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Ralf Deußen / Jörg Schmidt / Axel Sprenger / Carl-Heinz ZobelMeisterwissen im Kfz-Handwerk

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Ralf Deußen / Jörg Schmidt /Axel Sprenger / Carl-Heinz Zobel

Meisterwissenim Kfz-Handwerk5., aktualisierte und bearbeitete Auflage

Vogel Buchverlag


Weitere Informationen: www.vogel-buchverlag.de

Die 1. Auflage erschien unter dem Titel Die Meisterprüfung im Kfz-Handwerk.

ISBN 978-3-8343-3311-75. Auflage. 2013Alle Rechte, auch der Übersetzung, vorbehalten. Kein Teil des Werkes darf in irgendeiner Form (Druck, Fotokopie, Mikrofilm oder einem anderen Verfahren) ohne schriftliche Genehmigung des Verlages repro-duziert oder unter Verwendung elek tronischer Systeme verarbeitet, vervielfältigt oder verbreitet werden. Hier-von sind die in §§ 53, 54 UrhG ausdrücklich genannten Ausnahmefälle nicht berührt.Printed in GermanyCopyright 1998 by Vogel Business Media GmbH & Co. KG, WürzburgUmschlaggrafik: AVL Ditest, Graz

Prof. Dipl.-Ing. WILLI BOHL

Jahrgang 1936. Nach dem Abitur 1955 und anschließendem Industriepraktikum studierte er bis 1960 Maschinenbau an der Technischen Hochschule Karlsruhe (heute Universität) mitabschließendem Diplom. Einer zweijährigenIndustrietätigkeit folgte die Dozentur an derHochschule Heilbronn. Prof. Bohl betreute bis 1999 die Vorlesungen und Übungen für Strömungslehre und Strömungsmaschinen undwar Leiter des Labors Strömungsmaschinen.

Prof. Dipl.-Ing. WILLI BOHL undProf. Dr.-Ing. WOLFGANG ELMENDORFsind Autoren folgender Vogel Fachbücher:

Strömungsmaschinen 1Technische Strömungslehre

Prof. Dipl.-Ing. WILLI BOHList Autor des Vogel Fachbuchs:

Strömungsmaschinen 2

Prof. Dr.-Ing. WOLFGANG ELMENDORF

Jahrgang 1960. Nach dem Abitur 1979 und demWehrdienst studierte er bis 1986 Maschinenbau ander RWTH Aachen. Während der nachfolgendenwissenschaftlichen Tätigkeit am Institut für Strahlantriebe der RWTH beschäftigte sich Wolfgang Elmendorf insbesondere mit Transsonik-und Überschallverdichtern. Nach der Promotion1994 arbeitete er bei der Siemens AG KWUzunächst in der Verdichterentwicklung und übernahm später die Verantwortung für die Anlagenbewährung und Rotordynamik der Gasturbinen. Prof. Dr.-Ing. W. Elmendorf, seit 1999 Nachfolgervon Prof. W. Bohl an der Hochschule Heilbronn, ist dort für Vorlesungen und Labore im Bereich Strömungstechnik, Strömungsmaschinenund CFD (Computational Fluid Dynamics) verantwortlich.

ISBN 978-3-8343-3288-211. Auflage. 2013Alle Rechte, auch der Übersetzung, vorbehalten.Kein Teil des Werkes darf in irgendeiner Form(Druck, Fotokopie, Mikrofilm oder einem anderenVerfahren) ohne schriftliche Genehmigung desVerlages reproduziert oder unter Verwendungelektronischer Systeme verarbeitet, vervielfältigtoder verbreitet werden. Hiervon sind die in §§ 53, 54 UrhG ausdrücklich genannten Ausnahmefälle nicht berührt.Printed in GermanyCopyright 1980 by Vogel Business Media GmbH & Co. KG, Würzburg

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Vorwort

Vorwort 5

Eine Meisterprüfung setzt Meisterwissen voraus. Meisterwissen ist aber auch dann hilf reich, wenn man gar keine Meisterprüfung ablegen möchte.

Das vorliegende Fachbuch mit dem Titel Meisterwissen im Kfz-Handwerk ist ein neu gestaltetes und erweitertes Werk, das in direkter Folge zum bekannten und erfolg-reichen Fachbuch «Die Meisterprüfung im Kfz-Handwerk» steht.

Es ist ein unverzichtbares Nachschlagewerk für derzeitige und künftige Fachkräfte im Kfz-Bereich, das sicher auch interessierte Autofahrer anspricht.

Dieses Fachbuch spiegelt die Entwicklungen der Fahrzeug- und Motorentechno-logie wider, wobei die Elektronik einen Schwerpunkt bildet.

Hinzu kommen entsprechende gesetzliche Bestimmungen und Verordnungen.Das neue Nachschlagewerk ist ein hilfreicher Begleiter für den Fachmann in der

Praxis sowie bei der beruflichen Aus- und Fortbildung.Da dieses Fachbuch unterrichtsbegleitend eingesetzt werden kann, richtet es sich

auch an die Absolventen von Meister-, Techniker- und Ingenieurschulen. Der Lernende oder Studierende wird die ausführlichen Erläuterungen sicherlich zu schätzen wissen.

Die fachlich dargestellte Bandbreite umfasst folgende Kapitel:

q Motoren,q Kraftstoffeinspritzung,q Kraftübertragung,q Fahrwerk,q Bremsen,q Elektrik und Elektronik,q Klimatisierung.

Weitere Themen sind

q Werkstoffe, Lager, Gewinde sowie Kraft- und Schmierstoffe.

Als Meister und langjährig praktizierende Ausbilder im weit gefächerten Kfz-Bereich ist es unsere Motivation, ein umfassendes und leicht verständliches Fachbuch anzubieten.

In diesem Sinne wünschen wir allen interessierten Lesern, dass dieses Werk das persönliche technische Wissen erweitert bzw. beim beruflichen Werdegang wie auch in der Praxis hilfreich sein kann.

Ihr Autoren-Team


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Inhaltsverzeichnis

Inhaltsverzeichnis 7

Vorwort ................................................................................................................................... 5

1 Allgemeine Grundlagen für die Meisterprüfung ............................................................... 17

2 Verbrennungsmotoren ...................................................................................................... 25 2.1 Kurbeltrieb .............................................................................................................. 41 2.1.1 Kurbelwellen ............................................................................................. 42 2.1.2 Gleitlager .................................................................................................. 49 2.1.3 Pleuel ........................................................................................................ 54 2.1.4 Kolben ...................................................................................................... 56 2.1.5 Kolbenringe ............................................................................................... 65 2.1.6 Kolbenbolzen ............................................................................................ 68 2.1.7 Schwungscheibe ........................................................................................ 69 2.1.8 Zylinder .................................................................................................... 69 2.1.9 Zylinderköpfe ........................................................................................... 72 2.2 Ventiltrieb ............................................................................................................... 74 2.2.1 Steuerzeiten von Viertaktmotoren ............................................................. 74 2.2.2 Variable Steuerzeiten ................................................................................. 78 2.2.3 Überprüfung der Steuerzeiten .................................................................... 91 2.2.4 Ventile ....................................................................................................... 97 2.2.5 Ventilführungen ........................................................................................ 104 2.2.6 Ventilfedern ............................................................................................... 105 2.2.7 Ventildrehvorrichtungen ............................................................................ 105 2.2.8 Ventilspiel .................................................................................................. 107 2.2.9 Desmodromische Ventilsteuerung .............................................................. 109 2.3 Arbeitsverfahren bei Kfz-Motoren ........................................................................... 110 2.3.1 Viertakt-Ottomotor ................................................................................... 110 2.3.2 Zweitakt-Ottomotor ................................................................................. 115 2.3.3 Kompressionsdruckprüfung ...................................................................... 117 2.3.4 Druckverlusttest ........................................................................................ 119 2.3.5 Ungleichförmigkeit des Motors ................................................................. 120 2.3.6 Drehschwingungsdämpfer ......................................................................... 120 2.3.7 Zweimassenschwungrad ............................................................................ 121 2.3.8 Ausgleichswellen ....................................................................................... 124 2.3.9 Motoraufhängung ..................................................................................... 125 2.4 Motorleistung ......................................................................................................... 126 2.4.1 Leistungsbestimmende Faktoren ................................................................ 127 2.4.2 Drehmoment ............................................................................................. 127 2.4.3 Ventiltechnik ............................................................................................. 129 2.4.4 Schaltsaugrohr ........................................................................................... 130 2.4.5 Abgasturbolader ........................................................................................ 132 2.4.6 Brennraum ................................................................................................ 136 2.4.7 Doppelzündung ......................................................................................... 137 2.4.8 Phasenversetzte Doppelzündung ................................................................ 137 2.5 Motorschmierung .................................................................................................... 137 2.5.1 Schmiersysteme ......................................................................................... 141 2.5.2 Ölpumpen ................................................................................................. 143 2.5.3 Kurzschlussventil ....................................................................................... 144 2.5.4 Öldruckschalter ......................................................................................... 144


2.5.5 Ölfilter ...................................................................................................... 144 2.5.6 Ölkühler ................................................................................................... 146 2.5.7 Ölwechsel ................................................................................................. 146 2.6 Motorkühlung ........................................................................................................ 148 2.6.1 Luftkühlung .............................................................................................. 148 2.6.2 Flüssigkeitskühlung ................................................................................... 149 2.6.3 Visco-Lüfterkupplung ............................................................................... 155 2.6.4 Latentwärmespeicher ................................................................................ 157 2.6.5 Standheizung ............................................................................................ 157 2.6.6 Kennfeldgesteuertes Kühlsystem ............................................................... 158 2.7 Kreiskolbenmotor ................................................................................................... 159 2.8 Abgasanlage ............................................................................................................ 162 2.9 Dichtungselemente .................................................................................................. 165 2.10 Dieselmotoren ......................................................................................................... 167 2.10.1 Aufbau ...................................................................................................... 167 2.10.2 Zylinderlaufbuchsen, Zylinderlaufflächen ................................................. 167 2.10.3 Arbeitsverfahren ....................................................................................... 171 2.10.4 Kolbenspaltmaß ........................................................................................ 173 2.10.5 Motoraufladung ....................................................................................... 174

3 Gemischbildung und Verbrennung bei Ottomotoren ........................................................ 185 3.1 Abgase und Abgasnachbehandlung von Ottomotoren ............................................. 189 3.2 Katalytische Nachverbrennung ................................................................................ 193 3.2.1 Lambda-Regelung ..................................................................................... 197 3.2.2 Bosch-Spannungssprung-Lambda-Sonde

(Zweipunkt-Sonde nach dem Nernst-Prinzip) ............................................ 197 3.2.3 Siemens-Widerstands-Lambda-Sonde ........................................................ 203 3.2.4 Bosch-Breitband-Lambda-Sonde ............................................................... 205 3.2.5 Europäische On-Board-Diagnose (EOBD) ................................................. 208 3.3 Kraftstoffeinspritzung bei Ottomotoren .................................................................. 213 3.3.1 Bosch Motronic ....................................................................................... 215 3.3.2 Bosch ME-Motronic ................................................................................. 257 3.3.3 Bosch Mono-Motronic ............................................................................. 266 3.3.4 Bivalentes Einspritzsystem (Benzin/Erdgas, CNG) ..................................... 278 3.3.5 Bivalentes Einspritzsystem (Benzin/Flüssiggas, LPG) .................................. 283 3.3.6 Benzin-Direkteinspritzung (wandgeführt) .................................................. 287 3.3.7 Bosch MED-Motronic ............................................................................... 291 3.3.8 Benzin-Direkteinspritzung (strahlgeführt) .................................................. 307

8 Inhaltsverzeichnis


4 Gemischbildung und Verbrennung bei Dieselmotoren ...................................................... 313 4.1 Abgase und Abgasnachbehandlung von Dieselmotoren ........................................... 315 4.1.1 Abgaszusammensetzung ............................................................................ 315 4.1.2 Schadstoffentstehung ................................................................................ 315 4.1.3 Schadstoffminderung ................................................................................ 316 4.1.4 Abgasrückführung bei Dieselmotoren ....................................................... 317 4.1.5 Abgasnachbehandlung bei Pkw-Dieselmotoren ......................................... 318 4.1.6 Dieselpartikelfilter ..................................................................................... 320 4.1.7 Abgasnachbehandlung – Selective Catalytic Reduction (SCR) ................... 324 4.1.8 EOBD-Dieselmotoren ................................................................................ 327 4.2 Diesel-Einspritzverfahren ........................................................................................ 328 4.2.1 Direkteinspritzverfahren (DI) .................................................................... 329 4.3 Dieseleinspritzsysteme mit elektronischer Regelung (EDC) ...................................... 331 4.3.1 Bosch-Einspritzsystem mit Pumpe-Düse-Einheit (PDE) .............................. 333 4.3.2 VW/Siemens-VDO-Pumpe-Düse-Einheit mit Piezo-Ventil .......................... 375 4.3.3 Bosch-Einspritzsystem Pumpe-Leitung-Düse (PLD) ................................... 383 4.3.4 Bosch-Einspritzsystem Common Rail (CR) ............................................... 399 4.3.5 Bosch-Einspritzsystem Common Rail (CR) mit Piezo-Inline-Injektor ........ 428 4.3.6 Bosch-Radialkolben-Verteilereinspritzpumpe (VR..) ................................. 434 4.3.7 Bosch-Axialkolben-Verteilereinspritzpumpe (VE..) ................................... 462 4.4 Einspritzdüsen ........................................................................................................ 479 4.4.1 Mehrlochdüsen ......................................................................................... 480 4.4.2 Drosselzapfendüsen .................................................................................. 481 4.4.3 Einspritzdüsenhalter ................................................................................. 483 4.4.4 Düsenprüfung mit dem Handprüfgerät ..................................................... 486 4.4.5 Einspritzleitungen ..................................................................................... 487

5 Kraftübertragung ............................................................................................................. 489 5.1 Kupplung ................................................................................................................ 491 5.1.1 Aufgaben ................................................................................................... 491 5.1.2 Kupplungsarten ......................................................................................... 492 5.1.3 Kupplungsscheiben ................................................................................... 497 5.1.4 Ausrücklager ............................................................................................. 498 5.1.5 Einstellung und Betätigung der Kupplung ................................................. 503 5.1.6 Kupplungsfehler und deren Ursachen ........................................................ 504 5.1.7 Die selbst nachstellende Kupplung (SAC) .................................................. 506 5.1.8 Lamellenkupplung .................................................................................... 508 5.1.9 Magnetpulverkupplung ............................................................................. 509 5.1.10 Elektronisch gesteuerte Kupplungen .......................................................... 510 5.1.11 Kupplungen für Hybridantriebe ................................................................ 512 5.2 Wechselgetriebe ....................................................................................................... 512 5.2.1 Gleichachsige Getriebe .............................................................................. 514 5.2.2 Ungleichachsige Getriebe .......................................................................... 516 5.2.3 Schieberadgetriebe ..................................................................................... 516 5.2.4 Allklauengetriebe ...................................................................................... 517 5.2.5 Zähnezahlen und Übersetzungen ............................................................... 519 5.2.6 Synchrongetriebe ....................................................................................... 522 5.2.7 Schaltsperre und Schaltarretierung ............................................................ 528 5.2.8 Schaltgetriebe für Front- und Heckantrieb ................................................. 530 5.2.9 Nutzkraftwagen(Nkw)-Getriebe ............................................................... 532 5.2.10 Elektronisch-pneumatische Schaltung (EPS) .............................................. 533 5.2.11 I-Shift-Getriebe .......................................................................................... 536 5.2.12 Nebenabtriebe ........................................................................................... 537 5.2.13 Schmierung von Getrieben ........................................................................ 537 5.3 Automatikgetriebe ................................................................................................... 539 5.3.1 Hydrodynamische Kupplung ..................................................................... 540 5.3.2 Hydrodynamischer Drehmomentwandler .................................................. 541 5.3.3 Wandlerüberbrückungskupplung .............................................................. 546 5.3.4 Planetengetriebe, Arten ............................................................................. 549 5.3.5 Übersetzungen von Planetengetrieben ....................................................... 551



5.3.6 Schalten der Planetengetriebe .................................................................... 555 5.3.7 Mechanisch gesteuerte Automatikgetriebe ................................................ 559 5.3.8 Hydraulikeinrichtung im Automatikgetriebe ............................................. 563 5.3.9 Elektronisch-hydraulische Steuerung (ZF 4 HP 22 EH)

im 4-Gang-Automatikgetriebe ................................................................... 568 5.3.10 Adaptive Getriebesteuerung (AGS) ............................................................ 569 5.3.11 Sechsgang-Stufenautomatikgetriebe 6 HP 26 ............................................. 571 5.3.12 Siebengang-Automatikgetriebe .................................................................. 573 5.3.13 Achtgang/Neungang-Automatikgetriebe .................................................... 574 5.3.14 Stufenloses Automatikgetriebe (CVT = Continuously Variable Transmission) 577 5.3.15 Multitronic – Stufenloses Automatikgetriebe ............................................. 579 5.3.16 Halbautomatisches Getriebe ...................................................................... 584 5.3.17 Automatisierte Schaltgetriebe .................................................................... 585 5.3.18 Automatisierte Schaltgetriebe im Nutzfahrzeug ......................................... 593 5.3.19 Doppelkupplungsgetriebe (Dual-Tronic oder DSG-Direktschaltgetriebe) ... 595 5.3.20 Ab- und Anschleppen von Kfz unter Berücksichtigung der in den zu

schleppenden Kfz verwendeten Getriebe .................................................... 604 5.4 Verteilergetriebe ...................................................................................................... 606 5.5 Viscokupplung/Viscosperre ..................................................................................... 609 5.6 Torsen-Sperrdifferential (Audi) ................................................................................ 610 5.7 Haldex-Allrad-Kupplung ........................................................................................ 611 5.7.1 Haldex-Kupplung Generation IV ............................................................... 613 5.8 Kardan- oder Gelenkwellen ..................................................................................... 615 5.8.1 Gelenkwellen mit Kreuzgelenken ............................................................... 616 5.8.2 Gelenkwellen mit Gleichlaufgelenken ........................................................ 616 5.8.3 Tripodegelenke .......................................................................................... 619 5.8.4 Trockengelenke ......................................................................................... 619 5.9 Winkelgetriebe ........................................................................................................ 620 5.9.1 Verzahnungsarten von Kegelradgetrieben .................................................. 621 5.9.2 Grundsätzliches zur Einstellung von Kegelradgetrieben ............................. 623 5.9.3 Einstellen von Kegel- und Tellerrad ........................................................... 623 5.10 Ausgleichsgetriebe (Kegelrad-Differential), Aufbau und Funktion ........................... 626 5.10.1 Stirnrad-Differential (Leichtbau-Differential) ............................................ 628 5.10.2 Schaltbare Differentialsperre ..................................................................... 629 5.10.3 Lamellenselbstsperrdifferential (ZF Lok-O-Matic) .................................... 631 5.10.4 Helical-Gear-Differential .......................................................................... 634 5.10.5 Variable Differentialsperre ........................................................................ 634 5.10.6 Torque Vectoring ...................................................................................... 635 5.10.7 Verteilergetriebe Twinster-Differential ....................................................... 637 5.10.8 Kronenrad-Differential ............................................................................. 637 5.10.9 Ferrari-Allradsystem 4RM (ruote motrici) ................................................ 639 5.11 Allradantriebe ......................................................................................................... 640 5.11.1 Zuschaltbarer Allradantrieb ...................................................................... 640 5.11.2 Permanenter Allradantrieb ........................................................................ 641 5.11.3 X-Drive-Allradkonzept BMW ................................................................... 643 5.11.4 SH-AWD-Allradkonzept Honda ................................................................ 643 5.11.5 Allradkonzept VW Touareg ...................................................................... 645 5.11.6 Porsche Allradantrieb Carrera 4 ............................................................... 646 5.11.7 ECOnnect-Allradantrieb ZF ...................................................................... 646 5.11.8 Allrad-Fahrzeuge auf dem Bremsenprüfstand ............................................ 647 5.12 Radvorgelegeantriebe .............................................................................................. 648 5.13 Angetriebene Doppelachse ...................................................................................... 649 5.14 MAN-Allradantrieb Hydro-Drive ........................................................................... 649

6 Fahrwerk .................................................................................................................. 653 6.1 Lenkgeometrie ........................................................................................................ 653 6.1.1 Sturz ......................................................................................................... 655 6.1.2 Spreizung .................................................................................................. 659 6.1.3 Nachlauf ................................................................................................... 664 6.1.4 Spur der Räder zueinander, Gesamtspur oder Spur ................................... 666



6.1.5 Lenktrapez ................................................................................................ 671 6.1.6 Dynamische Kurvenfahrt .......................................................................... 673 6.1.7 Unterschied zwischen Hinterrad- und Frontantrieb ................................... 675 6.2 Lenkgetriebe ............................................................................................................ 676 6.2.1 Zahnstangenlenkung ................................................................................. 676 6.2.2 Kugelumlauflenkung ................................................................................. 679 6.2.3 Gemmer-Globoidschneckenlenkung (Rollenlenkung) ................................ 681 6.2.4 Einstellen von Lenkgetrieben ..................................................................... 682 6.2.5 Hilfskraftlenkungen (Servolenkungen) ...................................................... 684 6.2.6 Geschwindigkeitsabhängige Hydrolenkung ZF-Servotronic ...................... 697 6.2.7 Elektromechanische Servolenkung ............................................................ 700 6.3 Achsen am Kraftfahrzeug ........................................................................................ 701 6.3.1 Starrachsen ................................................................................................ 702 6.3.2 Einzelradaufhängung (Schwingachsen) ...................................................... 706 6.4 Federn (Federelemente) am Kraftfahrzeug ............................................................... 717 6.4.1 Blattfeder .................................................................................................. 717 6.4.2 Schraubenfedern ....................................................................................... 719 6.4.3 Torsions- oder Drehstabfedern .................................................................. 721 6.4.4 Luftfederung ............................................................................................. 722 6.4.5 Gashydraulische (hydropneumatische) Federung ....................................... 725 6.5 Querstabilisator ...................................................................................................... 725 6.6 Stoßdämpfer ............................................................................................................ 725 6.7 Räder und Reifen am Kraftfahrzeug ........................................................................ 731 6.7.1 Bereifung ................................................................................................... 731 6.7.2 Räder ......................................................................................................... 742 6.8 Unwucht an Kfz-Rädern .......................................................................................... 747 6.9 Reifendruck-Kontrollsysteme ................................................................................... 755 6.10 Verpflichtende Angaben zu Kraftstoffeffizienz, Nasshaftung und Rollgeräuschen .... 755

7 Fahrzeugbremsen ............................................................................................................. 757 7.1 Hydraulische Bremsen ............................................................................................. 758 7.1.1 Hauptzylinder ........................................................................................... 759 7.1.2 Tandem-Hauptzylinder ............................................................................. 763 7.1.3 Tandem-Hauptzylinder mit Volumenverbraucher ...................................... 766 7.1.4 Tandem-Hauptzylinder mit Zentralventil .................................................. 767 7.1.5 Gestufter Tandem-Hauptzylinder .............................................................. 768 7.1.6 Gestufter Tandem-Hauptzylinder mit Zentralventil ................................... 770 7.1.7 Spezial-Tandem-Hauptzylinder (Twintax) ................................................. 771 7.1.8 Elektrohydraulische Bremse (EHB) – Brake-by-wire-Bremssystem –

Sensotronic Brake Control (SBC) ............................................................... 773 7.2 Wartung der hydraulischen Bremsen ....................................................................... 774 7.2.1 Bremsflüssigkeit ......................................................................................... 775 7.2.2 Entlüftung hydraulischer Bremsanlagen ..................................................... 778 7.2.3 Hydraulische Dichtheitsprüfungen ............................................................. 780 7.2.4 Bremsleitungen .......................................................................................... 781 7.2.5 Lagerung der Gummiformteile ................................................................... 783 7.3 Radbremsen ............................................................................................................. 783 7.3.1 Trommelbremsen ....................................................................................... 784 7.3.2 Scheibenbremsen ....................................................................................... 794 7.4 Bremskraftverteilung ............................................................................................... 811 7.4.1 Bremskraftverteiler .................................................................................... 812 7.4.2 Elektronische Bremskraftverteilung (EBV) ................................................. 813 7.5 Bremskraftverstärker ............................................................................................... 815 7.5.1 Saugluftverstärker ...................................................................................... 815 7.5.2 Bremsassistent (BAS) ................................................................................. 818 7.5.3 Zentralhydraulik ....................................................................................... 820 7.5.4 Druckluftverstärker ................................................................................... 822 7.6 Bremsweg ................................................................................................................ 822 7.6.1 Antiblockiersystem (ABS) .......................................................................... 823



7.6.2 Hydroaggregat ........................................................................................... 833 7.6.3 Bremsregelung mit Giermoment-Aufbauverzögerung ................................. 843 7.6.4 ABS bei Allradantrieb ................................................................................ 845 7.6.5 Antriebsschlupfregelung (ASR) .................................................................. 847 7.6.6 Motorschleppmomentregelung (MSR) ....................................................... 847 7.6.7 Antiblockiersystem (ABS) mit elektronischer Differentialsperre (EDS) ............................................................................. 848 7.6.8 Elektronisches Stabilitätsprogramm (ESP) ................................................. 849 7.7 Anhängerbremsen .................................................................................................... 856 7.7.1 Auflaufbremsen ......................................................................................... 857 7.8 Druckluftbremsen .................................................................................................... 858 7.8.1 Begriffserklärungen .................................................................................... 859 7.8.2 Zeichnungssymbole nach DIN 74 253 ....................................................... 861 7.8.3 Anschlussbezeichnungen für Druckluftgeräte ............................................. 863 7.8.4 Druckluftleitungssystem ............................................................................ 863 7.8.5 Druckluftbremse nach RREG (EU-Bremse) ................................................ 865 7.8.6 Funktionsbeschreibung der Bremsanlage nach RREG (Motorwagen und Anhänger) .................................................................... 868 7.9 Bremsanlage im Motorwagen .................................................................................. 871 7.9.1 Funktion der Luftbeschaffungsanlage ........................................................ 871 7.9.2 Funktion der Betriebsbremsanlage ............................................................. 881 7.9.3 Funktion der Feststellbremse ..................................................................... 898 7.9.4 Funktion der Anhängersteuerung .............................................................. 909 7.10 Anhänger-Bremsanlage (Funktion) .......................................................................... 916 7.10.1 Rohrleitungsfilter ...................................................................................... 916 7.10.2 Anhänger-Bremsventil ............................................................................... 917 7.10.3 Kombi-Löseventil ...................................................................................... 921 7.10.4 Rückhalteventil ......................................................................................... 922 7.10.5 ALB bei Fahrzeugen mit Luftfederung ....................................................... 923 7.11 Dauerbremsanlage ................................................................................................... 924 7.11.1 Motorstaudruckbremse ............................................................................. 925 7.11.2 Konstantdrossel ......................................................................................... 925 7.11.3 Wirbelstrombremse (Retarder) .................................................................. 925 7.11.4 Hydrodynamische Strömungsbremse (Retarder) ........................................ 927 7.12 Voreilung ................................................................................................................ 929 7.13 Zugabstimmung ...................................................................................................... 930 7.14 Antiblockiersystem (ABS) ........................................................................................ 932 7.15 Elektronisch geregeltes Bremssystem (EBS) .............................................................. 933 7.16 Rollen-Bremsenprüfstand ........................................................................................ 941

8 Kraftfahrzeug-Elektrik/-Elektronik .................................................................................. 945 8.1 Grundlagen ............................................................................................................. 945 8.1.1 Spannung, Strom, Widerstand, das Ohm’sche Gesetz ................................. 947 8.1.2 Unterschiede der Spannungserzeugung und Spannungsarten ..................... 950 8.1.3 Stromarten und Wirkungen des elektrischen Stromes ................................ 953 8.1.4 Stromkreis mit mehreren Verbrauchern ..................................................... 955 8.1.5 Leiterwiderstand ....................................................................................... 956 8.1.6 Kabelquerschnittsbestimmung ................................................................... 957 8.1.7 Widerstand und Temperatur ...................................................................... 958 8.1.8 Halbleiterbauelemente ............................................................................... 959 8.1.9 Magnetismus ............................................................................................. 966 8.1.10 Hilfsmittel bei der Fehlersuche in elektrischen Anlagen ............................. 969 8.1.11 Datenbussysteme ....................................................................................... 984 8.2 Zündanlagen ........................................................................................................... 1008 8.2.1 Grundoszillogramme ................................................................................. 1010 8.2.2 Fehlerhafte Oszillogramme und ihre Auswertung ...................................... 1011 8.2.3 Kontaktlose Transistorzündanlagen .......................................................... 1012 8.2.4 Zweifunken-Zündspulen ........................................................................... 1024 8.2.5 Einzelfunken-Zündspulen ......................................................................... 1028 8.2.6 Fehlersuche am Motormanagement ........................................................... 1031



8.2.7 Zündkerzen ............................................................................................... 1032 8.3 Fern- und Nahentstörung ........................................................................................ 1044 8.4 Batterien für Kraftfahrzeuge .................................................................................... 1046 8.4.1 Aufbau der Starterbatterien ....................................................................... 1046 8.4.2 Chemische Vorgänge beim Entladen und Laden ........................................ 1046 8.4.3 Begriffsbestimmungen und technische Eigenschaften ................................. 1047 8.4.4 Betriebsverhalten ....................................................................................... 1050 8.4.5 Laden von Bleibatterien ............................................................................ 1051 8.4.6 Behandlung von Batterien ......................................................................... 1054 8.4.7 Beurteilung und Prüfen von Batterien ........................................................ 1056 8.4.8 Batteriearten .............................................................................................. 1058 8.4.9 Elektrisches Energiemanagement ............................................................... 1061 8.5 Generatoren für Kraftfahrzeuge ............................................................................... 1067 8.5.1 Drehstromgeneratoren ............................................................................... 1068 8.5.2 Begriffsbestimmungen und technische Eigenschaften ................................. 1077 8.5.3 Regler für Generatoren .............................................................................. 1079 8.5.4 Überprüfen von Generatoren ..................................................................... 1083 8.5.5 Instandsetzen von Generatoren ................................................................. 1085 8.6 Starter .................................................................................................................. 1092 8.6.1 Starterarten ............................................................................................... 1093 8.6.2 Überprüfen von eingebauten Startern ........................................................ 1100 8.6.3 Instandsetzen von Startern ........................................................................ 1101 8.6.4 Prüfen von Startern mit Starterprüfständen ............................................... 1101 8.7 Kabelnetz – Bordnetz .............................................................................................. 1102 8.7.1 Schalter ..................................................................................................... 1102 8.7.2 Schaltrelais ................................................................................................ 1103 8.7.3 Sicherungen ............................................................................................... 1104 8.7.4 Störungen im Kabelnetz ............................................................................ 1106 8.8 Beleuchtungseinrichtungen ...................................................................................... 1109 8.8.1 Einbauvorschriften und Typprüfnummern ................................................ 1114 8.8.2 Scheinwerfersysteme .................................................................................. 1117 8.8.3 Xenon-Scheinwerfer .................................................................................. 1121 8.8.4 Leuchtweitenregelung (LWR) .................................................................... 1123 8.8.5 Scheinwerfer-Reinigungsanlagen ............................................................... 1125 8.8.6 Intelligentes Lichtsystem ........................................................................... 1126 8.8.7 LED-Technik in Signalleuchten .................................................................. 1130 8.8.8 Überprüfen und Einstellen von Scheinwerfern ........................................... 1131 8.8.9 Lichtschaltzentrum .................................................................................... 1132 8.9 Sonstige elektrische Einrichtungen ........................................................................... 1134 8.9.1 Fahrtrichtungsanzeiger .............................................................................. 1134 8.9.2 Warnblinkeinrichtungen ............................................................................ 1136 8.9.3 Signalhörner .............................................................................................. 1137 8.9.4 Vorglühanlagen ......................................................................................... 1137 8.9.5 Anzeigeinstrumente und Kontrollleuchten ................................................. 1144 8.9.6 Steckdosen ................................................................................................ 1148 8.9.7 Airbagsysteme ........................................................................................... 1150 8.9.8 Zentralverriegelung ................................................................................... 1174 8.9.9 Wegfahrsperren ......................................................................................... 1174 8.9.10 Diebstahl-Warnanlagen ............................................................................. 1176 8.9.11 Kfz-Klimaanlagen ...................................................................................... 1182

9 Werkstoffkunde ............................................................................................................... 1203 9.1 Chemische und physikalische Grundkenntnisse der Werkstoffkunde ....................... 1203 9.1.1 Chemische Grundkenntnisse der Werkstoffkunde ...................................... 1203 9.1.2 Physikalische Grundkenntnisse der Werkstoffkunde .................................. 1208 9.2 Eigenschaften der Werkstoffe .................................................................................. 1209 9.2.1 Chemische Eigenschaften der Werkstoffe .................................................. 1209 9.2.2 Physikalische Eigenschaften der Werkstoffe .............................................. 1209 9.2.3 Technologische Eigenschaften der Werkstoffe ........................................... 1211 9.2.4 Mechanische Eigenschaften der Werkstoffe ............................................... 1211



9.3 Einteilung der Werkstoffe ........................................................................................ 1212 9.4 Eisenwerkstoffe ....................................................................................................... 1214 9.5 Roheisengewinnung ................................................................................................ 1214 9.5.1 Hochofen .................................................................................................. 1215 9.5.2 Hochofenerzeugnisse ................................................................................ 1215 9.5.3 Direktreduktion von Eisenerzen ................................................................ 1215 9.6 Gusseisenwerkstoffe ................................................................................................ 1216 9.6.1 Gusseisen mit Lamellengraphit (GJL) ........................................................ 1217 9.6.2 Gusseisen mit Kugelgraphit (GJS) .............................................................. 1217 9.6.3 Gusseisen mit Vermikulargraphit (GJV) .................................................... 1219 9.6.4 Temperguss ............................................................................................... 1220 9.7 Stahlerzeugung ........................................................................................................ 1222 9.7.1 Stahlherstellungsverfahren ......................................................................... 1222 9.8 Benennung der Stähle nach der Europäischen Norm DIN EN 10 020 .................... 1226 9.8.1 Einteilung der Stähle nach DIN EN 10 020 ............................................... 1226 9.8.2 Kennzeichnung der Stähle nach DIN EN 10 020 ...................................... 1227 9.8.3 Einfluss von Legierungselementen auf den Stahl ....................................... 1227 9.8.4 Kennzeichnung der Stähle nach der Europäischen Norm DIN EN 10 027 1229 9.9 Wärmebehandlung von Stählen .............................................................................. 1231 9.9.1 Härten, Anlassen und Vergüten von Stahl ................................................. 1232 9.10 Oberflächenhärtung ................................................................................................. 1236 9.11 Härteprüfungen ...................................................................................................... 1239 9.12 Werkstoffprüfung ................................................................................................... 1241 9.13 Nichteisenwerkstoffe (NE-Metalle) ......................................................................... 1243 9.13.1 Leichtmetalle (Dichte unter 5 g/cm3) ......................................................... 1243 9.13.2 Schwermetalle (Dichte über 5 g/cm3) ......................................................... 1249 9.14 Sintern und Sinterwerkstoffe ................................................................................... 1253 9.15 Sicherheitsglas ......................................................................................................... 1256 9.15.1 Glasherstellung ......................................................................................... 1256 9.15.2 Einscheiben-Sicherheitsglas (ESG) ............................................................. 1257 9.15.3 Verbundsicherheitsglas (VSG) ................................................................... 1257 9.15.4 Kunststoffglas ........................................................................................... 1258 9.15.5 Kennzeichnung von Sicherheitsglas ........................................................... 1259 9.16 Kunststoffe .............................................................................................................. 1260 9.16.1 Herstellung der Kunststoffe ....................................................................... 1261 9.16.2 Aufbau der Kunststoffe ............................................................................. 1262 9.16.3 Eigenschaften, Verwendung, Handelsbezeichnung der Kunststoffe ............ 1264 9.16.4 Kunststoffabfall: Vermeidung und Wiederverwertung ............................... 1270 9.17 Wälzlager und ihre Anwendung im Kfz ................................................................... 1271 9.17.1 Rillenkugellager ........................................................................................ 1273 9.17.2 Schrägkugellager ....................................................................................... 1273 9.17.3 Kegelrollenlager ........................................................................................ 1273 9.17.4 Axialzylinderrollenlager ............................................................................ 1274 9.17.5 Zylinderrollenlager ................................................................................... 1274 9.17.6 Schulterkugellager ..................................................................................... 1275 9.17.7 Nadellager ................................................................................................. 1275 9.17.8 Vierpunktlager .......................................................................................... 1276 9.17.9 Lagereinheiten als Radlager in Personenkraftwagen .................................. 1277 9.17.10 Besondere Hinweise für die Anwendung von Wälzlagern .......................... 1277 9.17.11 Besondere Ausführungen von Wälzlagern ................................................. 1279 9.18 Gewindearten und ihre praktische Anwendung ....................................................... 1280 9.18.1 Whitworth-Gewinde .................................................................................. 1280 9.18.2 Whitworth-Feingewinde (W) ..................................................................... 1281 9.18.3 Metrisches Gewinde (M) ........................................................................... 1281 9.18.4 Metrisches Feingewinde (M) ...................................................................... 1282 9.18.5 Trapezgewinde (Tr) .................................................................................... 1282 9.18.6 Sägengewinde (S) ....................................................................................... 1283 9.18.7 Flachgewinde ............................................................................................. 1283 9.18.8 Edison-Gewinde (E) ................................................................................... 1284 9.18.9 Fertigung von Schrauben und Muttern ...................................................... 1284 9.18.10 Umgang mit Schrauben ............................................................................. 1287



10 Kraft- und Schmierstoffe .................................................................................................. 1289 10.1 Grundlagen ............................................................................................................. 1289 10.1.1 Entstehung des Erdöls ............................................................................... 1289 10.1.2 Verarbeitung des Erdöls ............................................................................ 1291 10.1.3 Grundbegriffe der Schmierstofftechnik ...................................................... 1294 10.2 Schmierstoffe ........................................................................................................... 1296 10.2.1 Aufgaben der Motorenöle ......................................................................... 1296 10.2.2 Einteilung der Motorenöle ........................................................................ 1296 10.2.3 SAE-Viskositätsklassen (DIN 51511 und DIN 51512) .............................. 1296 10.2.4 Leistungsklassen (Qualitätsklassen) für Motorenöle .................................. 1297 10.2.4.1 API-Klassifikationen .................................................................. 1297 10.2.4.2 ACEA-Spezifikation ................................................................... 1299 10.2.4.3 Firmenspezifikationen ................................................................ 1300 10.2.5 Synthetische Motorenöle ........................................................................... 1302 10.2.6 Zweitakt-Motorenöle ................................................................................ 1303 10.2.7 Zweitraffinate (Recyclingöl) ...................................................................... 1306 10.2.8 Motorenölwechsel-Intervalle ..................................................................... 1306 10.2.9 Motorenölverbrauch .................................................................................. 1307 10.2.10 Motorenöl-Zusatzmittel ............................................................................ 1307 10.2.11 Additive für Motorenöle ........................................................................... 1307 10.2.12 Motorradöle .............................................................................................. 1309 10.2.13 Bioöle ........................................................................................................ 1309 10.3 Getriebeöle .............................................................................................................. 1309 10.3.1 Aufgaben ................................................................................................... 1309 10.3.2 SAE-Viskositätsklassen ............................................................................. 1313 10.3.3 Leistungsklassen für Getriebeöle ............................................................... 1313 10.3.4 Automatik-Getriebeöl (Automatic Transmission Fluid = ATF) .................. 1314 10.3.5 Nfz-Getriebeöle ......................................................................................... 1315 10.3.6 Getriebeöl-Wechselintervalle ..................................................................... 1315 10.4 Schmierfette ............................................................................................................ 1317 10.5 Schmierstoff-Entsorgung ......................................................................................... 1319 10.5.1 Sammlung und Entsorgung von Abfällen/Reststoffen ................................ 1319 10.5.2 Nachweis über entsorgte und verwertete Reststoffe ................................... 1320 10.5.3 Lagerung von Altöl ................................................................................... 1323 10.5.4 Transport von Altöl .................................................................................. 1323 10.5.5 Altfahrzeugverordnung ............................................................................. 1323 10.6 Otto-Kraftstoffe ...................................................................................................... 1325 10.6.1 Anforderungen an Otto-Kraftstoffe ........................................................... 1325 10.6.2 Otto-Kraftstoff-Additive ............................................................................ 1331 10.6.3 High-Tech-Kraftstoffe ............................................................................... 1332 10.7 Dieselkraftstoff ....................................................................................................... 1332 10.7.1 Dieselkraftstoff-Additive ........................................................................... 1336 10.8 Alternative Kraftstoffe ............................................................................................. 1337 10.8.1 Erdgas ....................................................................................................... 1339 10.8.1.1 Flüssiggas LPG (Autogas) ......................................................................... 1343 10.8.2 Methanol .................................................................................................. 1344 10.8.2.1 Ethanol ..................................................................................................... 1344 10.8.2.2 SunFuel® ................................................................................................... 1346 10.8.2.3 Gas-to-liquid (GTL) .................................................................................. 1346 10.8.3 Wasserstoff ................................................................................................ 1347 10.8.4 Elektroantrieb ........................................................................................... 1349 10.8.5 Biodiesel .................................................................................................... 1349 10.8.6 Pflanzenöl ................................................................................................. 1351 10.9 Umgang mit Kraftstoffen und Kennzeichnung ........................................................ 1351 11 Hybridantriebe ................................................................................................................. 1355 11.1 Hybridfahrzeuge ...................................................................................................... 1355 11.1.1 Opel Ampera (Range Extender) ................................................................. 1359 11.1.2 Hybridantrieb im Toyota Prius .................................................................. 1359 11.1.3 Honda-Insight-Mildhybrid-Technik ........................................................... 1364



11.1.4 BMW-Active-Hybridantriebe ..................................................................... 1364 11.1.5 Hybridantrieb im VW Touareg .................................................................. 1368 11.1.6 Hybridantrieb im Sportwagen Porsche 918 und GT 3 ............................... 1371 11.1.7 Diesel-Hybridsystem Citroën ..................................................................... 1374 11.1.8 Diesel-Hybridsystem Mercedes ................................................................. 1377 11.1.9 Ausblick Hybridantriebe ........................................................................... 1379 11.2 Hybrid im Nutzfahrzeug ......................................................................................... 1380 11.2.1 Mercedes Canter Eco Hybrid .................................................................... 1381 11.3 Arbeiten an Hochvoltsystemen ................................................................................ 1381 12 Elektrofahrzeuge .............................................................................................................. 1385 12.1 Elektrofahrzeug Smart fortwo electric drive ............................................................ 1386

Stichwortverzeichnis ................................................................................................................ 1389

16


1 AllgemeineGrundlagenfürdieMeisterprüfung

Auszüge der gesetzlichen Grundlagen aus der Handwerksordnung (HWO) 17

AuszügedergesetzlichenGrundlagenausderHandwerksordnungzumThemaMeisterprüfungundMeistertitel

MeisterprüfungineinemzulassungspflichtigenHandwerk

§ 45(1) AlsGrundlagefüreingeordnetesundeinheitlichesMeisterprüfungswesenfürzulassungspflich-

tigeHandwerkekanndasBundesministeriumfürWirtschaftundArbeitimEinvernehmenmitdemBundesministerium fürBildungundForschungdurchRechtsverordnung,dienichtderZustimmungdesBundesratesbedarf,bestimmen,1. welcheFertigkeitenundKenntnisse inden einzelnen zulassungspflichtigenHandwerken

zumZweckederMeisterprüfung zuberücksichtigen (MeisterprüfungsberufsbildA)und2. welcheAnforderungeninderMeisterprüfungzustellensind.

(2) DurchdieMeisterprüfungistfestzustellen,obderPrüflingbefähigtist,einzulassungspflichtigesHandwerkmeisterhaftauszuübenundselbstständigzuführensowieLehrlingeordnungsgemäßauszubilden.

(3) DerPrüflinghatinvierselbstständigenPrüfungsteilennachzuweisen,dasserwesentlicheTätig-keiten seinesHandwerksmeisterhaftverrichtenkann (Teil I),die erforderlichen fachtheore-tischenKenntnisse (Teil II),dieerforderlichenbetriebswirtschaftlichen,kaufmännischenundrechtlichen Kenntnisse (Teil III) sowie die erforderlichen berufs- und arbeitspädagogischenKenntnisse(TeilIV)besitzt.

(4) BeiderPrüfunginTeilIkönneninderRechtsverordnungSchwerpunktegebildetwerden.IndemschwerpunktspezifischenBereichhatderPrüflingnachzuweisen,dasserwesentlicheTätig-keitenindemvonihmgewähltenSchwerpunktmeisterhaftverrichtenkann.Fürdenschwer-punktübergreifendenBereichsinddieGrundfertigkeitenundGrundkenntnissenachzuweisen,diediefachgerechteAusübungauchdieserTätigkeitenermöglichen.

§ 46(1) DerPrüflingistvonderAblegungeinzelnerTeilederMeisterprüfungbefreit,wennereinedem

jeweiligenTeilderMeisterprüfungvergleichbarePrüfungaufgrundeinernach§42oder§51aAbs.1inVerbindungmitAbs.2diesesGesetzesoder§53desBerufsbildungsgesetzeserlassenenRechtsverordnungodereineanderevergleichbarePrüfungvoreineröffentlichenoderstaatlichanerkannten Bildungseinrichtung oder vor einem staatlichen Prüfungsausschuss erfolgreichabgelegthat.EristvonderAblegungderTeileIIIundIVbefreit,wennerdieMeisterprüfungineinemanderenzulassungspflichtigenoderzulassungsfreienHandwerkoderineinemhand-werksähnlichenGewerbebestandenhat.

(2) Prüflinge,dieanderedeutschestaatlicheoderstaatlichanerkanntePrüfungenmitErfolgabge-legthaben,sindaufAntragdurchdenMeisterprüfungsausschussvoneinzelnenTeilenderMeis-terprüfung zu befreien, wenn bei diesen Prüfungen mindestens die gleichenAnforderungengestelltwerdenwie inderMeisterprüfung.DerAbschlussprüfunganeinerdeutschenHoch-

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schulegleichgestelltsindDiplome,dieineinemanderenMitgliedstaatderEuropäischenUnionoder einemanderenVertragsstaatdesAbkommensüberdenEuropäischenWirtschaftsraumerworbenwurdenundentsprechendderRichtlinie89/48/EWGdesRatesvom21.Dezember1988(ABI.EG1989Nr.L19S.16)inderjeweilsgeltendenFassunganzuerkennensind.

(3) DerPrüflingistaufAntragvonderAblegungderPrüfungingleichartigenPrüfungsbereichen,Prüfungsfächern oder Handlungsfeldern durch den Meisterprüfungsausschuss zu befreien,wenn er die Meisterprüfung in einem anderen zulassungspflichtigen oder zulassungsfreienHandwerkoderhandwerksähnlichenGewerbebestandenhatoder eine andere vergleichba-rePrüfungvoreineröffentlichenoderstaatlichenanerkanntenBildungseinrichtungodervoreinemstaatlichenPrüfungsausschusserfolgreichabgelegthat.

(4) DerMeisterprüfungsausschussentscheidetaufAntragdesPrüflingsauchüberBefreiungenauf-grundausländischerBildungsabschlüsse.

§ 47(1) DieMeisterprüfungwirddurchMeisterprüfungsausschüsseabgenommen.FürdieHandwerke

werdenMeisterprüfungsausschüssealsstaatlichePrüfungsbehördenamSitzderHandwerks-kammerfürihrenBezirkerrichtet.DieobersteLandesbehördekanninbesonderenFällendieErrichtungeinesMeisterprüfungsausschusses fürmehrereHandwerkskammerbezirkeanord-nenundhiermitdiefürdenSitzdesMeisterprüfungsausschusseszuständigehöhereVerwal-tungsbehördebeauftragen.SollderMeisterprüfungsausschussfürHandwerkskammerbezirkemehrererLänderzuständigsein,sobedarfeshierfürdesEinvernehmensderbeteiligtenobers-ten Landesbehörden. Die Landesregierungen werden ermächtigt, durch Rechtsverordnungzubestimmen,dassabweichendvonSatz3anstellederoberstenLandesbehördediehöhereVerwaltungsbehördezuständigist.SiekönnendieseErmächtigungaufobersteLandesbehördeübertragen.

(2) DiehöhereVerwaltungsbehördeerrichtetdieMeisterprüfungsausschüssenachAnhörungderHandwerkskammerundernenntaufgrundihrerVorschlägedieMitgliederunddieStellvertre-terfürspätestensfünfJahre.DieGeschäftsführungderMeisterprüfungsausschüsseliegtbeiderHandwerkskammer.

§ 48(1) DerMeisterprüfungsausschussbestehtausfünfMitgliedern;fürdieMitgliedersindStellvertre-

terzuberufen.DieMitgliederunddieStellvertretersollendasvierundzwanzigsteLebensjahrvollendethaben.

(2) DerVorsitzendebrauchtnichtineinemzulassungspflichtigenHandwerktätigzusein;ersolldemzulassungspflichtigenHandwerk,fürdasderMeisterprüfungsausschusserrichtetist,nichtangehören.

(3) ZweiBeisitzermüssendasHandwerk,fürdasderMeisterprüfungsausschusserrichtetist,min-destensseiteinemJahrselbstständigalsstehendesGewerbebetreibenundindiesemHandwerkdieMeisterprüfungabgelegthabenoderdasRechtzumAusbildenvonLehrlingenbesitzenoderindemzulassungspflichtigenHandwerkalsBetriebsleiter,dieinihrerPersondieVoraussetzun-genzurEintragungindieHandwerksrolleerfüllen,tätigsein.

(4) Ein Beisitzer soll ein Geselle sein, der in dem zulassungspflichtigen Handwerk, für das derMeisterprüfungsausschusserrichtetist,dieMeisterprüfungabgelegthatoderdasRechtzumAusbildenvonLehrlingenbesitzt und indembetreffenden zulassungspflichtigenHandwerktätigist.

(5)FürdieAufnahmederPrüfunginderwirtschaftlichenBetriebsführungsowieindenkaufmän-nischen,rechtlichenundberufserzieherischenKenntnissensolleinBeisitzerbestelltwerden,derindiesenPrüfungsgebietenbesonderssachkundigistunddemHandwerknichtanzugehörenbraucht.

(6)§34Abs.6Satz1undAbs.7geltenentsprechend.

18 Allgemeine Grundlagen für die Meisterprüfung

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§ 49(1) Zur Meisterprüfung ist zugelassen, wer eine Gesellenprüfung in dem zulassungspflichtigen

Handwerk,indemerdieMeisterprüfungablegenwill,oderineinemdamitverwandtenzulas-sungspflichtigenHandwerkodereineentsprechendeAbschlussprüfungineinemanerkanntenAusbildungsberufodereinePrüfungaufGrundeinernach§45oder§51aAbs.1inVerbin-dungmitAbs.2erlassenenRechtsverordnungbestandenhat.

(2) ZurMeisterprüfung istauchzuzulassen,wer eineandereGesellenprüfungoder eineandereAbschlussprüfung ineinemanerkanntenAusbildungsberufbestandenhatund indemzulas-sungspflichtigen Handwerk, in dem er die Meisterprüfung ablegen will, eine mehrjährigeBerufstätigkeitausgeübthat.FürdieZeitderBerufstätigkeitdürfennichtmehralsdreiJahregefordertwerden.FerneristdererfolgreicheAbschlusseinerFachschulebeieinjährigenFach-schulenmiteinemJahr,beimehrjährigenFachschulenmitzweiJahrenaufdieBerufstätigkeitanzurechnen.

(3) IstderPrüflingindemzulassungspflichtigenHandwerk,indemerdieMeisterprüfungablegenwill,alsselbstständigerHandwerker,alsWerkmeisteroderinähnlicherStellungtätiggewesenoderweistereinederGesellentätigkeitgleichwertigepraktischeTätigkeitnach,soistdieZeitdieserTätigkeitanzurechnen.

(4) DieHandwerkskammerkannaufAntrag1. eineaufdreiJahrefestgesetzteDauerderBerufstätigkeitunterbesondererBerücksichtigung

derinderGesellen-oderAbschlussprüfungundwährendderZeitderBerufstätigkeitnach-gewiesenenberuflichenBefähigungabkürzen,

2. in Ausnahmefällen von den Voraussetzungen der Absätze 1 bis 4 ganz oder teilweisebefreien,

3. unterBerücksichtigungausländischerBildungsabschlüsseundZeitenderBerufstätigkeitimAuslandvondenVoraussetzungenderAbsätze1bis4ganzoderteilweisebefreien.

DieHandwerkskammerkanneineStellungnahmedesMeisterprüfungsausschusseseinho-len.

(5) DieZulassungwirdvomVorsitzendendesMeisterprüfungsausschussesausgesprochen.HältderVorsitzendedieZulassungsvoraussetzungennichtfürgegeben,soentscheidetderPrüfungs-ausschuss.

§ 50(1) DiedurchdieAbnahmederMeisterprüfungentstehendenKostenträgtdieHandwerkskam-

mer.DasZulassungs-undPrüfungsverfahrenwirddurcheinevonderHandwerkskammermitGenehmigungderoberstenLandesbehördezuerlassendeMeisterprüfungsordnunggeregelt.

(2) DasBundesministeriumfürWirtschaftundArbeitwirdermächtigt,durchRechtsverordnungmitZustimmungdesBundesratesVorschriftenüberdasZulassungs-undPrüfungsverfahrennachAbsatz1Satz2zuerlassen.

§ 50 aDasBundesministeriumfürWirtschaftundArbeitkannimEinvernehmenmitdemBundesminis-teriumfürBildungundForschungdurchRechtsverordnungmitZustimmungdesBundesratesimAusland erworbene Prüfungszeugnisse den entsprechenden Zeugnissen über das Bestehen einerdeutschenMeisterprüfung in zulassungspflichtigenHandwerkengleichstellen,wennandenBil-dungsgangundindenPrüfungengleichwertigeAnforderungengestelltwerden.DieVorschriftendesBundesvertriebenengesetzesbleibenunberührt.

Meistertitel

§ 51Die Ausbildungsbezeichnung Meister/Meisterin in Verbindung mit einem zulassungspflichtigenHandwerkoderinVerbindungmiteineranderenAusbildungsbezeichnung,dieaufeineTätigkeitin


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einemodermehrerenzulassungspflichtigenHandwerkenhinweist,darfnurführen,werfürdieseszulassungspflichtigeHandwerkoder fürdiesezulassungspflichtigenHandwerkedieMeisterprü-fungbestandenhat.

VerordnungübergemeinsameAnforderungeninderMeisterprüfungimHandwerkVom18.Juli2000

AufGrunddes§45Nr.2derHandwerksordnunginderFassungderBekanntmachungvom24.Sep-tember1998(BGBl.IS.3074)inVerbindungmitArtikel56desZuständigkeitsanpassungs-Gesetzesvom18.März1975(BGBl.IS.705)unddemOrganisationserlassvom27.Oktober1998(BGBl.IS.3288)verordnetdasBundesministeriumfürWirtschaftundTechnologieimEinvernehmenmitdemBundesministeriumfürBildungundForschung.

Abschnitt1GemeinsameVorschriften

§ 1GliederungundInhaltderMeisterprüfung

(1)DieMeisterprüfunginGewerbenderAnlageAzurHandwerksordnungumfasstfolgendeselbst-ständigePrüfungsteile:

1. die Prüfung der meisterhaften Verrichtung der im jeweiligen Handwerk gebräuchlichenArbeiten(TeilI),

2. diePrüfungdererforderlichenfachtheoretischenKenntnisseimjeweiligenHandwerk(TeilII), 3. die Prüfung der erforderlichen betriebswirtschaftlichen, kaufmännischen und rechtlichen

Kenntnisse(TeilIII)und 4. diePrüfungdererforderlichenberufs-undarbeitspädagogischenKenntnisse(TeilIV).(2)DiePrüfungsanforderungenindenTeilenIundIIbestimmensichnachdenfürdieeinzelnen

GewerbederAnlageAzurHandwerksordnungerlassenenRechtsverordnungenodernachdengemäß§119Abs.5und§122derHandwerksordnungweiteranzuwendendenVorschriften.FürdiePrüfungsanforderungenindenTeilenIIIundIVgeltendie§§4und5dieserVerord-nung.

§ 2BestehenderMeisterprüfung,Bewertungssystem

(1) Die Meisterprüfung ist insgesamt bestanden, wenn jeder der vierTeile der Meisterprüfungbestandenwordenist.DieBefreiungvoneinemTeilderMeisterprüfungstehtdemBestehendiesesTeilsgleich.

(2)FürdieBewertungderPrüfungsleistungenindenPrüfungsbereichen,indenPrüfungsfächern,indenHandlungsfeldern,inderpraktischenPrüfungimTeilIVundimFallevonErgänzungs-prüfungenistdernachstehende100-Punkte-Schlüsselanzuwenden:

100–92PunktefüreinedenAnforderungeninbesonderemMaßeentsprechendeLeistung,unter92–81PunktefüreinedenAnforderungenvollentsprechendeLeistung,unter81–67PunktefüreinedenAnforderungenimAllgemeinenentsprechendeLeistung,unter67–50PunktefüreineLeistung,diezwarMängelaufweist,aberimGanzendenAnfor-derungennochentspricht,unter50–30PunktefüreineLeistung,diedenAnforderungennichtentspricht,jedocherkennenlässt,dassgewisseGrundkenntnissenochvorhandensind,unter30–0PunktefüreineLeistung,diedenAnforderungennichtentsprichtundbeiderselbstGrundkenntnissesehrlückenhaftsindoderfehlen.


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Der 100-Punkte-Schlüssel ist auch auf Prüfungsleistungen anzuwenden, die innerhalb vonPrüfungsbereichen,PrüfungsfächernundHandlungsfeldernzuerbringenundihrerNaturnachfürsichgenommenzubewertensind.

(3) DieNotefürjedenTeilderMeisterprüfungwirdaufdieGrundlagedesgewichtetenrechneri-schenDurchschnittsdernachAbsatz21erzieltenPunktefestgesetzt.Dabeibedeuten:

100–92PunktedieNote:sehrgut,unter92bis81PunktedieNote:gut,unter81bis67PunktedieNote:befriedigend,unter67bis50PunktedieNote:ausreichend,unter50bis30PunktedieNote:mangelhaft,unter30bis0PunktedieNote:ungenügend.

(4)ÜberdasErgebnisderPrüfunginjedemTeilderMeisterprüfungunddiedabeierzielteNoteist dem Prüfling unverzüglich ein schriftlicher Bescheid mit Rechtsbehelfsbelehrung zu er-teilen.

(5)ÜberdasBestehenderMeisterprüfung insgesamt ist vomzuletzt tätig gewordenen fachlichzuständigenMeisterprüfungsausschusseinZeugniszuerteilen.IndemZeugnissinddieindenTeilenderMeisterprüfungerzieltenNotensowieBefreiungen,unterAngabe derRechtsgrund-lage,auszuweisen.DasZeugnisistvomVorsitzendendesMeisterprüfungsausschusseszuunter-schreibenundvonderHandwerkskammerzubeglaubigen.

§ 3WiederholungderMeisterprüfung

(1)DieeinzelnenTeilederMeisterprüfungkönnendreimalwiederholtwerden.(2)DerPrüflingistaufAntragvonderWiederholungderPrüfunginPrüfungsbereichen,inPrü-

fungsfächern,inHandlungsfeldernoderimpraktischenTeilderPrüfungimTeilIVzubefreien,wennseineLeistungendarin ineinervorangegangenenPrüfungmitmindestens50Punktenbewertetwurden.EineBefreiungistnurmöglich,wennsichderPrüflinginnerhalbvonsiebenJahren,gerechnetvomTagderBescheidungüberdennichtbestandenenPrüfungsteil,zurWie-derholungsprüfunganmeldet.

Abschnitt2PrüfungsanforderungenindenTeilenIIIundIVderMeisterprüfung

§ 4Prüfungderbetriebswirtschaftlichen,kaufmännischenundrechtlichenKenntnisse(TeilIII)

(1)DurchdiePrüfunginTeilIIIderMeisterprüfungwirdfestgestellt,obderPrüflingdiezurselbst-ständigenFührungeinesHandwerksbetriebserforderlichenbetriebswirtschaftlichen,kaufmän-nischenundrechtlichenKenntnissebesitzt.DieseKenntnissehaterindennachstehendaufge-führtenHandlungsfeldernnachzuweisen:

1. GrundlagendesRechnungswesensundControllings: a) Buchführung, b) JahresabschlussundGrundzügederAuswertung, c) Kosten-undLeistungsrechnung,Controlling.

2. GrundlagenwirtschaftlichenHandelnsimBetrieb: a) HandwerkinWirtschaftundGesellschaft, b) Marketing, c) Organisation,


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d) PersonalwesenundMitarbeiterführung, e) Finanzierung, f) Planungund g) Gründung.

3. RechtlicheundsteuerlicheGrundlagen: a) Bürgerliches Recht, Mahn- und Klageverfahren, Zwangsvollstreckung, Insolvenzver-

fahren, b) Handwerks-undGewerberecht,Handels-undGesellschaftsrecht,Wettbewerbsrecht, c) Arbeitsrecht, d) Sozial-undPrivatversicherungen, e) Steuern.

(2)DiePrüfungistschriftlichdurchzuführenundsollinsgesamtnichtlängeralsfünfStundendauern.InjedemHandlungsfeldsindmehrereAufgabenzubearbeiten.InderPrüfungmussmindestenseineAufgabefallorientiertsein.

(3)DieschriftlichePrüfungist ineinemderinAbsatz1genanntenHandlungsfelderaufAntragdesPrüflingsodernachermessendesMeisterprüfungsausschussesdurcheinemündlichePrü-fungzuergänzen(Ergänzungsprüfung),wenndiesedasBestehendesTeilsderMeisterprüfungermöglicht.DieErgänzungsprüfungsolljePrüflingnichtlängerals20Minutendauern.DasErgebnisderjeweiligenschriftlichenPrüfungundderErgänzungsprüfungistimVerhältnis2:1zugewichten.

(4)MindestvoraussetzungfürdasBestehendesTeilsIIIderMeisterprüfungisteineinsgesamtaus-reichendePrüfungsleistung.IstdiePrüfungineinemHandlungsfeldauchnachdurchgeführterErgänzungsprüfungmitwenigerals30Punktenbewertetworden,istdiePrüfungdesTeilsIIInichtbestanden.

§ 5Prüfungderberufs-undarbeitspädagogischenKenntnisse(TeilIV)

(1)DurchdiePrüfunginTeilIVderMeisterprüfungwirdfestgestellt,obderPrüflingdiezurord-nungsgemäßenAusbildung von Lehrlingen erforderlichen berufs- und arbeitspädagogischenKenntnissebesitzt.DieseKenntnissehaterindennachstehendaufgeführtenHandlungsfeldernnachzuweisen:

1. AllgemeineGrundlagen: a) BedeutungundStellungderBerufsbildung, b) BedeutungdesdualenSystemsderBerufsausbildung, c) rechtlicheRahmenbedingungenderAusbildung, d) Aufgaben,StellungundFunktiondesAusbilders, e) AufgabenderHandwerksorganisationeninderBerufsbildungsowieMöglichkeitender

Mitwirkung.

2. PlanungderAusbildung: a) AusbildungsberufeundAusbildungsplatzentscheidungen, b) ZieleundStrukturderAusbildungsordnung, c) EignungdesAusbildungsbetriebes, d) betrieblicherAusbildungsplan, e) AusbildungundFührungsstil, f) PartnerimdualenSystem.

3. EinstellungvonAuszubildenden: a) Einstellungsverfahren, b) Ausbildungsvertrag,


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c) EintragungundAnmeldung, d) EinführungundProbezeit.

4. AusbildungamArbeitsplatz: a) Ausbildungsmethoden, b) LernenamArbeitsplatz, c) Lernhilfen/Medien, d) LernerfolgskontrollenundLeistungsbeurteilung,insbesondereBeurteilungsgesprächeund

AuswertenvonPrüfungen.

5. FörderungdesLernprozesses: a) Lernvoraussetzungen,insbesondereunterBerücksichtigungkulturellerUnterschiedebei

derAusbildung, b) AnleitenzuLern-undArbeitstechniken,FördernderLernmotivation, c) SichernvonLernerfolgen, d) UmgangmitLernschwierigkeitenundVerhaltensauffälligkeiten, e) KooperationmitexternenBeratungsstellen, f) FörderungvonLeistungsstärken.

6. AusbildunginderGruppe: a) Teambildung, b) gruppenspezifischeAusbildungsmethoden,insbesondereKurzvorträgeundModeration, c) LernenundArbeitenimTeam, d) KonflikteundKonfliktlösung.

7. AbschlussderAusbildung: a) VorbereitungaufPrüfungen, b) AnmeldungzuPrüfungen, c) ErstellenvonZeugnissen, d) Fortbildungs-undFörderungsmöglichkeiten.

(2)DiePrüfungnachAbsatz1bestehtauseinemschriftlichenundeinempraktischenTeil.(3)ImschriftlichenTeilderPrüfungsindAufgabenausmehrerenHandlungsfeldernzubearbeiten.

MindestenseinederAufgabenmuss fallorientiertsein.DerschriftlicheTeilderPrüfungsollinsgesamtnichtlängeralsdreiStundendauern.

(4)DerpraktischeTeilderPrüfungbestehtausderPräsentationoderderpraktischenDurchfüh-rungeinervomPrüflingauszuwählendenAusbildungseinheitundauseinemPrüfungsgespräch.IndiesemhatderPrüflingseineKriterienfürdieAuswahlundGestaltungderAusbildungsein-heitzubegründen.DerpraktischeTeilderPrüfungsollnichtlängerals30Minutendauern.

(5)DerschriftlicheundderpraktischeTeilderPrüfungsindgleichzugewichten.(6)DerschriftlicheTeilderPrüfungistineinemderinAbsatz1genanntenHandlungsfelderauf

AntragdesPrüflingsodernachErmessendesMeisterprüfungsausschussesdurcheinemünd-lichePrüfungzuergänzen(Ergänzungsprüfung),wenndiesedasBestehendesTeilsderMeis-terprüfung ermöglicht.DieErgänzungsprüfung soll je Prüflingnicht länger als 20Minutendauern.DasErgebnisderjeweiligenschriftlichenPrüfungundderErgänzungsprüfungistimVerhältnis2:1zugewichten.

(7) MindestvoraussetzungfürdasBestehendesTeilsIVderMeisterprüfungistdieBewertungdesschriftlichenTeilsderPrüfung,unterBerücksichtigungvonAbsatz6,unddespraktischenTeilsderPrüfungmitjeweilsmindestens50Punkten.


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Abschnitt3Übergangs-undSchlussvorschriften

§ 6Übergangsvorschriften

(1)Diebiszum31.Oktober2000begonnenenPrüfungsverfahrenwerdenaufAntragdesPrüflingsnachdenbisherigenVorschriftenzuEndegeführt.BeiderAnmeldungzurPrüfungbiszumAblaufdes30.April2001sindaufAntragdesPrüflingsdiebisherigenVorschriftenanzuwenden.

(2)Prüflinge,diediePrüfungnachdenbiszum31.Oktober2000geltendenVorschriftennichtbestandenhabenundsichbiszum31.Oktober2002zueinerWiederholungsprüfunganmel-den,könnenaufAntragdieWiederholungsprüfungnachdenbiszum31.Oktober2000gelten-denVorschriftenablegen.

(3)BeiMeisterprüfungsverordnungen,dievordem1.April1998erlassenwordensind,geltendieMeisterprüfungsarbeitunddieArbeitsprobealsPrüfungsbereicheimSinnedieserVerordnung.

§ 7Inkrafttreten,Außerkrafttreten

Diese Verordnung trat am 1. November 2000 in Kraft. Gleichzeitig trat die Verordnung übergemeinsameAnforderungeninderMeisterprüfungimHandwerkvom12.Dezember1972(BGBl.IS.2381),geändertdurchArtikel2desGesetzesvom20.Dezember1993(BGBl.IS.2256),außerKraft.


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2 Verbrennungsmotoren

Verbrennungsmotoren 25

Kraftfahrzeuge werden im Regelfall durch Verbrennungsmotoren angetrieben. Sie sind unter folgenden Begriffen bekannt:

q Ottomotoren (Erfinder Nikolaus August Otto),q Dieselmotoren (Erfinder Rudolf Diesel).

Bei der Verbrennung von Benzin, Diesel, Erdgas, Flüssiggas, Biodiesel (Rapsöl) oder Wasserstoff entsteht Wärme. Die daraus resultierende Ausdehnung der Verbrennungs-gase erzeugt den Druck, der die Kolben treibt.

Im Verbrennungsmotor wird also ruhende (potenzielle) Energie in Bewegungsener-gie (kinetische Energie) umgewandelt.

Je nach Bewegungsrichtung der angetriebenen Kolben unterscheidet man

q Hubkolbenmotoren,q Kreiskolbenmotoren (Erfinder Ernst Felix Wankel).

Mit Blick auf das Arbeitsverfahren unterscheidet man

q Viertaktmotoren,q Zweitaktmotoren.

Aktuelle Verbrennungsmotoren (Viertaktmotoren) bestehen aus mehreren Systemen, die automatisch zusammenarbeiten:

q Kurbeltrieb und Ventilsteuerung,q Schmiersystem und Kühlsystem,q Gemischbildner und Zündsystem.

ErdgasErdgas ist in gasförmiger und komprimierter Form schon vielfach an Tankstellen zu haben. Interessanter ist jedoch flüssiges Erdgas, weil sich infolge seines hohen Energie-gehaltes die Reichweite des Fahrzeuges verdoppeln lässt.

Flüssiges Erdgas, das bei –162°C gespeichert wird, ist möglicherweise die Vorstufe zum Wasserstoffantrieb (Brennstoffzelle).

Erdgasmotoren sind während der Fahrt von Benzin auf Gas und umgekehrt ohne Ruckeln umschaltbar. Die Leistung ist bei Erdgas nicht spürbar geringer.

Mit Erdgas betriebene Motoren entlasten die Umwelt. Ihr Wirkungsgrad ist besser als bei Benzinfahrzeugen und kann die Werte von Dieselmotoren erreichen.

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Nachteile von Erdgas:

q Verkleinerung des Laderaumes durch Zusatztank,q erhöhtes Gewicht,q erhöhter Anschaffungspreis.

Der erhöhte Anschaffungspreis infolge besonderer Einrichtungen amortisiert sich nach ca. vier Jahren Betriebsdauer.

Erdgas ist verfügbar und bietet folgende Vorteile:

q preisgünstig im Verhältnis zu Benzin und Diesel,q gutes Anspringen,q leiser Motorlauf,q saubere Verbrennung,q verlängerte Lebensdauer des Motors.

Flüssiggas wird mit 20 bar und Erdgas mit 200 bar betankt.Die Tankstutzen sind so ausgelegt, dass eine Verwechslung ausgeschlossen ist.

HybridantriebMan unterscheidet

q Micro Hybrid,q Mild Hybrid,q Strong Hybrid.

Der Micro Hybrid ist eine Start-Stopp-Automatik. Wenn der Motor betriebswarm, die Klimaanlage nicht eingeschaltet und der Gang nicht eingelegt ist, wird der Motor bei still stehendem Fahrzeug abgestellt. Der Ladezustand der Batterie wird zusätzlich überwacht. Wird das Kupplungspedal gedrückt, springt der Motor sofort wieder an.Der MildHybrid unterscheidet sich vom nachfolgend beschriebenen StrongHybrid dadurch, dass diese Fahrzeuge nicht elektrisch fahren können.

Der Hybridantrieb ist eine Antriebskombination, die aus einem Verbrennungsmotor und einem Elektromotor besteht. Dieser Antrieb wurde serienmäßig zuerst von Toyota beim Pkw «Prius» angeboten.

Das Toyota-Hybrid-System (THS) besteht aus einem Ottomotor und einem Syn-chron-Elektromotor. Dazu gehören ein Generator, der die Funktion der Lichtmaschine und des Anlassers übernimmt, eine spezielle wartungsfreie Nickel-Metall-Hydridbat-terie, ein Inverter und ein Steuergerät.

Der Generator erzeugt die elektrische Energie zum Antrieb des Elektromotors und zum Laden der Nickel-Metall-Hydridbatterie. Weil auch die beim Bremsen und im Schiebebetrieb vorhandene Bewegungsenergie zum Laden der Batterie genutzt wird, braucht das Fahrzeug keine Steckdose.

Der Inverter wandelt den Wechselstrom des Generators in Gleichstrom für die Nickel-Metall-Hydridbatterie, aber auch deren Gleichstrom in Wechselstrom zum



Antrieb des Generators um. Außerdem wandelt er die 274-V-Spannung des aus Modu-len bestehenden Batteriesatzes in 12 V für das allgemeine Bordnetz um.

Das Toyota-Hybrid-System (THS) arbeitet wie folgt:

q Beim Anfahren und bei extrem niedrigen Geschwindigkeiten wird das Fahrzeug nur durch den Elektromotor angetrieben.

q Ab mittlerer Geschwindigkeit wird der Verbrennungsmotor automatisch zugeschal-tet, so dass bei Normalbetrieb beide Motoren das Fahrzeug gemeinsam antreiben. Diese Leistungssteigerung wird auch bei voller Beschleunigung und Bergauffahrt genutzt.

q Beim Stand des Fahrzeuges schaltet sich der Motor sofort automatisch ab.

Das Hybridsystem senkt die Fahrgeräusche, den Kraftstoffverbrauch und reduziert die Emissionswerte im Abgas.

ElektroantriebElektroautos haben durch ihre Batterien ein Gewichtsproblem und eine beschei dene Reichweite, die jedoch schon bis auf ca. 200 Kilometer gesteigert werden konnte.

Autos mit Elektroantrieb sind trotz spezieller und teurer Batterien mit gestei gerter Kapazität noch keine Alternative zu Verbrennungsmotoren, zumal der aus der Steck-dose entnommene Strom aus fossilen Brennstoffen oder aus der Kernkraft stammt.

Anders ist es, wenn der Strom aus der Brennstoffzelle kommt, zumal sich das Gewicht verringert und die Reichweite erhöht. Hier sind nur kleine Batterien erforder-lich, um den beim Bremsen erzeugten Strom speichern zu können.

Die Zukunft lässt hoffen, denn die kalifornische Gesetzgebung verlangt, dass ab 2003 zehn Prozent der neu zugelassenen Fahrzeuge Elektroautos sein müssen.

BrennstoffzelleDie Brennstoffzelle, die als sauberster Antrieb gilt, wird bereits von der Automobil in-dustrie erprobt. Sie ist die Alternative zu den Umwelt belastenden Verbrennungs motoren und kann diese wohl in absehbarer Zeit zumindest teilweise verdrängen. Bis dahin gilt es die erforderliche Zuverlässigkeit und Infrastruktur (Verfügbarkeit) zu realisieren.

Grund für diese Entwicklung ist die Endlichkeit der Ressourcen auf der Basis von Erdöl und die drastische Veränderung des Weltklimas durch das bei der Verbrennung produzierte Kohlendioxid.

Die Bemühungen gehen also dahin, die Mobilität durch Alternativen zu Benzin und Dieselkraftstoff zu erhalten. Der zukünftige Kraftstoff heißt Wasserstoff. Er kann folgendermaßen eingesetzt werden:

q zur Stromerzeugung in Brennstoffzellen oderq als Treibstoff für Verbrennungsmotoren.

Die Brennstoffzelle erzeugt Strom zum Antrieb von Elektromotoren und benötigt dazu Wasserstoff und Sauerstoff. Wasserstoff kann extern durch Elektrolyse von Wasser erzeugt und bereitgestellt werden. Dies lohnt sich aber nur, wenn der dazu erforder liche Strom mittels Wind, Sonne oder Wasserkraft gewonnen wird.




Tabelle 2.1

Ottomotoren Dieselmotoren

Verdichtungsverhältnis

q bei Saugkanaleinspritzung 15 bis 19,5:1 bei Direkteinspritzung 7 bis 11:1 21 bis 23:1 bei indirekter Einspritzung q bei Direkteinspritzung 11,5 … 12,5:1 q beim Saab SVC-Motor variabel 8:1 bis 14:1

Verdichtungshöchstdruck beiStarterdrehzahl u. Betriebstemperatur 8 bis 16 bar 25 bis 55 bar

Verdichtungshöchsttemperatur etwa 400°C (673 K) 500 bis 900°C (773 K bis 1173 K)

Verbrennungshöchsttemperatur etwa 2100°C (2273 K) etwa 2100°C (2373 K)

Verbrennungshöchstdruck(Zünddruck) 55 bis 120 bar bei Einspritz- 70 bis 90 bar bei Saugmotoren bzw. Turbomotoren 120 bis 180 bar bei Turbomotoren

RestdruckimZylinder(kurz vor Öffnung des Auslassventils) etwa 3 bis 5 bar etwa 7 bis 10 bar

MittlererArbeitsdruck etwa 8 bis 11 bar (Saugmotoren) etwa 9 bis 12 bar (Saugmotoren) etwa 11 bis 21,7 bar (Turbomotoren) etwa 13 bis 25 bar (Turbomotoren)

AbgastemperaturbeiVolllast 800 bis 1000°C (1073 bis 1273 K) 400 bis 700°C (673 bis 973 K)

Wirkungsgrad(wirtschaftlich; siehe z.B. Bild 2.1) 25 bis 35% 35 bis 50%

SpezifischerKraftstoffverbrauch 230 bis 250 g/kW h 200 bis 230 g/kW h (Direkteinspritzung) 240 bis 250 g/kW h (indirekte Einspr.)

KohlenoxidgehaltderRohabgase (Vol.-%) 0,5 bis 1,5% (im Leerlauf) 0,03 bis 0,05% (im Leerlauf) 0,2 bis 1,0% (bei Teillast) 0,05 bis 0,25% (bei Volllast) 2,0 bis 4,0% (bei Volllast)

FlammpunktderKraftstoffe (siehe auch Kapitel 10) –21 bis –23°C (252 bis 250 K) +55 bis +100°C (328 bis 373 K)

SelbstentzündungstemperaturderKraftstoffe (siehe Kapitel 10) etwa 500 bis 600°C etwa 300 bis 350°C (573 bis 623 K) (773 bis 873 K)

DrehmomentbeiniedrigerDrehzahl niedrig (hoch bei Doppel- hoch bzw. Stufenaufladung)



Bei Verwendung von reinem Wasserstoff wird dieser in einem hoch isolierten Tank bei –253°C flüssig gehalten. Infolge geringer Verfügbarkeit von reinem Wasserstoff zeichnet sich ein anderer Weg ab, nämlich die Erzeugung von Wasserstoff im Fahrzeug selbst.

Hierbei wird Methanol mit Hilfe eines Reformers unter Einsatz von Platin in Was-serstoff und Kohlenstoff zerlegt. Dies macht aber nur dann Sinn, wenn man aus nach-wachsenden Rohstoffen (Biomasse) gewonnenes Methanol einsetzt und nicht aus fos-silen Rohstoffen.

Die Stromerzeugung beginnt mit dem Tritt aufs Gaspedal, wobei in der Brennstoff-zelle Wasserstoff und Sauerstoff vereinigt werden. Dabei wird der Prozess der Elekt-rolyse umgekehrt. Die Brennstoffzelle kann Strom aus Wasserstoff, Methanol, Benzin und Diesel erzeugen.

UnterschiedezwischenOtto-undDieselmotorenDer Ottomotor unterscheidet sich vom Dieselmotor hauptsächlich in der Gemischbil-dung und der Zündung.

Beim Ottomotor wird im Regelfall und im Gegensatz zum Dieselmotor ein fast fertiges Kraftstoff-Luft-Gemisch angesaugt, das außerhalb des Verbrennungsraumes im Vergaser oder bei Verwendung einer Einspritzanlage im Saugkanal entsteht. Dieses Kraftstoff-Luft-Gemisch wird komprimiert und kurz vor OT durch den Zündfunken der Zündkerze gezündet. Der herkömmliche Ottomotor hat somit äußere Gemischbil-dung und Fremdzündung.

Ottomotoren mit Benzindirekteinspritzung haben innere Gemischbildung (siehe Abschnitt 3.3.5).

Beim Dieselmotor wird im Saughub nur Luft angesaugt, die anschließend im Verdich-tungstakt sehr hoch verdichtet wird. Da sich beim Verdichten die Luft stark erwärmt, entzündet sich der Kraftstoff von selbst, wenn er wenige Grad Kurbelwinkel vor OT ein-gespritzt wird. Damit hat der Dieselmotor innere Gemischbildung und Selbstzündung.

Otto- und Dieselmotoren unterscheiden sich außerdem noch durch die in Tabelle 2.1 genannten Eigenschaften, wobei letztere bis zu 50% Nutzarbeit bringen können.

Bild 2.1 Wärmeenergieverluste (Sankey-Diagramm)


GrundbegriffeSie gelten grundsätzlich für alle Arten von Hubkolbenmotoren.

Bohrung:Der Durchmesser eines Zylinders (D) wird als Bohrung bezeichnet (Bild 2.2).

Hub: Der Hub (s) ist der Weg, den der Kolben im Zylinder zwischen den Totpunkten zurücklegt.

Die Totpunktesind die Endpunkte der Kolbenbewegung, in denen er seine Bewegungs-richtung umkehrt. Man unterscheidet den oberen Totpunkt (OT) und unteren Tot-punkt (UT). Im OT hat der Arbeitsraum (Zylinder) sein kleinstes, im UT sein größtes Volumen (Bild 2.2).

Hubraum:Der Hubraum eines Zylinders (Vh) ist der Raum, den der Kolben während eines Hubes durchläuft. Anders ausgedrückt: Es ist der Zylinderraum zwischen OT- und UT-Stellung des Kolbens (Bild 2.2).

Bohrung · Bohrung · 3,14 · HubBerechnung:

4

Gesamthubraum:Der Gesamthubraum eines Motors (VH) ist der Hubraum aller Zylin-der des Motors. Er wird in cm3 angegeben.

Verdichtungsraum(Vc): Dies ist der Raum, der über dem in OT-Stellung befindlichen Kolben verbleibt (Bild 2.2).

Verdichtungsverhältnis: Das Verdichtungsverhältnis (e) ist das Verhältnis von Hub-raum und Verdichtungsraum zu Verdichtungsraum (Bild 2.3).


Bild 2.2 Begriffe und Abmessungen bei Verbrennungsmotoren


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