisch überwacht X X X X X X X X

Tab. 8: Bedeutung der Fehlercodes nach ISO 15031-6

Erläuterung am Beispiel „P0303“

B → Body (Karosserie)

C → Chassis (Fahrwerk)

P → Powertrain (Antriebsstrang)

U → Network (Bussystem)

1. Stelle

0 → herstellerunabhängig

1 → herstellerspezifische Baugruppe2. Stelle

0 → Gesamtsystem

1 → Sekundärluft/Gemischaufbereitung

2 → Kraftstoffsystem

3 → Zündanlage/Verbrennungsaussetzer

4 → zusätzliche Systeme zur Emmissions-

überwachung

5 → Geschwindigkeits-/Leerlaufregelung

6 → CPU und die Ein-/Ausgangssignale

7 → Getriebe

3. Stelle

Fortlaufende Nummerierung der Bauteile 4. und 5. Stelle

Beispiel: P0303 → P: Antriebsstrang. 0: Herstellerunabhängig.

3: Zündanlage/Verbrennungsaussetzer. 03: im 3. Zylinder

Aufgaben zu Kap. 52.7 Welche Mess- bzw. Prüfgeräte werden für die Di-

agnose an elektronischen Systemen verwendet?

Welche Hilfsmittel werden für die Diagnose an

elektronischen Systemen benötigt?

Beschreiben Sie die Anwendungsbereiche von

Adapterleitungen und Prüfadaptern.

Beschreiben Sie das Prinzip der Eigendiagnose

am Beispiel einer Leitungsunterbrechung im

Stromkreis eines Temperatursensors.

Was bedeutet das Aufleuchten der Abgas-Warn-

leuchte während der Fahrt?

Was ist ein Systemtestgerät (Diagnosecomputer)?

Mit welchem Funktionsumfang kann ein System-

testgerät ausgestattet sein?

Nennen Sie die Aufgabe eines OBD- bzw. EOBD-

Systems.

Erläutern Sie den Aufbau und die Aufgabe eines

Readiness-Codes.

Nennen Sie die Baugruppe, in welcher der Fehler

P0401 zu finden ist.

Erklären Sie die Fehlercodes P0204 und P01.

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53 Hauptuntersuchung

569

53.1 Aufgaben und Grundlagen der Hauptuntersuchung (HU)

Die Hauptuntersuchung (HU) hat die Aufgabe,

zu verhindern, dass Kraftfahrzeuge und Anhänger mit

Sicherheits- und Abgasmängeln am Straßenverkehr

teilnehmen. Dazu gehört auch die Prüfung bestimmter

elektronischer Sicherheitssysteme.

Die HU ist seit dem 01.12.1951 gesetzlich vorgeschrie-

ben (§ 29 StVZO, Tab. 2, S. 571).

Die Halter von zulassungspflichtigen und kennzeichen-

pflichtigen Fahrzeugen haben ihre Fahrzeuge auf ihre Kos-

ten in regelmäßigen Zeitabständen untersuchen zu lassen.

Ausgenommen sind:

■ Fahrzeuge mit rotem Kennzeichen und

■ Fahrzeuge der Bundeswehr und der Bundespolizei.

Über die Untersuchung der Fahrzeuge der Feuerweh-

ren und des Katastrophenschutzes entscheiden die zu-

ständigen obersten Landesbehörden im Einzelfall oder

allgemein (Fahrzeug-Zulassungsverordnung – FZV –

§ 3 und 4 nach Maßgabe der Anlagen VIII und VIII a

des § 29 StVZO).

Bei der HU haben der durchführende amtlich aner-

kannte Sachverständige oder Prüfer (aaSoP) bzw. der

Prüfingenieur (PI) die Feststellung zu treffen, ob das

Fahrzeug zum Zeitpunkt der Untersuchung verkehrssi-

cher, umweltverträglich und vorschriftsmäßig ist.

Die Durchführung der HU wurde von Beginn an von

privaten Prüforganisationen durchgeführt. Diese

müssen staatlich anerkannt sein und unterliegen einer

amtlichen Kontrolle.

Prüforganisationen sind z. B.: TÜV (Technischer Über-

wachungsverein), DEKRA (Deutscher Kraftfahrzeug-

Überwachungsverein), GTÜ (Gesellschaft für technische

Überwachung) und KÜS (Kraftfahrzeug-Überwachungs-

organisation freiberuflicher Kfz-Sachverständiger).

Ab dem 1.12.1951 waren die Technischen Überwa-

chungsvereine (TÜV) in vielen Regionen Deutschlands

allein für die Durchführung der HU zuständig, Deshalb

wird die HU umgangssprachlich oft auch heute noch als

„TÜV“ bezeichnet.

Die HU kann entweder in eigenen Prüfstellen der Prüf-

organisationen oder in als Prüfstützpunkt anerkannten

Werkstätten der Kfz-Firmen durchgeführt werden.

Findet die HU in den Werkstätten der Kfz-Firmen statt,

so wird diese dort von einem Prüfingenieur (PI) der

Prüforganisationen abgenommen.

Eine Ausnahme ist die Umweltverträglichkeitsprü-fung (Anlage VIII der StVZO), die umgangssprach-

lich nach wie vor als Abgasuntersuchung (AU, s. Kap.

53.2.1) bezeichnet wird. Diese wird dann von den Kfz-

Firmen durchgeführt.

Es gibt auch die Möglichkeit, dass die AU in einer Kfz-

Firma stattfindet, aber der zweite Teil der HU (s. Kap.

53.2) in einer Untersuchungswerkstatt der Prüforgani-

sationen. Dabei darf die AU nicht älter als zwei Monate

vor der HU stattgefunden haben.

Bei Gasanlagen für Antriebssysteme von Kraftfahrzeu-

gen darf die Untersuchung 12 Monate vor dem Termin

der nächsten HU stattgefunden haben.

Die Gebühren für die HU werden von den Prüforgani-

sationen und den Kfz-Firmen festgelegt. Diese stehen

dabei im freien Wettbewerb.

53.2 Umfang und Durchführung der Hauptuntersuchung

Die Hauptuntersuchung besteht aus der

■ Umweltverträglichkeitsprüfung (AU) und

■ Fahrzeugprüfung.

Die HU beginnt mit der Umweltverträglichkeitsprüfung.

Danach erfolgt die Fahrzeugprüfung. Wird bei einem

Teil ein erheblicher Mangel festgestellt (s. Kap. 53.2.3),

ist die HU nicht bestanden.

53.2.1 Umweltverträglichkeitsprüfung

Die Umweltverträglichkeitsprüfung ersetzt seit

Januar 2010 die Abgasuntersuchung (AU) und ist seit-

dem Bestandteil der Hauptuntersuchung (HU).

Die für die Umweltverträglichkeitsprüfung gesetzlich

gültigen Vorschriften sind im § 29 StVZO und in den An-

lagen VIII und VIII a festgelegt.

Die Umweltverträglichkeitsprüfung wird in der

Praxis auch als UMA (Untersuchung des Motorma-

nagement-/Abgasreinigungssystems) bezeichnet.

Die Umweltverträglichkeitsprüfung umfasst eine Sicht-prüfung und Funktionsprüfungen (Tab. 1, S. 570).

Das Bestehen der Umweltverträglichkeitsprüfung

und der Hauptuntersuchung wird nur noch durch die

HU-Plakette am hinteren Kennzeichen dokumentiert.

Im Kraftfahrzeug eingebaute Diagnosesysteme OBD (On-Board-Systeme) überwachen ständig die für die

Abgaszusammensetzung relevanten Teilsysteme.

Fehlfunktionen in diesen Systemen werden erfasst und

im OBD-Fehlerspeicher abgelegt. Über Schnittstellen

können diese Fehler ausgelesen werden.

Zur Abgrenzung gegenüber außereuropäischen Ländern

werden von vielen Herstellern diese Diagnosesysteme

als EOBD (Europäische On-Board-Diagnose) bezeichnet.

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ose 53 Hauptuntersuchung

570

Treten Fehler in diesen Systemen auf, welche zu einer

deutlichen Verschlechterung der Abgaswerte führen,

wird dies durch eine Motorkontrollleuchte angezeigt.

Die ständige Überwachung im OBD-System umfasst

die folgenden Bereiche:

■ Katalysator,

■ Lambda-Sonden,

■ Motorsensoren,

■ Kraftstoffsystem,

■ Abgasrückführung,

■ Sekundärluftsystem und

■ Zündsystem (Verbrennungsaussetzer).

Bei Kraftfahrzeugen, die nach dem 01.01.2006 erst-

mals in Verkehr gekommen sind, wird im Rahmen der

Abgasuntersuchung von den Prüforganisationen oder

anerkannten Werkstätten zunächst der Fehlerspeicher

ausgelesen.

Wenn alle Teilsysteme elektronisch ausgelesen wur-

den und keine Fehler abgelegt sind, erfolgt am Ende

der Prüfung noch eine Messung und Beurteilung der

Abgase im Endrohr der Abgasanlage. Entsprechen die

Abgaswerte den Vorgaben oder liegen Sie darunter, ist

die Umweltverträglichkeitsprüfung (AU) erfolgreich be-

standen.

Für Kraftfahrzeuge mit OBD, die vor dem 01.01.2006

erstmals in Verkehr kamen, erfolgt nach dem Auslesen

des OBD Fehlerspeichers eine Messung und Beurteilung

der Abgase im Endrohr der Abgasanlage. Für Kraftfahr-

zeuge ohne OBD wird wie bisher die Abgaszusammen-

setzung ermittelt und bewertet.

53.2.2 Fahrzeugprüfung Anforderungen an die Durchführung der Fahr-zeugprüfung

Die Durchführung der Fahrzeugprüfung hat zerstö-

rungsfrei und ohne Ausbau von Fahrzeugeinrichtun-

gen und -teilen zu erfolgen. Sie erfolgt grundsätzlich

ohne Montage und Einstellarbeiten.

Bei Untersuchungen über die elektronische Fahr-zeugschnittstelle ist sicherzustellen, dass

■ keine der im elektronischen Ergebnisspeicher abge-

legten Einträge geändert oder gelöscht,

■ keine neuen Einträge im elektronischen Ergebnis-

speicher vorgenommen,

■ der Funktionsumfang der Diagnosefunktionen nicht

beeinträchtigt und

Tab. 1: Umweltverträglichkeitsprüfung (AU)

Sichtprüfung für alle Kraftfahrzeuge

Prüfung aller schadstoffrelevanten Bauteile einschließlich der Abgasanlage auf Vorhandensein, Vollständigkeit, Dichtheit und

Beschädigungen. Bei OBD-Systemen ist eine Prüfung der Verliersicherung für den Tankdeckel, sowie der Kontrollleuchte Motor-

diagnose (MIL) erforderlich.

Funktionsprüfungen

Kraftfahrzeuge mit Otto-motor ohne oder unge-regeltem Katalysator

Prüfung der schadstoff-

relevanten Einstelldaten

nach den Vorgaben der

Hersteller.

Bei betriebswarmen

Motor sind zu prüfen: Schließwinkel bei

kontaktgesteuerten

Zündanlagen, Zündzeitpunkt, Leerlaufdrehzahl, CO-Gehalt im Abgas

bei Leerlaufdrehzahl.

Bei ungeregeltem Kata-

lysator zusätzlich den

CO-Gehalt im Abgas bei

einer erhöhten Leerlauf-

drehzahl prüfen (Herstel-

lervorgaben beachten).

Kraftfahrzeuge mit Ottomotor und geregeltem Katalysator

Prüfung der schadstoffrelevanten

Einstelldaten auf Einhaltung der vom

Hersteller für das Fahrzeug angege-

benen Sollwerte.

Bei betriebswarmen Motor und Kata-

lysator sind zu prüfen: Zündzeitpunkt (wenn möglich), Leerlaufdrehzahl, Funktion der Lambda-Regelkreise, Wert für

Lambda = 1+/-3 %, CO-Gehalt im Abgas bei Leerlauf-

drehzahl und erhöhter Leerlauf-

drehzahl (2 000 bis 3 000/min,

Herstellervorgaben beachten).

Kraftfahrzeuge mit Dieselmotor und geregeltem Katalysator

Zusätzlich noch Messung des Ab-

gastrübungswerts durch mehrfa-

ches Anheben der Motordrehzahl

bis zur Abregeldrehzahl. Ein vom

Hersteller vorgegebener Trübungs-

wert darf dabei nicht überschritten

werden.

Kraftfahrzeuge mit On-Board-Diagnoseab 01.01.2006 mit Otto- und Dieselmotoren

Prüfung des Zustands und der Zulässigkeit der Abgasanlage.

Über die OBD-Schnittstelle wird der Fehlerspeicher ausge-

lesen. Sind Fehler abgelegt, müssen diese behoben werden.

Eine neue Prüfung ist erforderlich.

Sind keine Fehler abgelegt, muss seit dem 01.01.2018 eine

Messung und Beurteilung der Abgaswerte im Endrohr erfol-

gen.

Kraftfahrzeuge mit On-Board-Diagnosevor dem 01.01.2006 mit Otto- und Dieselmotoren

Wenn eine OBD-Diagnose fahrzeugtechnisch möglich ist,

kann diese durchgeführt werden. Zusätzlich ist eine Messung

und Beurteilung der Abgaswerte im Endrohr erforderlich.

mit Ottomotor

Bei betriebswarmen Motor

sind dann die abgasrelevan-

ten Systemdaten zu prüfen:

Messung des CO-Gehalts im

Abgas bei Leerlaufdrehzahl

und erhöhter Leerlauf-

drehzahl (2 000 bis 3 000/

min, Herstellervorgaben

beachten).

mit Dieselmotor

Bei betriebswarmen Motor

wird viermal bis auf die

Abregeldrehzahl beschleu-

nigt und der Trübungswert im

Abgasstrom ermittelt.

Ein vom Hersteller vorgege-

bener Wert darf dabei nicht

überschritten werden.