Peter Gerigk, Detlef Bruhn
Unter Mitarbeit von: Guido Frevert, Claudia Girnus, Jürgen Göbert, Michael Schiedeck, Rainer Schopf
KraftfahrzeugmechatronikPkw-Technik
2. Auflage
Bestellnummer 231816
[email protected] www.westermann.de
Bildungshaus Schulbuchverlage Westermann Schroedel Diesterweg Schöningh Winklers GmbH, Postfach 33 20,
38023 Braunschweig
ISBN 978-3-14-231816-5
© Copyright 2019: Bildungshaus Schulbuchverlage Westermann Schroedel Diesterweg Schöningh Winklers GmbH, Braunschweig
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Diesem Buch wurden die bei Manuskriptabschluss vorliegenden neuesten Ausgaben der DIN-Normen, VDI-Richt-
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Masgebend für das Anwenden der Norm ist deren Fassung mit dem neuesten Ausgabedatum, die bei der Beuth-
Verlag GmbH, Burggrafenstrase 6, 10787 Berlin, erhältlich ist.
VorwortDieses Fachbuch ist für Berufsschüler/innen des Ausbil-
dungsberufs Kraftfahrzeugmechatroniker/innen mit
dem Schwerpunkt Pkw-Technik konzipiert. Das Fach-
buch bildet die Lerninhalte für alle Ausbildungsjahre ab.
Das Fachbuch eignet sich zusätzlich
■ zur betrieblichen Unterweisung,
■ für den Unterricht in Innungs- und Meisterschulen,
■ als Nachschlagewerk für Facharbeiter und Meister
und
■ für das Selbststudium.
Die Zuordnung der einzelnen Kapitel zu den Lernfel-dern des Rahmenplans kann dem Inhaltsverzeichnis
entnommen werden.
Diese Auflage zeigt den neuesten Stand der Kraftfahr-
zeugtechnik mit dem Schwerpunkt Pkw-Technik. Die
zugrunde liegenden technologischen, mathe matischen
und naturwissenschaftlichen Inhalte werden detailliert
erläutert. Dadurch wird die Wirkungsweise der Bauteile,
Baugruppen oder Systeme des Kraftfahrzeugs leicht
verständlich dargestellt.
■ Farbig hervorgehobene Merksätze dienen der schnel-
len Orientierung und Wiederholung.
■ Wartungs- und Diagnosehinweise, Arbeitshinweise
sowie Unfallverhütungsvorschriften ergänzen die
Lerninhalte.
■ Aufgaben zur Technologie und zur Technischen
Mathematik bilden den Abschluss aller Kapitel.
■ Ein umfangreiches Sachwortverzeichnis in deut-scher und englischer Sprache soll den Fremdspra-
chenerwerb in der Berufsbildung unterstützen.
Das Fachbuch soll das selbstständige Planen, Durch-
führen und Kontrollieren im Arbeitsablauf fördern.
Im Fachbuch sind animierte Grafiken, z. B. auf der Seite
185, enthalten.
Diese können über den in der Abb. ent-
haltenen QR-Code oder über den Link:
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TB Zur weiteren Unterstützung des handlungsori-
entierten Unterrichts wird die Verwendung des Tabel-lenbuchs Kraft fahrzeugmechatronik aus dem Verlag
empfohlen. Die Autoren haben eine Website erstellt,
die Sie unter https://www.kfz-buch.de/ erreichen. Hier
erhalten Sie umfangreiche Informationen zu den Auto-
ren und ihren Titeln. Weiterhin können Sie die Autoren
kontaktieren.
Autoren und Verlag Braunschweig, 2019
Entwicklung, Arten und gesetzliche Grundlagen10 bis 20
Motormechanik182 bis 270
Motormanagementsysteme271 bis 324
Kraftübertragungssysteme325 bis 411
Fahrwerks- und Bremssysteme412 bis 505
Fahrzeugaufbau506 bis 519
Elektronische Systemeund Diagnose520 bis 572
Technische Grundlagen47 bis 108
Betriebs- und Hilfsstoffe109 bis 120
Arbeits- und Umweltschutz imKfz-Betrieb, Betriebsorganisationund Kommunikation21 bis 46
Elektrische und elektronische Anlagen121 bis 181
Komfort- undSicherheitssysteme573 bis 590
Um- und Nachrüstarbeiten591 bis 601
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Inhaltsverzeichnis / contents Lernfeldzuordnung LF 1 ... LF 14
4
Entwicklung, Arten und gesetzliche Grundlagen
1 Entwicklung des Kraftfahrzeugs . . . . . . . . . . LF 1 10
2 Arten und gesetzliche Grundlagen der Kraftfahrzeuge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . LF 1 und 4 13
2.1 Einteilung der Kraftfahrzeuge . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132.1.1 Einspurige Kraftfahrzeuge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132.1.2 Mehrspurige Kraftfahrzeuge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.2 Gesetzliche Bestimmungen für die Inbetriebnahme von Kraftfahrzeugen . . . . . . . . . . . 142.3 Baugruppen, Anlagen und Bauteile der Kraftfahrzeuge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3 Grundlagen des Systems Kraftfahrzeug . . . LF 1 17
3.1 Systemtechnische Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . 173.2 Hauptfunktionen technischer Systeme . . . . . . . . . . 173.2.1 Energieumsetzende Systeme . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183.2.2 Stoffumsetzende Systeme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183.2.3 Informationsumsetzende Systeme . . . . . . . . . . . . . 183.3 Gliederung von technischen Systemen . . . . . . . . . . 193.3.1 Teilsysteme des Kraftfahrzeugs . . . . . . . . . . . . . . . . 203.3.2 Teilfunktionen und Grundfunktionen des Kraftfahrzeugs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Arbeits- und Umweltschutz im Kfz-Betrieb, Betriebsorganisation und Kommunikation
4 Arbeits- und Umweltschutz im Kfz-Betrieb . LF 1 21
4.1 Personenschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214.1.1 Sicherheitszeichen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214.1.2 Sicherheitseinrichtungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234.1.3 Arbeitssicherheit im Umgang mit gefährlichen Stoffen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234.1.4 Gefahrstoff- und Gefahrgutverordnung Straße. . . . 244.2 Maschinenschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254.3 Umweltschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254.3.1 Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz (KrW-/AbfG) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264.3.2 Verordnung zur Bestimmung von überwachungs- bedürftigen Abfällen zur Verwertung (BestüVAbfV) 274.3.3 Chemikalienrecht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274.3.4 Gewässerschutz. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284.3.5 Altölverordnung (AltölV) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294.3.6 Altfahrzeug-Verordnung (AltfahrzeugV) . . . . . . . . . 294.4 Recycling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304.4.1 Demontage- und Schreddersysteme . . . . . . . . . . . . 314.4.2 Demontageanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314.4.3 Schreddertechnologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
5 Betriebsorganisation und Kommunikation . LF 1 33
5.1 Grundlagen der betrieblichen Organisation . . . . . . 335.1.1 Aufbau eines Betriebes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 345.1.2 Einflüsse auf die betriebliche Organisation . . . . . . 355.2 Qualitätsmanagement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365.3 Kommunikation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 385.3.1 Grundlagen der Kommunikation . . . . . . . . . . . . . . . . 385.3.2 Kundengespräch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 395.3.3 Umgang mit Reklamationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 395.4 Personalführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 405.5 Mitarbeiterverhalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 405.6 Arbeitsplanung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 415.6.1 Arbeitsablaufplanung und Auftragsbearbeitung . . 435.6.2 Betriebliche Datenverarbeitung . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Technische Grundlagen
6 Prüfen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . LF 2 47
6.1 Messen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 476.2 Messabweichungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 486.3 Messgeräte für Längen- und Winkelmessungen . . 486.3.1 Maßverkörperungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 486.3.2 Anzeigende Messgeräte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 486.4 Lehren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 526.5 Toleranzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 526.6 ISO-Passungen und ISO-Toleranzsystem . . . . . . . 536.6.1 Passungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 536.6.2 Toleranzsystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 536.6.3 Passungssysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
7 Trennen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . LF 2 55
7.1 Trennverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 557.2 Werkzeuge zum Trennen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 557.2.1 Kräfte und ihre zeichnerische Darstellung . . . . . . . 557.2.2 Trennkräfte in Abhängigkeit vom Keilwinkel β . . . . . 567.2.3 Der Keilwinkel in Abhängigkeit von der Werkstofffestigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 567.3 Zerteilen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 567.3.1 Keilschneiden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 567.3.2 Scherschneiden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 577.4 Spanen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 577.4.1 Sägen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 577.4.2 Feilen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 587.4.3 Bohren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 587.4.4 Senken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 597.4.5 Reiben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 607.4.6 Gewindeherstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 607.4.7 Weitere spanende Bearbeitungsverfahren . . . . . . . 617.5 Abtragen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
8 Fügen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . LF 2 63
8.1 Klemmverbindungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 638.2 Pressverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 638.3 Kegelverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 648.4 Schraubverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 648.4.1 Gewindesteigung und Schiefe Ebene . . . . . . . . . . . 648.4.2 Kraftzerlegung an der Gewindeflanke . . . . . . . . . . . 658.4.3 Gewindebezeichnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 658.4.4 Gewindearten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 658.4.5 Schrauben- und Mutternarten . . . . . . . . . . . . . . . . . 668.4.6 Schrauben- und Mutternwerkstoffe . . . . . . . . . . . . . 678.4.7 Schraubensicherungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 678.5 Sicherungsscheiben und Sicherungsringe . . . . . . . 678.6 Stiftverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 688.7 Federverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 688.8 Profilverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 688.9 Nietverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 688.9.1 Nietarten und Nietformen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 688.9.2 Nietvorgang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 688.9.3 Stanznietverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 698.9.4 Blindnietverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 698.10 Durchsetzfügen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 708.11 Lötverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 718.11.1 Lötverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 718.11.2 Lötvorgang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 718.11.3 Flussmittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 728.11.4 Lotwerkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 728.12 Schweißverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 728.12.1 Widerstands-Pressschweißen . . . . . . . . . . . . . . . . . 728.12.2 Punktschweißkleben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 738.12.3 Schutzgasschweißen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 748.12.4 Laserstrahlschweißen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 758.12.5 Lichtbogen-Handschweißverfahren . . . . . . . . . . . . . 758.12.6 Schweißnahtarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 768.12.7 Autogen-Gasschmelzschweißen . . . . . . . . . . . . . . . 768.13 Klebeverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 778.13.1 Kleberarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
9 Werkstoffe und ihre Normung . . . . . . . . . . . . LF 2 79
9.1 Einteilung der Werkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 799.2 Physikalische Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 799.2.1 Atomaufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 799.2.2 Zustandsformen der Werkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . 809.3 Chemische Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 809.3.1 Chemische Verbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 809.3.2 Stoffgemische . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 809.9 Werkstoffeigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 809.4.1 Physikalische Eigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 809.4.2 Technologische Eigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . 829.4.3 Chemische Eigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 839.4.4 Ökologische Eigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 839.5 Eisen und Stahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 839.6 Normung der Stahl- und Eisenwerkstoffe . . . . . . . . 849.6.1 Kurznamen für Stähle nach DIN EN 10 027 . . . . . . . 849.6.2 Werkstoffnummern für Stähle nach DIN EN 10 027 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 859.7 Einteilung der Eisen-Kohlenstoff-Gusswerkstoffe 869.7.1 Bezeichnung der Gusswerkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . 869.8 Schwermetalle und ihre Legierungen . . . . . . . . . . . 879.8.1 Kupfer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 879.8.2 Kupfer-Legierungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 879.8.3 Weitere Schwermetalle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 879.9 Leichtmetalle und ihre Legierungen . . . . . . . . . . . . . 88
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5
Inhaltsverzeichnis / contents
9.9.1 Aluminium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 889.9.2 Magnesium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 889.9.3 Titan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 889.10 Nichtmetallische Werkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 889.10.1 Kunststoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 889.10.2 Glas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 899.10.3 Gummi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 899.10.4 Keramische Werkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 899.11 Verbundstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 909.11.1 Faserverstärkte Kunststoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 909.11.2 Gesinterte Werkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
10 Steuerungs-, Regelungs- und Informationstechnik . . . . . . . . . . . . . . LF 1 und 8 91
10.1 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9110.1.1 Steuerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9110.1.2 Regelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9210.1.3 Signalfluss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9210.1.4 EVA-Prinzip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9310.1.5 Signalformen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9310.1.6 Signalwandler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9310.1.7 Sensoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9410.1.8 Aktoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9410.2 Steuerungsarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9410.2.1 Mechanische Steuerungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9410.2.2 Hydraulische und pneumatische Steuerungen . . . . 9510.2.3 Elektrische Steuerungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9810.2.4 Elektronische Steuerungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9910.3 Schaltungen der Steuerungstechnik . . . . . . . . . . . . 10010.3.1 Grundfunktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10010.3.2 Ablaufsteuerungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10010.4 Informationstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10110.4.1 Zahlensysteme in der Datenverarbeitung . . . . . . . . 10210.4.2 Aufbau eines Computersystems . . . . . . . . . . . . . . . 10310.4.3 Periphere Speicher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10510.4.4 Computersoftware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10610.4.5 Vernetzte Computersysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10710.4.6 Bundesdatenschutzgesetz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
Betriebs- und Hilfsstoffe
11 Kraftstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . LF 1 109
11.1 Erdöl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10911.2 Kraftstoffherstellung aus Erdöl . . . . . . . . . . . . . . . . 10911.2.1 Thermisches Cracken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10911.2.2 Katalytisches Cracken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11011.2.3 Hydro-Cracken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11011.3 Ottokraftstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11011.4 Dieselkraftstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11111.5 Alternative Kraftstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11211.6 Gefahrenklassen der Kraftstoffe . . . . . . . . . . . . . . . 114
12 Schmieröle und Schmierfette . . . . . . . . . . . . LF 1 115
12.1 Aufgaben der Schmieröle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11512.2 Anforderungen an Schmieröle . . . . . . . . . . . . . . . . . 11512.3 Arten der Schmieröle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11512.4 Einteilung der Schmieröle in Viskositätsklassen (SAE-Klassen) . . . . . . . . . . . . . . 11612.5 Einteilung der Schmieröle in API-Klassifikationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11712.6 Einteilung der Motoröle nach ACEA-Leistungsklassen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11712.7 Additive . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11712.8 Schmierfette und feste Schmierstoffe . . . . . . . . . . . 118
13 Kühl- und Kältemittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . LF 1 119
13.1 Kühlmittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11913.2 Kältemittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
14 Bremsflüssigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . LF 1 120
Elektrische und elektronische Anlagen
15 Grundlagen der Elektrotechnik . . . . . . . . . . . LF 3 121
15.1 Elektrischer Strom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12115.2 Elektrische Spannung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12115.3 Elektrischer Widerstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12215.4 Einfacher elektrischer Stromkreis . . . . . . . . . . . . . . 12215.5 Ohmsches Gesetz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12315.6 Messen elektrischer Größen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12315.7 Messgeräte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
15.7.1 Vielfachmessgeräte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12415.7.2 Strommesszangen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12515.7.3 Oszilloskop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12615.7.4 Motortester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12715.8 Schaltungen elektrischer Verbraucher . . . . . . . . . . 12815.8.1 Reihenschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12815.8.2 Parallelschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12815.9 Elektrische Arbeit und Leistung . . . . . . . . . . . . . . . . 12915.10 Schutzmaßnahmen gegen die Gefahren des elektrischen Stromes . . . . . . . . . . . . . 12915.11 Magnetismus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13115.11.1 Dauermagnetismus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13115.11.2 Elektromagnetismus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13115.12 Elektromagnetische Induktion . . . . . . . . . . . . . . . . . 13215.12.1 Generatorprinzip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13215.12.2 Transformatorprinzip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13315.12.3 Selbstinduktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13415.12.4 Wirbelströme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13515.13 Elektrische und elektronische Bauelemente . . . . . . 13515.13.1 Relais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13515.13.2 Widerstände . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13715.13.3 Kondensatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13815.13.4 Sicherungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13915.13.5 Dioden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13915.13.6 Transistoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14115.13.7 Thyristoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14415.13.8 Diskrete-, integrierte- und Hybrid-Schaltungen . . 145
16 Starter- und Antriebsbatterien . . . . . . . . . . . LF 6 146
16.1 Starterbatterie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14616.1.1 Aufbau der Starterbatterie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14616.1.2 Grundprinzip der Starterbatterie. . . . . . . . . . . . . . . . 14616.1.3 Bauarten der Starterbatterie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14716.1.4 Kennzeichnung der Starterbatterien . . . . . . . . . . . . 14916.1.5 Wartung und Diagnose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15016.2 Antriebsbatterien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15216.2.1 Nickel-Metallhydrid-Batterie . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15216.2.2 Lithium-Ionen-Batterie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15316.3 Elektrisches Energiemanagement . . . . . . . . . . . . . . 15416.3.1 Aufgabe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15416.3.2 Aufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15416.4 Zwei-Batterien-Bordnetz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
17 Generator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . LF 6 156
17.1 Grundaufbau und Wirkungsweise des Generators . 15617.2 Drehstromgenerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15617.2.1 Aufbau und Wirkungsweise des Drehstromgenerators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15617.2.2 Gleichrichtung im Drehstromgenerator . . . . . . . . . . 15817.2.3 Stromkreise des Drehstromgenerators . . . . . . . . . . 15917.3 Generatorregelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16017.3.1 Grundprinzip der Regelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16017.3.2 Elektronische Regler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16017.4 Bauarten von Generatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16117.5 Wartung und Diagnose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
18 Startanlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . LF 6 164
18.1 Aufbau und Wirkungsweise der Startanlage . . . . . 16418.1.1 Wirkungsweise des Startermotors . . . . . . . . . . . . . . 16418.1.2 Aufbau und Schaltung des Startermotors . . . . . . . . 16518.2 Starterarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16718.2.1 Schub-Schraubtrieb-Starter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16718.3 Automatisches Startsystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16818.4 Start-Stopp-Funktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16918.5 Wartung und Diagnose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
19 Beleuchtungs- und Signalanlage . . . LF 3 und 4 170
19.1 Gesetzliche Vorschriften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17019.2 Lichtquellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17019.2.1 Glühlampen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17019.2.2 Halogenlampen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17019.2.3 Xenon-Lampen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17119.2.4 Leuchtdioden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17119.3 Beleuchtungsanlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17119.3.1 Scheinwerferreflektoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17119.3.2 Scheinwerfer für Fern- und Abblendlicht . . . . . . . . 17219.3.3 Scheinwerfer für Fern-, Abblend- oder Nebellicht . 17319.3.4 Scheinwerfer mit Xenon-Lampe . . . . . . . . . . . . . . . . 17419.3.5 LED-Scheinwerfer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17419.3.6 Laserlicht-Scheinwerfer für Zusatzfernlicht . . . . . . 17519.3.7 Abbiege-, Kurven- und Kreuzungslicht . . . . . . . . . . 176
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Inhaltsverzeichnis / contents Lernfeldzuordnung LF 1 ... LF 14
6
19.3.8 Variables Lichtsystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17719.3.9 Tagfahrleuchten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17719.3.10 Leuchtweitenregulierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17819.3.11 Scheinwerferprüfung und –einstellung . . . . . . . . . . 17819.4 Signalanlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17919.4.1 Adaptives Bremslicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17919.4.2 Fahrtrichtungsanzeiger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18019.4.3 Warnblinkanlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18019.4.4 Signalhornanlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18019.4.5 Lichthupe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
Motormechanik
20 Grundprinzip des Viertakt-Ottomotors . . . . LF 5 182
20.1 Grundsätzlicher Aufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18320.2 Physikalische Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18320.2.1 Druck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18320.2.2 Gasgesetze. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18320.3 Vorgänge während der vier Takte eines Viertakt- Ottomotors mit Saugrohreinspritzung . . . . . . . . . . . 18420.3.1 Ansaugtakt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18420.3.2 Verdichtungstakt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18520.3.3 Arbeitstakt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18520.3.4 Ausstoßtakt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18620.4 p-V-Diagramm. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18620.4.1 Mittlerer Kolbendruck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18620.5 Kenngrößen des Verbrennungsmotors . . . . . . . . . . 18720.5.1 Effektiver Wirkungsgrad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18720.5.2 Verdichtungsverhältnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18720.5.3 Liefergrad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18820.6 Klopfende Verbrennung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
21 Grundprinzip des Viertakt-Dieselmotors . . LF 5 190
21.1 Vorgänge während der vier Takte . . . . . . . . . . . . . . . 19021.2 Zündverzug. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19221.3 Gemischbildung und Verbrennung . . . . . . . . . . . . . . 19221.4 Verbrennungsverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19321.4.1 Indirekte Einspritzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19321.4.2 Direkte Einspritzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19321.5 Starthilfsanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19421.5.1 Vorglühanlage mit Glühkerzen . . . . . . . . . . . . . . . . . 19421.6 Vergleich zwischen Otto- und Dieselmotor . . . . . . . 196
22 Äußerer Aufbau des Hubkolbenmotors . . . . LF 5 197
22.1 Zylinderkopf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19722.2 Zylinderkopfdichtung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19822.3 Zylinder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20022.3.1 Anordnung der Zylinder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20022.3.2 Zündfolgen von Hubkolbenmotoren . . . . . . . . . . . . 20022.3.3 Flüssigkeitsgekühlte Zylinder . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20122.3.4 Luftgekühlte Zylinder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20222.3.5 Zylinderverschleiß . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20222.4 Kurbel- und Zylinderkurbelgehäuse . . . . . . . . . . . . 20322.5 Motorlagerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204
23 Kurbeltrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . LF 5 207
23.1 Bewegungen am Kurbeltrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20723.2 Kräfte am Kurbeltrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20723.3 Kolben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20823.3.1 Bezeichnungen am Kolben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20823.3.2 Temperaturen am Kolben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20923.3.3 Kolbenformen, Kolben-Einbauspiel . . . . . . . . . . . . . 20923.3.4 Kolbenwerkstoffe, Kolbenherstellung . . . . . . . . . . . 21023.3.5 Kolbenlaufflächenschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21123.3.6 Einbauhinweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21223.4 Kolbenringe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21223.4.1 Kolbenringwerkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21323.4.2 Kolbenringformen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21323.4.3 Stoßspiel, Höhenspiel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21323.5 Kolbenbolzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21423.6 Pleuelstange . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21523.6.1 Werkstoffe und Fertigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21523.6.2 Pleuellager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21523.7 Kurbelwelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21623.7.1 Werkstoffe und Fertigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21723.7.2 Schwingungsdämpfer und Schwingungstilger . . . . 21823.8 Kurbelwellen-Gleitlager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21823.9 Schwungrad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219
24 Motorsteuerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . LF 5 223
24.1 Wirkungsweise der Motorsteuerung . . . . . . . . . . . . 22324.2 Bauteile der Motorsteuerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22324.2.1 Antrieb der Nockenwelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223
24.2.2 Nockenwelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22524.2.3 Stößel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22624.2.4 Kipp- und Schlepphebel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22724.2.5 Stoßstangen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22824.2.6 Ventile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22824.2.7 Ventilsitz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22924.2.8 Ventilführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23024.2.9 Ventilfeder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23024.2.10 Ventilfederteller und Kegelstücke . . . . . . . . . . . . . . 23124.2.11 Ventildrehvorrichtung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23124.3 Wartung und Diagnose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23124.4 Verbesserung des Liefergrades (Füllungsgrades) . 23324.4.1 Mehrventiltechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23424.4.2 Schaltsaugrohre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23424.4.3 Variable Ventilsteuerungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23524.4.4 Aufladung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23724.4.5 Ladeluftkühlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24224.4.6 Ladedruckregelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242
25 Kraftstoffförderanlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . LF 5 245
25.1 Bauteile der Kraftstoffförderanlage für Ottomotoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24525.1.1 Kraftstoffbehälter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24525.1.2 Kraftstoffförderpumpen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24625.1.3 Kraftstofffilter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24725.1.4 Einrichtungen zur Entlüftung und Dichtheitsprüfung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24825.1.5 Kraftstoffleitungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24825.1.6 Kraftstofffördermodul . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24825.2 Wartung und Diagnose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248
26 Filter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . LF 5 249
26.1 Filterwirkung und Filterarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24926.1.1 Siebfilter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24926.1.2 Faserfilter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24926.1.3 Nassfilter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25026.1.4 Zentrifugalabscheider . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25026.1.5 Magnetabscheider . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25026.2 Anwendungsgebiete für Filter . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25026.2.1 Luftfilter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25126.2.2 Kraftstofffilter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25226.2.3 Ölfilter. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25326.2.4 Hydraulikfilter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25326.2.5 Innenraumfilter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25326.3 Wartung und Diagnose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254
27 Schmierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . LF 5 255
27.1 Reibung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25527.1.1 Festkörperreibung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25527.1.2 Flüssigkeitsreibung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25627.2 Arten der Motorschmierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25727.3 Bauteile der Motorschmierung . . . . . . . . . . . . . . . . . 25827.3.1 Ölpumpe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25827.3.2 Ölfilter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26027.3.3 Ölkühler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26027.3.4 Kontrollgeräte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26027.4 Wartung und Diagnose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261
28 Kühlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . LF 5 263
28.1 Aufgabe der Kühlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26328.2 Grundprinzip der Kühlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26328.2.1 Wärmeleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26328.2.2 Wärmeströmung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26428.2.3 Wärmestrahlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26428.2.4 Änderung des Aggregatzustands . . . . . . . . . . . . . . . 26428.2.5 Wärmemenge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26428.3 Arten der Kühlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26528.3.1 Luftkühlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26528.3.2 Flüssigkeitskühlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26528.4 Bauteile der Motorkühlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26628.4.1 Flüssigkeitskühler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26628.4.2 Lüfter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26628.4.3 Kühlmittelpumpe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26728.4.4 Kühlerverschlussdeckel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26828.4.5 Kühlmittelthermostat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26828.4.6 Ölkühler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26928.5 Regelung der Kühlmittelkreisläufe (Thermomanagement) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26928.6 Wartung und Diagnose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269
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Inhaltsverzeichnis / contents
7
Motormanagementsysteme
29 Zündanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . LF 8 271
29.1 Grundlagen der Transistor-Batteriezündanlagen . . 27129.1.1 Erzeugung der Zündspannung und des Zündfunkens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27129.1.2 Zündsteuergerät und Zündimpulsgeber. . . . . . . . . . 27129.1.3 Schließzeit und Schließwinkel . . . . . . . . . . . . . . . . . 27229.1.4 Transistor-Grundschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27229.2 Bauteile der Transistor-Batteriezündanlagen . . . . . 27329.2.1 Zündspulen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27329.2.2 Zündkerzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27329.3 Zündzeitpunktverstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27429.3.1 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27429.3.2 Elektronische Zündzeitpunktverstellung (Kennfeldzündung) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27529.4 Elektronische Klopfregelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27729.5 Vollelektronische Transistor-Batteriezündanlagen 27829.5.1 Einzelfunken-Zündspulen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27829.5.2 Zweifunken-Zündspulen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27929.5.3 Mehrfachfunken-Zündsystem . . . . . . . . . . . . . . . . . 28029.5.4 Doppelspulen-Zündsystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28029.5.5 Zündleisten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28129.5.6 Zündauslösung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28129.6 Verbrennungsaussetzer-Erkennung . . . . . . . . . . . . 28129.7 Spannungsverlauf in den Transistor- Batteriezündanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28229.8 Wartung und Diagnose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
30 Einspritzanlagen für Ottomotoren . . . . . . . . LF 8 284
30.1 Luftverhältnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28430.2 Betriebszustände . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28430.3 Einspritzarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28530.4 Aufbau und Wirkungsweise elektronischer Einspritzanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28530.4.1 Kraftstoffsysteme für die indirekte Einspritzung. . . 28530.4.2 Einspritzventile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28630.4.3 Ansaugsystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28730.4.4 Steuerung und Regelung elektronischer Einspritzanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28830.5 Kombinierte Zünd- und Gemischbildungssysteme 28930.6 Indirekte Einspritzanlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28930.7 Direkte Einspritzanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29030.7.1 Betriebsarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29130.7.2 Aufbau und Wirkungsweise einer Direkteinspritzanlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29230.8 Duales Einspritzsystem mit indirekter und direkter Einspritzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294
31 Einspritzanlagen für Dieselmotoren . . . . . . LF 8 296
31.1. Elektronische Dieselregelung (EDC). . . . . . . . . . . . . 29631.2 Elektronisch geregelte Verteilereinspritzpumpe (Radialkolbenpumpe) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29731.2.1 Kraftstoffversorgung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29731.2.2 Hochdruckerzeugung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29731.2.3 Einspritzmengenregelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29831.2.4 Spritzbeginnverstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29831.2.5 Wartung und Diagnose an der Verteilereinspritzpumpe. . . . . . . . . . . . . . . . . 30031.3 Einspritzdüse und Düsenhalterkombination . . . . . 30031.3.1 Lochdüse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30031.3.2 Beanspruchung der Einspritzdüse . . . . . . . . . . . . . . 30131.3.3 Düsenhalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30131.3.4 Prüf- und Messgeräte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30231.4 Pumpe-Düse-Systeme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30231.4.1 Kraftstoffversorgung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30231.4.2 Hochdruckteil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30331.5 Pumpe – Leitung – Düse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30531.6 Common-Rail-System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30531.6.1 Hochdrucksystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30631.7 Wartung und Diagnose an PDE-und Common-Rail-Systemen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308
32 Leistungsmessung und Motorkennlinien . . LF 5 310
32.1 Aufbau und Wirkungsweise der Leistungsbremse 31032.2 Motorkennlinien. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31132.2.1 Ermittlung der Motorkennlinien. . . . . . . . . . . . . . . . . 31132.2.2 Auswertung der Motorkennlinien . . . . . . . . . . . . . . . 31232.3 Rollen-Leistungsprüfstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312
33 Abgassysteme und Schadstoffminderung . LF 8 314
33.1 Aufbau der Abgassysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31433.2 Schalldämpfer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31433.2.1 Schall . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314
33.2.2 Schalldämpfung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31533.3 Schadstoffe und Emissionsgrenzwerte . . . . . . . . . . 31633.4 Schadstoffminderung bei Ottomotoren . . . . . . . . . . 31733.4.1 Abgasrückführung (AGR-System) . . . . . . . . . . . . . . 31733.4.2 Sekundärluftsystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31733.4.3 Abgaskatalysatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31733.5 Schadstoffminderung bei Dieselmotoren . . . . . . . . 32033.5.1 Oxidationskatalysator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32033.5.2 Partikelfiltersysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32033.5.3 SCR-Katalysatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32333.6 Wartung und Diagnose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324
Kraftübertragungssysteme
34 Antriebsarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .LF 13 325
34.1 Vorderradantrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32534.2 Hinterradantrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32534.2.1 Standardantrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32534.2.2 Transaxleantrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32534.2.3 Heckmotorantrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32634.2.4 Mittelmotorantrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32634.2.5 Unterflurmotorantrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32634.3 Allradantrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326
35 Kupplung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . LF 7 327
35.1 Reibungskupplungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32735.1.1 Physikalische Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32735.1.2 Einscheiben-Trockenkupplung mit Membranfeder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32835.1.3 Kupplungsscheiben für Trockenkupplungen . . . . . . 33035.1.4 Zweischeiben- und Lamellenkupplungen . . . . . . . . 33135.1.5 Doppelkupplungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33235.2 Betätigungseinrichtungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33335.2.1 Hydraulische Kupplungsbetätigung . . . . . . . . . . . . . 33335.2.2 Ausrücker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33435.2.3 Kupplungsspiel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33435.2.4 Lüftspiel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33435.3 Elektronisches Kupplungsmanagement (EKM) . . . . 33535.4 Wartung und Diagnose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337
36 Wechselgetriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .LF 13 338
36.1 Drehmomentwandlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33836.2 Drehzahlwandlung und Drehrichtungsänderung . . 33936.3 Idealer Verlauf des Drehmoments an der Getriebeausgangswelle . . . . . . . . . . . . . . . . . 34036.4 Aufbau und Wirkungsweise eines Wechselgetriebes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34136.5 Synchronisiereinrichtungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34136.5.1 Sperrsynchronisierung mit Einfachkonus . . . . . . . . 34236.5.2 Sperrsynchronisierung mit Doppelkonus . . . . . . . . 34336.5.3 Sperrsynchronisierung mit Dreifachkonus . . . . . . . 34436.5.4 Sperrsynchronisierung mit Außenkonus-Synchronkegel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34536.5.5 Sperrsynchronisierung mit Lamellen . . . . . . . . . . . . 34536.6 Wechselgetriebearten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34536.6.1 Wechselgetriebe für Hinterradantrieb . . . . . . . . . . . 34536.6.2 Wechselgetriebe für Vorderradantrieb . . . . . . . . . . 34636.7 Bauteile des Getriebes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34736.7.1 Zahnräder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34736.7.2 Wälzlager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34936.7.3 Wellendichtringe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34936.8 Wartung und Diagnose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349
37 Automatische Getriebe . . . . . . . . . . . . . . . . .LF 13 352
37.1 Automatisierte Schaltgetriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . 35237.2 Doppelkupplungsgetriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35337.2.1 Aufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35337.2.2 Wirkungsweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35537.2.3 Steuerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35537.3 Automatikgetriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35637.3.1 Hydrodynamischer Drehmomentwandler . . . . . . . . 35737.3.2 Planetengetriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35937.3.3 Automatikgetriebe mit Planetenradsätzen . . . . . . . 36037.3.4 Automatikgetriebe mit Stirnrädern . . . . . . . . . . . . . 36637.4 Stufenloses Getriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367
38 Radantrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .LF 13 370
38.1 Achsgetriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37038.1.1 Kegelradgetriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37038.1.2 Stirnradgetriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37238.2 Ausgleichsgetriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37238.2.1 Grundprinzip des Ausgleichsgetriebes . . . . . . . . . . 37238.2.2 Aufbau und Wirkungsweise des Kegelrad-Ausgleichsgetriebes . . . . . . . . . . . . . . . . . 373
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Inhaltsverzeichnis / contents Lernfeldzuordnung LF 1 ... LF 14
8
38.2.3 Aufbau und Wirkungsweise des Stirnrad-Ausgleichsgetriebes . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37338.3 Ausgleichssperren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37338.3.1 Formschlüssige Ausgleichssperren . . . . . . . . . . . . . 37438.3.2 Drehzahldifferenzabhängige Quersperren . . . . . . . 37438.3.3 Drehzahldifferenzabhängige Längssperren . . . . . . 37538.3.4 Drehmomentabhängige Quersperren . . . . . . . . . . . 37638.3.5 Drehmomentabhängige Längssperren . . . . . . . . . . 37638.3.6 Elektrohydraulisch gesteuerte Ausgleichssperren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37738.3.7 Elektronisch gesteuerte Ausgleichssperren . . . . . . 37838.4 Gelenkwellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37838.4.1 Grundaufbau der Gelenkwellen . . . . . . . . . . . . . . . . 37838.4.2 Gelenkarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37938.4.3 Gelenkwellenlager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38138.5 Wartung und Diagnose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38238.6 Allradantriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38438.6.1 Zuschaltbarer Allradantrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38438.6.2 Permanenter Allradantrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38538.6.3 Elektronisch geregelter Allradantrieb . . . . . . . . . . . 385
39 Hochvolttechnik . . . . . . . . . . . . . . . . LF 1, 3 und 6 387
39.1 Hochvolttechnik im Kraftfahrzeug . . . . . . . . . . . . . . 38739.2 Hochvoltkomponenten im Kraftfahrzeug . . . . . . . . 38739.3 Gefahren im Umgang mit der Hochvolttechnik . . . . 38739.3.1 Sicherheitszeichen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38739.4 Aufbau des Hochvoltsystems . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38839.5 Arbeiten am Hochvoltsystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38939.5.1 Eigensichere Hochvoltsysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . 38939.5.2 Automatische Isolationsüberwachung . . . . . . . . . . 39239.5.3 Manuelle Prüfung der Isolation . . . . . . . . . . . . . . . . 39239.5.4 Widerstandsmessung der Massebänder . . . . . . . . 39339.6 HV-Leitungen und HV-Stecker . . . . . . . . . . . . . . . . . 393
40 Alternative Antriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . LF 8 395
40.1 Elektroantrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39540.1.1 Drehstrommotoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39540.1.2 Hochvolt-Komponenten eines Elektroantriebs . . . . 39640.1.3 Laden der Antriebsbatterie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40040.2 Hybridantrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40240.2.1 Serieller Hybridantrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40340.2.2 Paralleler Hybridantrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40340.2.3 Gemischter Hybridantrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403
41 Betrieb mit alternativen Kraftstoffen . . . . . . LF 8 406
41.1 Erdgasbetrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40641.2 Flüssiggasbetrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40741.2.1 LPG-Einblasung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40841.2.2 LPG-Einspritzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40941.3 Pflanzenölbetrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40941.4 Wasserstoffbetrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41041.4.1 Wasserstoffbetrieb mit Ottomotoren . . . . . . . . . . . . 41041.4.2 Wasserstoffbetrieb mit Brennstoffzellen . . . . . . . . 410
Fahrwerks- und Bremssysteme
42 Achsgeometrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .LF 10 412
42.1 Fahrzeugdrehbewegungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41242.2 Eigenlenkverhalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41342.3 Radstellungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41442.3.1 Spurweite und Radstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41442.3.2 Gesamtspur, Vorspur und Nachspur . . . . . . . . . . . . 41442.3.3 Sturz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41542.3.4 Lenkrollhalbmesser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41642.3.5 Spreizung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41642.3.6 Vorlauf und Nachlauf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41742.3.7 Spurdifferenzwinkel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41742.4 Elektronische Fahrwerksvermessung . . . . . . . . . . . 41742.4.1 CCD-Messsystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41742.4.2 3-D-Messsystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41842.4.3 3-D-Berührungsloses Messsystem . . . . . . . . . . . . . 41842.4.4 Ablauf der elektronischen Fahrwerksvermessung 42042.4.5 Auswertung und Einstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42042.4.6 Fahrwerksanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 420
43 Lenkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .LF 10 422
43.1 Lenkungsarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42243.1.1 Drehschemel-Lenkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42243.1.2 Achsschenkel-Lenkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42243.2 Lenktrapez . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42343.3 Bauteile der Lenkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42343.3.1 Lenkgestänge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42343.3.2 Lenksäule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42443.3.3 Lenkungsdämpfer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 425
43.3.4 Lenkgetriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42543.4 Hilfskraftlenkungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42643.4.1 Hydromechanisches Lenksystem mit Zahnstangen-Lenkgetriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42643.4.2 Elektronisch gesteuertes hydromechanisches Lenksystem mit Zahnstangen-Lenkgetriebe . . . . . . 42743.4.3 Elektromechanisches Lenksystem . . . . . . . . . . . . . . 42843.5 Aktivlenkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42843.6 Allradlenkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43043.6.1 Aktives Stellelement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43043.6.2 Integral-Aktivlenkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43143.7 Wartung und Diagnose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 433
44 Federung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . LF 7 434
44.1 Grundprinzip der Federung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43444.2 Grundaufbau der Federung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43544.3 Arten der Fahrzeugfederung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43644.3.1 Stahlfederung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43644.3.2 Luftfederung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43944.3.3 Hydropneumatische Federung . . . . . . . . . . . . . . . . . 44044.3.4 Gummifederung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 441
45 Schwingungsdämpfung . . . . . . . . . . . . . . . . . LF 7 442
45.1 Grundprinzip der Schwingungsdämpfung . . . . . . . 44245.2 Kennlinien von Schwingungsdämpfern . . . . . . . . . . 44345.3 Einrohrschwingungsdämpfer . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44445.4 Zweirohrschwingungsdämpfer . . . . . . . . . . . . . . . . . 44445.5 Federbein . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44545.6 Verstellbare Schwingungsdämpfer . . . . . . . . . . . . . 44545.7 Niveauregulierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44645.8 Aktive Fahrwerkssysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44745.8.1 Aktive Schwingungsdämpfersysteme . . . . . . . . . . . 44845.8.2 Aktive Federungssysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45045.9 Wartung und Diagnose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 452
46 Radaufhängung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . LF 7 454
46.1 Bauteile der Radaufhängung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45446.1.1 Lenker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45446.1.2 Lenkerlagerungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45446.1.3 Panhardstab . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45646.1.4 Watt-Gestänge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45646.1.5 Radlager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45646.2 Arten der Radaufhängung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45746.2.1 Einzelradaufhängung (Vorderachse) . . . . . . . . . . . . 45746.2.2 Einzelradaufhängung (Hinterachse) . . . . . . . . . . . . 45846.2.3 Starrachsen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46146.3 Wartung und Diagnose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 461
47 Räder und Reifen . . . . . . . . . . . . . . . . . LF 2 und 4 462
47.1 Radscheiben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46247.2 Felgen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46247.2.1 Felgenbezeichnungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46347.3 Radbefestigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46347.4 Reifen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46447.4.1 Anforderungen an den Reifen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46447.4.2 Reifenbauarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46447.4.3 Reifenaufbau (Radialreifen) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46447.4.4 Reifenbezeichnungen und Reifenabmessungen . . 46547.4.5 Sicherheitssysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46747.4.6 Aquaplaning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46947.4.7 Radunwucht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46947.4.8 Ventile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47147.5 Wartung und Diagnose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 471
48 Grundlagen der Bremsen . . . . . . . . . . LF 2 und 7 474
48.1 Gesetzliche Bestimmungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47448.1.1 Arten von Bremsanlagen (§ 41 StVZO) . . . . . . . . . . 47448.1.2 Bremsleuchten (§ 53 StVZO) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47448.1.3 Untersuchungen (§ 29 StVZO) . . . . . . . . . . . . . . . . . 47448.2 Bremsvorgang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47548.2.1 Physikalische Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47548.2.2 Zeitlicher Ablauf des Bremsvorgangs . . . . . . . . . . . 47648.3 Hydraulische Bremsanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47648.3.1 Physikalisches Prinzip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47648.3.2 Zweikreis-Bremsanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 477
49 Hydraulische Bremsanlage . . . . . . . . LF 2 und 7 478
49.1 Hauptzylinder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47849.1.1 Tandem-Hauptzylinder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47849.1.2 Gestufter Tandem-Hauptzylinder . . . . . . . . . . . . . . . 47949.1.3 Tandem-Hauptzylinder mit gefesselter Kolbenfeder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48049.2 Bremskraftverstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48049.2.1 Saugluft-Bremskraftverstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . 480
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Inhaltsverzeichnis / contents
9
49.2.2 Druckluft-Bremskraftverstärker . . . . . . . . . . . . . . . . 48049.2.3 Hydraulik-Bremskraftverstärker . . . . . . . . . . . . . . . . 48149.3 Elektrohydraulische Bremse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48149.4 Bremskraftübertragungseinrichtungen . . . . . . . . . . 48249.4.1 Bremsleitungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48249.4.2 Bremsgestänge und Bremsseilzug . . . . . . . . . . . . . . 48249.5 Trommelbremsen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48249.5.1 Aufbau und Wirkungsweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48249.5.2 Bremstrommeln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48349.5.3 Spannvorrichtungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48349.5.4 Bremsbacken und Bremsbeläge . . . . . . . . . . . . . . . . 48349.5.5 Nachstellvorrichtungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48349.5.6 Anordnung der Bremsbacken . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48449.6 Scheibenbremsen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48549.6.1 Aufbau und Wirkungsweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48549.6.2 Bremsscheibe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48649.6.3 Bremsbeläge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48649.6.4 Bremssattelarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48649.6.5 Lüftspiel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48749.7 Feststellbremse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48749.8 Vergleich: Trommel- und Scheibenbremse . . . . . . . 48949.9 Wartung und Diagnose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 489
50 Elektronisch geregelte Bremssysteme . . .LF 10 492
50.1 Physikalische Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49250.1.1 Kräfte am Rad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49250.1.2 Schlupf am Rad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49250.2 Anti-Blockier-System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49350.2.1 Aufbau eines ABS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49350.2.2 ABS-Prinzipien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49450.2.3 Wirkungsweise des Rückförder-Prinzips . . . . . . . . 49550.2.4 ABS-Steuergerät . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49650.2.5 Arten der ABS-Regelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49650.2.6 ABS-Bremsanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49650.3 Antriebs-Schlupf-Regelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49750.3.1 Aufbau und Wirkungsweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49750.3.2 Motoreingriff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49750.3.3 Motor- und Bremseneingriff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49850.4 Elektronisches Stabilitäts-Programm . . . . . . . . . . . 49850.4.1 Spurstabilität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49950.4.2 Aufbau und Wirkungsweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49950.4.3 ESP-Regelungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49950.4.4 Erweiterungen des ESP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50050.5 Bremsassistent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50150.5.1 Aufbau und Wirkungsweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50250.5.2 Bremsdruckregelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50250.6 Adaptive Reisegeschwindigkeitsregelung . . . . . . . . 50350.6.1 Aufbau und Wirkungsweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50350.6.2 Systemeingriffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50450.6.3 Systemgrenzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50450.7 Wartung und Diagnose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 504
Fahrzeugaufbau
51 Fahrzeugaufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . LF 4 und 9 506
51.1 Aufgaben des Rahmens und des selbsttragenden Aufbaus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50651.2 Gestaltung des Fahrzeugaufbaus . . . . . . . . . . . . . . 50651.2.1 Selbsttragender Aufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50651.2.2 Selbsttragender Aufbau auf einer Trägerkonstruktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50751.2.3 Aufbau mit getrenntem Rahmen . . . . . . . . . . . . . . . 50751.3 Fahrzeugsicherheit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50851.3.1 Aktive Sicherheit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50851.3.2 Passive Sicherheit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50851.4 Aerodynamik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51351.5 Glas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51451.6 Leichtbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51551.6.1 Form-Leichtbau. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51551.6.2 Stoff-Leichtbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51651.7 Oberflächenschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51651.7.1 Korrosion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51651.7.2 Korrosionsarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51751.7.3 Korrosionsschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51751.7.4 Hohlraumversiegelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 519
Elektronische Systeme und Diagnose
52 Elektronische Systeme und Diagnose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . LF 1, 8, 11 und 14 520
52.1 Aufbau und Wirkungsweise von elektronischen Steuerungssystemen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 520
52.2 Aufbau und Wirkungsweise von elektronischen Regelungssystemen . . . . . . . . . . . . 52152.3 Sensoren von elektronischen Systemen im Kraftfahrzeug . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52252.3.1 Positionssensoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52352.3.2 Drehzahl- und Geschwindigkeitssensoren . . . . . . . 52452.3.3 Beschleunigungssensoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52752.3.4 Drucksensoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52852.3.5 Kraft- und Drehmomentsensoren . . . . . . . . . . . . . . 52952.3.6 Durchflussmesser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53052.3.7 Konzentrationssonden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53152.3.8 Temperatursensoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53252.3.9 Optoelektronische Sensoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53352.4 Aktoren von elektronischen Systemen im Kraftfahrzeug . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53452.4.1 Magnetventile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53452.4.2 Elektromotoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53552.4.3 Elektromagnetische Kupplungen . . . . . . . . . . . . . . . 53652.5 Steuergeräte von elektronischen Systemen im Kraftfahrzeug . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53752.5.1 Signaleingabe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53752.5.2 Signalverarbeitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53752.5.3 Signalausgabe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53852.5.4 Varianten-Codierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53852.6 Vernetzung von Steuergeräten . . . . . . . . . . . . . . . . . 53952.6.1 Datenbussysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53952.6.2 Netzwerktopologien von Datenbussystemen . . . . . 54052.6.3 CAN-Datenbus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54152.6.4 LIN-Datenbus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54952.6.5 Optischer Datenbus (MOST-Datenbus).. . . . . . . . . . 55452.6.6 Flex-RayTM-Datenbus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56052.6.7 BluetoothTM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56352.7 Diagnose an elektronischen Systemen im Kraftfahrzeug . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56552.7.1 Elektrische Mess- und Prüfverfahren . . . . . . . . . . . 56552.7.2 Hilfsmittel für die Fehlerdiagnose . . . . . . . . . . . . . . 56552.7.3 Eigendiagnose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 566
53 Hauptuntersuchung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .LF 12 569
53.1 Aufgaben und Grundlagen der Hauptuntersuchung . 56953.2 Umfang und Durchführung der Hauptuntersuchung . 56953.2.1 Umweltverträglichkeitsprüfung . . . . . . . . . . . . . . . . . 56953.2.2 Fahrzeugprüfung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57053.2.3 Beurteilung der Mängel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57253.2.4 Dokumentation der HU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57253.2.5 Prüfplakette . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 572
Komfort- und Sicherheitssysteme
54 Komfort- und Sicherheitssysteme . . LF 4, 9 u. 11 573
54.1 Klimatisierung von Kraftfahrzeugen . . . . . . . . . . . . 57454.1.1 Be- und Entlüftung des Innenraums . . . . . . . . . . . . 57454.1.2 Innenraumheizung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57554.1.3 Klimaanlagen (Innenraumkühlung) . . . . . . . . . . . . . 57554.1.4 Wartung und Diagnose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57854.2 Diebstahlschutzsysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57954.2.1 Zentralverriegelungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57954.2.2 Elektronische Wegfahrsperren . . . . . . . . . . . . . . . . . 58054.2.3 Diebstahlwarnanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58154.3 Fahrerassistenzsysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58254.3.1 Spurhalte- und Spurwechselsysteme . . . . . . . . . . . 58254.3.2 Einparksysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58354.3.3 Notbremssysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58454.3.4 Fernlichtsysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58554.3.5 Nachtsichtsysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58554.4 Fahrerinformationssysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58654.4.1 Bordsteuergerät . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58654.4.2 Navigationssysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58754.5 Sitz- und Lenkradverstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58954.6 Car-to-X-Kommunikation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 589
Um- und Nachrüstarbeiten
55 Um- und Nachrüstarbeiten . . . . . . . . LF 4 und 14 591
55.1 Anhängerassistent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59155.2 Standheizungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59555.3 Navigationssysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 599
Sachwortverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 602
Bildquellenverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 622
Mot
orm
echa
nik
24 Motorsteuerung
232
Zur einfachen Bestimmung der Undichtigkeit wird et-
was Motoröl in den entsprechenden Zylinder gespritzt
und durch Drehen der Kurbelwelle verteilt.
Ergibt die zweite Messung eine Druckerhöhung, so sind
entweder die Kolbenringe oder die Zylinderwand be-
schädigt. Bleibt der Druck gleich, so liegen die Schäden
im Bereich der Ventile oder der Zylinderkopfdichtung.
Zur genaueren Eingrenzung der Undichtigkeit wird eine
Druckverlustmessung durchgeführt.
Zur Vorbereitung der Druckverlustprüfung gehören:
■ Motor auf Betriebstemperatur (80 °C),
■ Ausschalten der Zündung bzw. Kraftstoffeinsprit-
zung,
■ Zündkerzen (Ottomotor) und Glühkerzen oder Injek-
toren (Dieselmotor) entfernen.
■ Kolben des zu messenden Zylinders auf OT stellen
(Ein- und Auslassventil sind geschlossen) und
■ die Kurbelwelle blockieren.
Mit einem elektronischen Druckmessgerät (Abb. 2)
kann an Diesel-, Otto- und Gasmotoren der Kompres-
sionsdruck, der Druckverlust und der statische Druck
von –4 bis +70 bar gemessen werden.
Tab. 1: Hinweise zur Wartung und Diagnose der Motorsteuerung
Störstelle Störung Mangel, Fehler Ursache Abhilfe
Steuerkette rasselnde
Geräusche
Leistungsabfall
Kettenspannung
zu gering
veränderte
Steuerzeiten
Verschleiß an Kette
und Kettenrädern
Kettenspanner defekt
Werkstoffermüdung
defekte Teile
ersetzen
Wartungsintervalle
einhalten
Kettenspanner rasselnde
Geräusche
kein Druckaufbau
Feder defekt
Verschleiß zwischen
Druckbolzen und
Führung
Ölzufuhr verstopft
Feder ermüdet
Öldruck prüfen
Kettenspanner
ersetzen
Zahnriemen Zahnriemen-
spannung zu gering
veränderte
Steuerzeiten
Leistungsabfall
Werkstoffermüdung
Wartungsintervalle
nicht eingehalten
Zahnriemen ersetzen
Wartungsintervalle
einhalten
Nockenwelle Leistungsabfall Einarbeitungsstellen
an den Nocken
kürzere Ventil-
öffnungszeiten
Ventilspiel zu groß
nicht ausreichende
Schmierung (zu wenig
Öl, Öldruck zu gering)
Höchstdrehzahl
des Motors wurde
überschritten
Nockenwelle ersetzen
Öldruck prüfen
Ölkreislauf prüfen
Stößel klappernde
Geräusche
Leistungsabfall
Stößel ersetzen
Öldruck prüfen
Ölkreislauf prüfen
Ventilschaft und Ventilführung
klappernde
Geräusche
Leistungsabfall
Spiel zwischen
Führung und
Schaft zu groß
klemmende Ventile
Ventilfeder gebrochen
Ölkohleansatz
Überwärmung
Verschleiß
Ventilführung
ersetzen
Ventilfeder ersetzen
Ventilteller und Ventilsitzringe
Leistungsabfall Einarbeitungsstellen
Ölkohleablagerungen
Risse
nicht abdichtende
Ventile
Überwärmung
Ventildrehvorrichtung
defekt
Ventilteller und
-sitzringe ersetzen
Drehvorrichtung
prüfen
Ventilfeder klappernde
Geräusche
Leistungsabfall
nicht schließende
Ventile
nachlassende
Ventilfederkraft
gebrochen
Werkstoffermüdung Ventilfedern ersetzen
Zeiger
Prüfkarte
Abb. 1: Kompressionsdruckschreiber
Abb. 2: Elektronisches Druckmessgerät
Zylinderanschluss
Druckangabe
Druckausgabe
Zylinderangabe
Mot
orm
echa
nik
233
Druckmessgerät / manometer
Das elektronische Druckmessgerät (Abb. 3) wird über
den Drucksensor, dem Adapter, das Y-Stück und dem
Druckregler mit der Druckluftleitung verbunden. Der
Kugelhahn ist geschlossen. Mit dem Druckregler wird
der Druck langsam auf 4 bar erhöht. Mit der entspre-
chenden Taste wird der Druck im Druckmessgerät als
Referenzdruck abgespeichert. Die Anzeige des Druck-
messgerätes wird dann auf Null gesetzt. Der Kolben des
zu prüfenden Zylinders muss im OT blockiert werden.
Über den Druckschlauch und den fahrzeugspezifi-
schen Adapter, der mit der Kerzenbohrung oder der
Injektorbohrung verbunden wird, ist das Druckmess-
gerät mit dem zu prüfenden Zylinder verbunden. Durch
das Öffnen des Kugelhahns wird der Brennraum mit
dem Referenzdruck von 4 bar beaufschlagt. Der Druck-
regler wird geschlossen. Der Messvorgang beginnt.
Der durch mögliche Undichtigkeiten entstehende
Druckverlust wird am Druckmessgerät in % angezeigt
und darf die vom Fahrzeughersteller angegebenen
Werte nicht überschreiten. Die Höhe des Druckverlus-
tes gibt das Ausmaß des Schadens an.
Mithilfe der Hörprobe kann der Weg der entweichen-
den Druckluft festgestellt werden. So kann festgestellt
werden, ob z. B. die Einlass- oder Auslassventile, die
Kolbenringe oder die Zylinderkopfdichtung die Undich-
tigkeit verursachen.
Einstellen der SteuerzeitenEin Verschleiß am Nockenwellenantrieb (abgenutz-
te Zahnräder, Steuerketten oder Zahnriemen) führt
zu Veränderungen der Steuerzeiten. Der Einbau der
Ersatzteile erfordert die Beachtung der Markierun-
gen am Motorgehäuse bzw. den Steuerrädern, der
Schwungscheibe oder dem Schwingungsdämpfer (s.
Kap. 23.7.2), da der Öffnungsbeginn der Ventile von der
Winkelstellung der Nockenwelle zur Kurbelwelle ab-
hängt. Die Herstellerangaben sind zu beachten. Allge-
mein gilt, dass der Kolben des 1. Zylinders im OT steht,
wenn die Nockenwellenstellung über entsprechende
Markierungen zugeordnet wird. Nach dem Einstel-
len der Steuerzeiten muss die Kurbelwelle zweimal in
Drehrichtung bewegt und die Markierungen nochmals
kontrolliert werden.
Die Tab. 1 gibt einige Hinweise zur Wartung und Diag-
nose der Motorsteuerung.
Aufgaben zu Kap. 24.1 bis 24.3
Beschreiben Sie die Aufgaben der Motor steuerung.
Benennen Sie die Einzelteile einer ohc-Steuerung.
Nennen Sie die vier Antriebsarten der Nocken-
welle.
Nennen Sie den Vorteil einer gebauten
Nockenwelle gegenüber einer gegossenen
oder geschmiedeten.
Beschreiben Sie die Wirkungsweise des
hydrau lischen Stößels.
Worin unterscheidet sich ein hydraulischer Ventil-
spielausgleicher von einem hydraulischen Stößel?
Nennen Sie den Hauptunterschied zwischen
einem Kipp- und Schlepphebel.
Welchen Einfluss hat ein zu großes Ventilspiel
am Einlassventil auf die Öffnungszeit?
Nennen Sie die Folgen eines zu kleinen Ventil-
spiels am Ein- und Auslassventil.
Ein Auslassventil ist 132 mm lang. Der Ventil-
stahl hat die Längenausdehnungszahl von
0,0000167 1/K. Wie groß ist die Länge des Ventils
nach der Erwärmung von 20 °C auf 290 °C?
Nennen Sie die Vorteile des Bimetallventils
gegenüber dem Einmetallventil.
Welche Aufgabe hat die Natriumfüllung
im Hohlventil?
Beurteilen Sie schmale und breite Ventilsitz flächen
in Bezug auf Wärmeübertragung und Dichtheit.
24.4 Verbesserung des Liefergrades (Füllungsgrades)
Die Verbesserung des Liefergrades des Zylinders eines
Verbrennungsmotors kann durch folgende Verfahren
erfolgen:
■ Mehrventiltechnik,
■ Schaltsaugrohre,
■ variable Ventilsteuerungen,
■ dynamische Aufladung und
■ Fremdaufladung.
Das Motordrehmoment und damit die Leistung eines
Verbrennungsmotors hängen von der Luftmasse und
der entsprechenden Kraftstoffmasse ab, die im Zylin-
der für die Verbrennung zur Verfügung stehen. Je mehr
Luft in den Verbrennungsraum eingebracht wird, desto
mehr Kraftstoff kann bis zu einer bestimmten Grenze
(s. Kap. 30.1) zugemessen werden.
Durch die Verbesserung des Liefergrades (Fül-
lungsgrades) erfolgt eine Motordrehmomentsteige-
rung und damit eine Leistungssteigerung, verbunden
mit einer eventuellen Minderung des spezifischen
Kraftstoffverbrauchs.
Abb. 3: Anschlüsse für Druckverlustprüfung
Drucksensor
Druckluft
Druckmessgerät
Gummischutz
Adapter Schnellkupplung
Y-Stück
DruckreglerKugelhahn
Druckschlauch mit fahrzeugspezifischem Adapter
Kraf
tübe
rtra
gung
ssys
tem
e35 Kupplung
336
Störstelle Störung Mangel/Fehler Ursache Abhilfe
Kupplungsscheibe ■ Kupplung
trennt nicht
■ Kupplungsbelag
gebrochen
■ Fahren mit getretenem Kupp-
lungspedal bei hoher Rollge-
schwindigkeit und eingelegtem
kleinen Gang■ Schalten von einem hohen Gang
in einen zu niedrigen Gang
■ Kupplung erneuern
Kupplungsscheibe ■ Kupplung
rupft
■ verölter
Kupplungsbelag
■ schadhafte Getriebe-
oder Motorabdichtung■ zu viel Fett an der
Getriebeeingangswelle■ zu viel Fett am Ausrücklager■ Undichtheit an Bauteilen der
hydraulischen Kupplungs-
betätigung
■ Undichtheit beseitigen■ Mitnehmerscheibe
erneuern■ hydraulische Kupp-
lungsbetätigung prüfen
und instandsetzen
Kupplungsscheibe ■ Kupplung
rutscht
■ abgenutzter
Kupplungsbelag
■ einsatzbedingte, normale
Verschleißerscheinungen■ erhöhte Verschleißerscheinung
durch zu kleines Kupplungs-
spiel oder Lüftspiel
■ Kupplung erneuern■ Kupplungsspiel prüfen
und ggf. einstellen
Kupplungsscheibe ■ Kupplung
macht
Geräusche
■ Torsionsdämpfer
schadhaft oder
gebrochen
Überbeanspruchung der
Kupplung durch:■ eine niedertourige Fahrweise ■ einen starken unrunden
Motorlauf■ ausgeschlagenen Gelenken
im Antriebsstrang
■ Kupplung erneuern■ ausgeschlagene
Gelenke ersetzen
Druckplatte mit Membranfeder
■ Kupplung
rupft
■ verbogene
Membran-
federzunge
■ Montagefehler■ schräger Anlauf des Aus-
rückers durch verschlissene
Führungshülse ■ schräger Anlauf des Aus-
rückers durch defektes Aus-
rücklager
■ Druckplatte ersetzen■ Ausrücker prüfen ggf.
erneuern■ Führungshülse
überprüfen und ggf.
erneuern
Druckplatte ■ Kupplung
rutscht
■ Kupplung
überwärmt■ starke Riefen
■ zu langes Schleifen der
Kupplung ■ Kupplung ist verölt■ Kupplungsspiel zu klein
bzw. fehlt■ Ausrücker schwergängig
oder defekt
■ Druckplatte und
Mit nehmerscheibe
erneuern■ ggf. Ölverlust lokali-
sieren und abdichten■ Ausrücksystem
instandsetzen■ Kupplungsspiel
einstellen
Ausrücklager ■ Kupplung ist
schwergängig
■ Anlaufring des
Ausrücklagers
verschlissen
■ Ausrücklager schwergängig■ falsches Spiel■ Vorlast des Ausrücklagers zu
hoch
■ Ausrücklager erneuern■ Spiel einstellen
Führungshülse ■ Kupplung ist
schwergängig
■ Führungshülse
verschlissen
■ Gleitfläche nicht geschmiert■ falsches Fett verwendet
■ Führungshülse erneuern■ Fett ohne Feststoffan-
teile verwenden
Tab. 1: Hinweise zur Wartung und Diagnose der Kupplung
Kraf
tübe
rtra
gung
ssys
tem
e
337
Wartung und Diagnose / maintenance and diagnostic
35.4 Wartung und DiagnoseTrockenkupplungen gehören zu den Verschleißteilen
des Kraftfahrzeugs. Die Haltbarkeit der Kupplungen
richtet sich nach der Fahrweise und den Einsatzbedin-
gungen (z. B. Stadtverkehr).
Ist für die Kupplung ein Kupplungsspiel vorgeschrie-
ben, so muss dieses Spiel kontrolliert und gegebe-
nenfalls nachgestellt werden. Ist das Kupplungsspiel
durch Verschleiß zu klein geworden (Leerhub am
Kupplungspedal nimmt ab), so kann das Motordreh-
moment nicht mehr vollständig übertragen werden, da
die Kupplungsscheibe durchrutscht. Die Folgen sind ei-
ne zu starke Erwärmung und schließlich die Zerstörung
der Kupplung.
Arbeitshinweise ■ Die Kupplungsscheibe muss sich auf dem Profil der
Getriebeeingangswelle leicht verschieben lassen.
■ Vor der Montage müssen Nabenprofil und das Pro-
fil der Kupplungswelle leicht eingefettet werden.
Das überschüssige Fett wird durch Hin- und Her-
schieben der Kupplungsscheibe auf dem Wellen-
profil nach außen geschoben und muss entfernt
werden. Andernfalls könnte es den Kupplungsbe-
lag verschmieren.
■ Als Fett ist ein temperatur- und druckfestes Hoch-
leistungsgleitfett zu verwenden.
■ Bevor der Kupplungsdeckel an die Schwungschei-
be geschraubt wird, ist die Kupplungsscheibe mit
einer Hilfswelle (Zentrierdorn) im Schwungrad,
d. h. im Kupplungswellenlager, zu zentrieren.
■ Das Prüfen einer Kupplung auf einwandfreies Kup-
peln geschieht im Stand auf folgende Weise (Kupp-
lung muss betriebswarm sein):
– Handbremse fest anziehen,
– Auskuppeln,
– höchsten Vorwärtsgang einlegen,
– Motordrehzahl auf 3000 bis 4000/min erhöhen
(höchstes Drehmoment) und
– rasch Einkuppeln und Fahrpedal durchtreten.
Fällt die Motordrehzahl schnell auf Null (Motor „ab-
gewürgt“), so arbeitet die Kupplung einwandfrei.
– Bleibt die Drehzahl gleich oder erhöht sie sich,
so wird das Motordrehmoment nicht mehr sicher
übertragen.
■ Falls erforderlich, ist das Kupplungsspiel nachzu-
stellen bzw. die Kupplungsscheibe auszutauschen,
wenn diese zu stark abgenutzt oder verölt ist.
■ Da die Kupplung bei dieser Prüfung einer sehr gro-
ßen Wärmebelastung ausgesetzt ist, darf dieser
Vorgang höchstens zweimal hintereinander wie-
derholt werden.
■ Die Prüfung auf einwandfreies Trennen der Kupp-
lung (Rückwärtsgang unsynchronisiert) geschieht
folgendermaßen:
Aufgaben Welche Aufgaben hat die Kupplung?
Wovon ist das übertragbare Drehmoment einer
Kupplung abhängig?
Beschreiben Sie den Aufbau und die Wirkungs weise
der Einscheiben-Trockenkupplung mit Membranfe-
der.
Beschreiben Sie die Wirkungsweise einer
gezogenen Membranfederkupplung.
Welchen Vorteil haben Zweischeiben-Trockenkupp-
lungen?
Welche Aufgabe hat die Belagfederung einer Kupp-
lungsscheibe?
Welche Aufgabe hat der Schwingungsdämpfer
in einer Kupplungsscheibe?
Beschreiben Sie die Wirkungsweise des
Schwingungsdämpfers einer Kupplungsscheibe.
Nennen Sie die Anforderungen an den Kupplungs-
belag.
Warum werden Mehrscheibenkupplungen verwen-
det?
Warum ist die Ausrückkraft an der Kupplung we-
sentlich größer als die Fußkraft des Fahrers?
Beschreiben Sie die Wirkungsweise der hydrauli-
schen Kupplungsbetätigung.
Nennen Sie die Ursachen für die Abnahme des
Kupplungsspiels während des Betriebes.
Erklären Sie die Begriffe „Lüftspiel“ und „Kupp-
lungsspiel“.
Beschreiben Sie den Unterschied zwischen einer
Zweischeiben-Trockenkupplung und einer Doppel-
kupplung.
Warum wird in einer Doppelkupplung die Kupplung
mit dem größeren Durchmesser als Anfahrkupplung
verwendet?
Auf welche Weise erfolgt im elektronischen Kupp-
lungsmanagement die Betätigung der Kupplung?
Eine Kupplung rutscht. Nennen Sie mögliche Ursa-
chen.
a) Berechnen Sie das übertragbare Drehmoment
einer Zweischeibenkupplung: wirksamer Reibbelag-
durchmesser d = 310 mm, Reibungszahl μ = 0,35,
Normalkraft pro Druckfeder F = 600 N, Anzahl der
Druckfedern 9.
b) Durch Verölung sinkt die Reibungszahl auf
μ = 0,15.
Wie groß ist jetzt das übertragbare Drehmoment?
– Kupplungspedal durchtreten,
– 3 bis 4 Sekunden warten (Getrieberäder müssen
zum Stillstand kommen) und
– Rückwärtsgang bei Leerlaufdrehzahl einlegen.
– Das Schalten des Getriebes muss geräuschlos
möglich sein. Im anderen Fall trennt die Kupplung
nicht mehr vollständig.
Kraf
tübe
rtra
gung
ssys
tem
e
39 Hochvolttechnik
387
39.1 Hochvolttechnik im Kraftfahrzeug
Die Hochvolttechnik wird im Kraftfahrzeug bei Hy- brid-, Elektro- und Brennstoffzellen-Fahrzeugen
eingesetzt (s. Kap. 40).
Die dabei verwendete elektrische Spannung der Hoch-
voltbatterie (Antriebsbatterie, s. Kap. 16.2) liegt bei
Pkw zwischen 250 und 750 V Gleichspannung und bei
Nfz bis 1 000 V Gleichspannung.
Nach der DGUV-Information 200-005 (DGUV: Deut-
sche Gesetzliche Unfallversicherung) umfasst die
Hochvolttechnik in Kraftfahrzeugen (Hochvoltsys-
tem) Spannungen > 60 V und ≤ 1 500 V Gleichspannung
oder > 30 V und ≤ 1 000 V Wechselspannung. Dieselben
Spannungswerte sind auch durch die ECE-R 100 fest-
gelegt.
Der Einsatz der Hochvolttechnik in Kraftfahrzeugen
mit Hybrid,- Elektro- und Brennstoffzellenantrieb ergibt
sich daraus, dass die Elektromotoren der Fahrzeuge
mit Hochvolttechnik eine Leistung haben, die zwischen
15 und 350 kW liegt (Tab. 1).
Müssten diese Leistungen mit einer 12 V-Batterie er-
bracht werden, würde bei einer Leistung von 15 kW ei-
ne Stromstärke von 1250 A und bei einer Leistung von
350 kW eine Stromstärke von 29166 A durch die Leitun-
gen des Bordnetzes und der Wicklungen des Elektro-
motors fließen (Tab. 2). Um zu große Spannungsverlus-
te zu vermeiden, müssten die elektrischen Leitungen
und Wicklungen sehr große Querschnitte haben. Das
verursacht größere Abmessungen der Elektromotoren,
höhere Masse und damit größere Kosten.
39.2 Hochvoltkomponenten im Kraftfahrzeug
Folgende Hochvoltkomponenten können im Kraftfahr-
zeug eingebaut sein (Abb. 1, S. 388):
■ Antriebsbatterie,
■ Elektromotor (Drehstrommotor),
■ Leistungs- und Steuerelektronik,
■ Hochvolt-Klimakompressor,
■ Hochvoltheizung,
■ Ladegerät und
■ Steuergerät für Batterieregelung.
39.3 Gefahren im Umgang mit der Hochvolttechnik
Die Hochvoltkomponenten im Kraftfahrzeug liegen
an Spannungen von bis zu 600 V Gleich- und Wechsel-
spannung und arbeiten mit Stromstärken bis zu 500 A.
Tab. 1: Daten eines Elektromotors für ein Elektrofahrzeug
Nennspannung 360 V
maximale Leistung 85 kW
maximales Drehmoment 270 N m
maximale Stromaufnahme 236 A
maximale Drehzahl 12 000/min
Masse mit Getriebe 99,5 kg
Tab. 2: Abhängigkeit der Stromstärken und der Spannungsver-
luste (Spannungsfälle) von der Spannung der Batterie und
der Leistung des Elektromotors
Batterie-spannung in V
Elektromo-torleistung in kW
Stromstärkein A
Spannungs- verlust in V1)
12 15
350
1250,0
29166
2,8
(65,6)2)
48 15
350
312,5
7291
0,7
16,4
250 15
350
60,0
1400
0,135
3,15
450 15
350
33,3
777
0,07
1,75
750 15
350
20
466
0,045
1,05
1) Spannungsverlust bei einer 2 m langen Cu-Leitung und einem
Querschnitt von 16 mm2. 2) Dieser Wert ist bei einer 12 V-Batterie-
spannung nur rein rechnerisch möglich.
Unfallverhütung Aufgrund der hohen Spannungen besteht wäh-
rend des Arbeitens an unter Spannung stehenden
Hochvoltkomponenten Lebensgefahr. Muss an unter Spannung stehenden Hochvolt-
komponenten gearbeitet werden, sind geeignete
Schutzmaßnahmen zu ergreifen.
So sind z. B. bei Arbeiten im Hochvoltkreis Elek-triker-Handschuhe der Klasse 0 mit einer Span-
nungsfestigkeit von 1 000 V und höher sowie hoch-volttaugliche Messgeräte zu verwenden.
Vielfachmessgeräte (Multimeter) sind für Span-
nungsmessungen im Hochvoltstromkreis nicht geeignet.
Hochvoltleitungen dürfen nicht repariert werden!
Zur Prüfung der Hochvoltanlage werden speziel-
le Hochvolt-Messadapter, Hochvolt-Prüfadapter,
Hochvoltmessgeräte und Hochvolt-Diagnose-Bo-
xen benutzt.
Bei deren Verwendung sind unbedingt die Bedie-nungsanleitungen zu beachten!
39.3.1 SicherheitszeichenUm auf die Gefahren der Hochvoltspannung hinzuwei-
sen, werden Warnkennzeichnungen als Aufkleber auf
die Hochvoltkomponenten und im Motorraum ange-
bracht. Sämtliche Hochvolt-Steckverbindungen und
Hochvoltleitungen haben die Farbe „Orange“ (Abb. 1
und 2, S. 388).
Kraf
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tem
e39 Hochvolttechnik
388
Abb. 1: Hochvoltsystem eines Elektrofahrzeugs
Abb. 2: Warnkennzeichnungen und -farben im Motorraum
Folgende Warnkennzeichnungen werden verwendet:
■ gelbe Warnaufkleber mit dem Warnzeichen für elek-
trische Spannung und andere Hinweise (Abb. 3),
■ Warnaufkleber mit dem Schriftzug „Danger“ auf ro-
tem Grund (Abb. 4) und
■ Warnaufkleber für Antriebsbatterien (Abb. 5).
39.4 Aufbau des Hochvoltsystems
Im Gegensatz zum normalen Bordnetz, wo die Plus-
leitung von der Batterie zum Verbraucher und die Mi-
nusleitung an Masse (Aufbau) geht, sind die Hoch-voltkomponenten immer über die Leistungs- und
Steuerelektronik mit dem Plus- und Minuspol der An-triebsbatterie verbunden (Abb. 1).
Hochvoltkomponenten haben keine stromführen-
de Verbindung mit der Masse (Aufbau) des Fahrzeugs.
Diese Schaltung der Hochvoltkomponenten wird als IT-Netz (Isolated Terra, engl.: von der Erde isoliert) be-
zeichnet. Beim IT-Netz ist zwingend ein Potenzialaus-
gleich vorgeschrieben. Dieser erfolgt durch Masse-
bändern zwischen den Gehäusen der Hochvoltkompo-
nenten und dem Aufbau des Fahrzeugs (Abb. 2, S. 393).
Es gibt nur eine elektrische Verbindung mit dem Nie-dervoltsystem (< 60 V DC oder < 30 V AC) des Fahr-
zeugs (Bordnetz 12 V, 24 V und/oder 48 V). Die Verbin-
dung besteht durch den DC/DC-Wandler (DC: direct
current, engl.: Gleichstrom). Dieser befindet sich in
der Leistungs- und Steuerelektronik und wandelt die
Spannung der Antriebsbatterie in die Bordnetz-spannung um. Dadurch erfolgen die Ladung der 12 V-,
24 V- und/oder 48 V-Batterie und die Versorgung der
Verbraucher des Niedervoltsystems. (Abb. 5, S. 391).
Abb. 3: Gelbe Warn- und Hinweisaufkleber
Abb.4: Warnaufkleber für Hochvoltkomponenten bzw. hochvolt-
führende Bauteile
Drehstrommotor/Drehstromgenerator
Warnung vor einer
Gefahrenstelle nach
DIN 4844-2
Warnung vor dem
Berühren spannungs-
führender Teile
Warnung vor
gefährlicher
elektrischer
Spannung nach
DIN 4844-2
Gebotskennzeichen:Gebrauchsanweisung
beachten nach
DIN 4844-2
Warnung vor einer
Gefahrenstelle
Hinweis Trennbereich
für Rettungskräfte
Informationshinweis:
Rettungsdatenblatt
beachten
Warnung vorgefährlicherelektrischerSpannung nachDIN 4844-2
Warnung vordem Berühren spannungs-führender Teile
Gebotskenn- zeichen: Gebrauchs-anweisung beachten nach DIN 4844-2
Warnkennzeichnungen
Warnfarbe
Kraf
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e
389
Hochvoltsystem / highvolt system
ACHTUNG
Dieser Aufkleber muss jeweils in der Landessprache und in Eng-
lisch auf der Oberseite der Antriebsbatterie angebracht sein!
Abb. 5: Spezielle Kennzeichnung für die Antriebsbatterie
39.5 Arbeiten am Hochvoltsystem
Arbeiten an Kraftfahrzeugen mit Hochvolttechnik
dürfen nur von Fachkräften mit besonderer Qualifizie-rung durchgeführt werden (Tab. 3 und Tab. 4, S. 390).
Kfz-Mechatroniker besitzen nach bestandener Ab-
schluss- bzw. Gesellenprüfung die Qualifizierung der
Stufe 1.
Um die Stufe 2 zu erhalten, muss ein zusätzlicher Lehr-
gang absolviert werden. Diese Lehrgänge werden von
den Kfz-Firmen selbst durchgeführt oder vermittelt.
Nach erfolgreicher Prüfung darf der Kfz-Mechatroni-
ker an eigensicheren Hochvoltsystemen arbeiten (s.
Kap. 39.5.1).
Die Stufe 3 wird nach dem erfolgreichen Abschluss
weiterer Lehrgänge, deren Umfang ist abhängig von
der jeweiligen elektrotechnischen Ausbildung der Per-
son, erreicht.
39.5.1 Eigensichere Hochvoltsysteme
Eigensichere Hochvoltsysteme verfügen über Ein-
richtungen, die es ermöglichen, den Hochvoltstrom-kreis manuell oder automatisch zu unterbrechen.
Manuell erfolgt dies durch das Drehen des Start-
schlüssels in die Stellung „0“ bzw. „Antrieb aus“ oder
bei „Keyless Entry and Go“ durch das Betätigen der
„Engine Taste“ auf „off“ oder die „Bedienhandhabe“
entriegeln und aus dem Startschloss ziehen.
Bevor am Hochvoltsystem gearbeitet wird, muss
der Startschlüssel abgezogen und sicher verwahrt
werden (z. B. im Schlüsselschrank aus Stahlblech).
Dasselbe gilt für den „Keyless Entry and Go“, „Hand-
sender“ bzw. die „Bedienhandhabe“.
Die „Bedienhandhabe“ befindet sich im „Startschloss“
und empfängt die Funksignale durch den „Handsen-
der“. Dieser sendet immer. Dadurch wird bei Annähe-
rung des Fahrers zum Fahrzeug dieses entriegelt.
Fahrzeuge mit nicht eigensicherem Hochvoltsystem haben keine technisch sichere Abschaltung des HV-
Systems. Dies können Fahrzeuge in der Entwicklung,
Sonderanfertigungen, Kleinserien oder Fahrzeuge in
Eigenbau sein.
Bevor Arbeiten an solchen Fahrzeugen durchgeführt
werden, muss sich der Mechaniker über das vorhan-
dene Hochvoltsystem informieren (Unfallgefahr!).
Unsachgemäße Handhabung dieser Batterien kann zu schweren Verletzungen oder zum Tode führen.Entfernen Sie keinesfalls den Batteriedeckel und demontieren
Sie nicht die Batterie.
Lassen Sie die Batterie nur von qualifizierten Technikern warten.
Hochspannung kann zu schweren Verbrennungen oder zum Tode führen.Berühren Sie die Batteriepole nicht mit ihren Fingern,
Werkzeugen, Schmuck oder anderen Gegenständen aus Metall.
Lassen Sie die Batterie nicht nass werden! Flüssigkeiten können
Kurzsschlüsse, Stromschläge, Verbrennungen und Explosionen
verursachen.
Die Batterie enthält gefährliche flüssige und feste Stoffe, die schwere Verletzungen und Blindheit verursachen können.Bei Arbeiten an der Batterie tragen Sie immer einen geeigneten
Augenschutz sowie Schutzkleidung, um Haut- und Augenkontakt
zu vermeiden.
Nach Haut- und Augenkontakt waschen Sie die betroffenen
Stellen mindestens 15 Minuten mit frischem fließendem Wasser
und suchen Sie sofort einen Arzt auf.
Die Batterie kann brennen.Setzen Sie die Batterie niemals Feuer, Funken oder offenen
Flammen aus. In der Nähe der Batterie dürfen Sie keinesfalls
eine Zigarette anzünden oder Rauchen!
Behandeln Sie die Batterie stets mit Vorsicht, um
Beschädigungen und Flüssigkeitsaustritt zu vermeiden.
Löschen Sie die brennende Batterie keinesfalls mit Wasser.Benutzen Sie zum Löschen kein Wasser, nehmen Sie LITH-X oder
trockene Chemikalien, Schaum oder CO2.
Bewahren Sie die Batterie immer außerhalb der Reichweite von Kindern auf.
Weitere Informationen und Warnungen finden Sie in der Bedienungsanleitung und im Werkstatthandbuch.
Tab. 3: Qualifizierungsstufen für das Arbeiten an Hochvoltsystemen
Qualifizie-rungsstufe
Bezeichnung der Fachkraft 1)
Erlaubte Arbeiten an HV-Fahrzeugen
Stufe 1 elektrotechnisch unterwie-
sene Person (EuP)
Die EuP darf vom EFK beauftragte allgemeine Arbeiten und Wartungen an einem HV-
Fahrzeug und mechanische Arbeiten am spannungsfreien HV-System durchführen.
Stufe 2 Elektrofachkraft (EFK) Die EFK darf die Spannungsfreiheit (Freischalten) des HV-Systems herstellen, gegen
Wiedereinschalten sichern, Spannungsfreiheit prüfen und dokumentieren sowie das
Fahrzeug wieder in Betrieb nehmen und dieses dokumentieren.
Stufe 3 verantwortliche Elektro-
fachkraft (VEFK)
Treten beim Arbeiten am HV-System Probleme auf, die die EFK nicht lösen kann, ist
die VEFK hinzuzuziehen.
Die VEFK ist allein berechtigt, bei Problemen mit der Freischaltung des HV-Systems
diese Probleme zu lösen.
1) In den Kfz-Firmen werden zum Teil andere Bezeichnungen verwendet. Z. B. für Elektrofachkraft – Hochvolttechniker (HVT) und für ver-
antwortliche Elektrofachkraft – Hochvoltexperte (HVE).
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e39 Hochvolttechnik
390
Manuelle Unterbrechung des HV-SystemsVor Beginn der Arbeiten am Hochvoltsystem müssen
durch die Elektrofachkraft folgende Arbeitsschritte
am Kraftfahrzeug ausgeführt werden:
1. Spannungsfreiheit herstellen,2. Anlage gegen Wiedereinschalten sichern und3. Spannungsfreiheit feststellen.
1. Spannungsfreiheit herstellen
Wird die „Zündung“ ausgeschaltet, so wird die
Antriebsbatterie vom Hochvoltnetz getrennt.
Die Trennung des Hochvoltnetzes von der Antriebsbat-
terie erfolgt über das „Startschloss“ und das Steuer-gerät für Batterieregelung (Abb. 1).
Das Steuergerät für Batterieregelung ist mit dem
Schaltkasten der Antriebsbatterie elektrisch verbun-
den. Im Schaltkasten befinden sich die zwei Hochvolt-schütze und das Vorladeschütz.
Als Schütze werden in der Starkstromtechnik Re-
lais bezeichnet, die hohe Stromstärken schalten (im
Kraftfahrzeug bis zu 500 A).
Die Hochvoltschütze haben die Aufgabe, die Verbin-dung zwischen der Antriebsbatterie und dem Pluspol
sowie dem Minuspol des Hochvoltnetzes herzustellen
und zu unterbrechen (Abb. 1).
Das Vorladeschütz hat die Aufgabe, den Zwischen-
kreiskondensator in der Leistungselektronik über einen
Vorwiderstand aufzuladen, bevor die Hochvoltschütze
schließen. Der Zwischenkreiskondensator hat die
Aufgabe, die Hochvoltspannung bei Belastungsände-
rungen durch den Elektromotor zu stabilisieren.
Abb. 1: Hochvolt- und Niedervoltkomponenten im Gehäuse der
Antriebsbatterie
Die Hochvoltschütze befinden sich im Gegensatz zur
Darstellung in der Abb.1 im Schaltkasten.
Bevor nach der Spannungsfreischaltung die Hochvolt-
anlage gegen Wiedereinschalten gesichert wird, muss
Steuergerät für Batterieregelung
Batteriemodule mitLithium-Ionen-Zellen
Luftkanäle für Batteriekühlung
Schaltkasten
Niedervolt-anschlüsse
Hochvolt-anschlüsse
Trennsteckerfür HV-System
Lüfter
Tab. 4: Beispiele für die Mindestqualifikation für Arbeiten am Kraftfahrzeug mit Hochvolttechnik (Hybrid-Fahrzeug)
Konventionelle Arbeiten in der Nähe von HochvoltkomponentenBei Arbeiten an folgenden Bauteilen:
Muss vor Arbeitsbeginn das Fahrzeug durch die verant-wortliche Elektrofachkraft freigeschaltet werden?
Erforderliche Mindest-qualifikation:
Ja NeinZündkerzen x EuP
Katalysator links x EuP
Katalysator rechts x EuP
Abgasanlage x EuP
Motor mit Getriebe aus- und
einbauen
x EuP1
Motor aus- und einbauen x EuP1
Unterbodenverkleidung x EuP
Kardanwelle x EuP
Kraftstoffbehälter x EuP
Aggregatträger vorn x EuP
Ölwechsel am Motor x EuP
Ölwechsel am Getriebe x EuP
Zahnriemen wechseln x EuP
EuP1: Das Dekontaktieren und Kontaktieren der HV-Leitungen an den betroffenen Hochvoltkomponenten muss von einer EFK durch-
geführt werden. Für das Arbeiten an Kraftfahrzeugen mit Hochvolttechnik gibt es für jeden Fahrzeugtyp gesonderte Listen. Vor Beginn
der Arbeiten sind diese zu beachten!
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391
Trennstecker / disconnector
einige Zeit (5 bis 10 min, Herstellerangabe beachten!)
gewartet werden, damit sich der Zwischenkreiskon-
densator entladen kann. Solange dies nicht der Fall
ist, liegt an der Leistungselektronik noch die langsam
abklingende Spannung der Antriebsbatterie an (Unfall-
gefahr!).
2. Anlage gegen Wiedereinschalten sichern
Das Sichern der Hochvoltanlage gegen das Wieder-
einschalten erfolgt durch das Entriegeln und Heraus-
ziehen des Trenn- bzw. Wartungssteckers aus der
Steckdose (Abb. 1 und 2). Dadurch wird die elektrische
Verbindung zwischen dem 2. und 3. Batteriemodul und
gleichzeitig die Ringleitung unterbrochen.
Der Trennstecker ist sicher aufzubewahren. Zusätzlich
kann die Steckdose für den Trennstecker mit einem ab-
schließbaren Blindstecker verriegelt werden.
3. Spannungsfreiheit feststellen
Als letzter Schritt erfolgt die Prüfung der Spannungs-
freiheit des Hochvoltsystems.
Dies erfolgt mit einem Spannungsmessgerät, welches
hochvolttauglich ist. Bevor gemessen wird, ob die
Spannungsfreiheit vorliegt, wird das Spannungsmess-
gerät durch eine Probemessung an einer Spannungs-
quelle, z. B. an einer 12 V-Batterie, auf korrekte Funk-
tion geprüft.
Ergibt die Spannungsmessung an den Hochvoltkontak-
ten z. B. des DC/AC-Wandlers 0 Volt, so ist damit die
Spannungsfreiheit festgestellt (Abb. 3).
Trotzdem wird nach der Messung noch einmal ei-
ne Funktionskontrolle des Spannungsmessgerätes
durchgeführt. Dadurch wird ausgeschlossen, dass das
Spannungsmessgerät durch die Messung an der Hoch-
voltkomponente beschädigt wurde.
Zur Feststellung der Spannungsfreiheit werden
auch spezielle Messadapter benutzt. Diese sind nur
für diese Prüfung einsetzbar.
Wird die Spannungsfreiheit am Hochvoltsystem
festgestellt, so ist das „Fahrzeug freigeschaltet“.
Danach ist das Freischaltungsprotokoll auf einem
vorgeschriebenen Formular am Systemtester oder
handschriftlich auszufüllen und zu unterschreiben.
Nach dem Wiedereinschalten der Hochvoltspannung
ist das Wiedereinschaltprotokoll auszufüllen und zu
unterschreiben. Beide Protokolle sind in der Fahrzeug-
akte aufzubewahren.
Die entsprechenden Warn- und Hinweisschilder
sind vor Beginn der Arbeiten zur Spannungsfreischal-
tung aufzustellen bzw. anzubringen (Abb. 4).Abb. 5: Elektrische Verbindungen der Hochvoltkomponenten
Abb. 2: Entfernen des Trennsteckers
Abb. 3: Feststellung der Spannungsfreiheit
Abb. 4: Warnzeichen
Trennstecker
Steckdose
Anschlüsse für die Hochvolt-komponenten
Gehäuse der Antriebsbatterie
Sicherungskasten
Diagnose-steckdose Antriebsbatterie
Kühlflüssigkeits-anschluss
Vielfach-messgerät
Vorsicht!
Gefährliche Spannung!
Nicht einschalten!
An der Hochvoltanlage
wird gearbeitet!
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40 Alternative Antriebe
395
Alternative Antriebe (alternativ, lat.-franz.: wahlwei-
se, andere Möglichkeit) sind:
■ Elektroantrieb und
■ Hybridantrieb.
Bei beiden Antriebsarten werden Drehstrom-Elek-tromotoren verwendet. Zusätzlich kommt beim Hyb-ridantrieb (hybrid, lat.: Mischling) noch ein Otto- oder
Dieselmotor zum Einsatz.
40.1 Elektroantrieb
Der Elektroantrieb besteht aus der Antriebsbatte-rie, auch Traktions- (Traktion, lat. ziehen) oder Hoch-
voltbatterie genannt, dem Elektromotor/Generator
(Drehstrommotor/Drehstromgenerator) mit der Leis-tungs- und Steuerelektronik, dem Getriebe (meist
einstufiges Getriebe) und dem Achsgetriebe mit Aus-gleichsgetriebe (Abb. 1 und 2).
Mithilfe der Leistungs- und Steuerelektronik können
verschiedene Fahrprofile, abhängig von der max. Leis-
tung, der max. Reichweite, der max. Geschwindigkeit
und dem max. Drehmoment, gewählt werden.
Der Elektroantrieb erhält seine Energie aus An-triebsbatterien, z. B. Lithium-Ionen-Batterien (s. Kap.
16.2) oder aus Brennstoffzellen (s. Kap. 41.4.2).
Vorteile gegenüber Verbrennungsmotoren sind:
■ Elektromotoren laufen selbstständig an,
■ sie sind einfacher aufgebaut und haben sehr viel we-
niger bewegliche und unbewegliche Teile,
■ es gibt keine schwingenden Massen,
■ kein Energieverbrauch im Stand,
■ geringere Geräuschentwicklung,
■ höherer Wirkungsgrad,
■ keine Emissionen im Betrieb,
■ Abgas-und Abgasreinigungsanlage sowie Öl-, Ölfil-
ter- und Luftfilter gibt es nicht und
■ Elektromotoren sind deshalb wartungsarm.
Nachteile gegenüber Verbrennungsmotoren sind:
■ geringere Reichweite,
■ lange Batterieladezeiten,
■ Ladeverluste währen der Aufladung der Batterie,
■ Aufwand für die elektrische Heizung,
■ hohe Herstellungskosten und
■ geringere Nutzlast wegen der großen Batteriemasse.
40.1.1 DrehstrommotorenDrehstrommotoren sind aufgrund ihrer guten Leis-
tungs- und Drehmomentcharakteristik für den Fahr-
zeugantrieb geeignet. Sie liefern schon von Beginn an
ein hohes Drehmoment und schon bei geringen Dreh-
zahlen eine mittlere Leistung (Abb. 1, S. 396).
Abb. 1: Elektroantrieb
Abb. 2: Schema eines Elektroantriebs
Für Kraftfahrzeuge werden Drehstrom-Asynchron-motoren (asynchron, griech.-lat.: nicht gleichlau-
fend) und Drehstrom-Synchronmotoren (synchron,
griech.-lat.: gleichlaufend) verwendet.
Drehstrom-AsynchronmotorDer Drehstrom-Asynchronmotor ist schleifringlos und
besteht im Wesentlichen aus dem Stator (Ständer) mit
den Drehstromwicklungen und dem Rotor (Läufer) mit
der Rotorwicklung (Abb. 2, S. 396). Die Rotorwicklung
ist eine Kurzschlusswicklung, d.h. Anfang und Ende der
Wicklung sind miteinander verbunden. Fließt durch die
Drehstromwicklungen jeweils ein Wechselstrom, ent-
steht um diese herum ein magnetisches Drehfeld (s.
Kap. 17.2). Durch dieses wird in der Kurzschlusswick-
lung eine Spannung induziert (s. Kap. 15.12.1). Auf-
grund der induzierten Spannung entsteht ein Strom-
fluss in der Kurzschlusswicklung. Dieser bewirkt ein
Magnetfeld um die Kurzschlusswicklung.
Das Magnetfeld und damit der Rotor werden vom mag-
netischen Drehfeld in Drehung versetzt. Die Rotordreh-
zahl liegt immer unterhalb der Drehfelddrehzahl (asyn-
chrones Verhalten), da sonst im Rotor keine Spannung
induziert wird.
Drehstrom-SynchronmotorDer Drehstrom-Synchronmotor wird als permanent-
magneterregter Außen- oder Innenläufermotor ein-
gesetzt. Durch die Verwendung von Permanentmag-
neten entfallen die Schleifringe. Im Außenläufermotor
sitzt der rotierende Teil des Motors mit den Permanent-
Ladestockdose
Antriebsbatterie
Achsgetriebe mitAusgleichsgetriebe
Elektromotor/Generator
Getriebe
Steuereinheit
Antriebsbatterien(Traktionsbatterien)
Antriebsbatterie
Motorsteuergerät
Elektromotor/Generator
Steuereinheit
Ladegerät fürAntriebs-batterie
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e40 Alternative Antriebe
396
magneten außerhalb des gehäusefesten Stators. Im
Innenläufermotor ist es umgekehrt. (Abb. 3).
Der Stator (Ständer) enthält die drei Drehstromwick-
lungen. Fließt durch diese jeweils ein Wechselstrom,
entsteht um sie herum ein magnetisches Drehfeld (s.
Kap. 17.2).
Durch das magnetische Drehfeld wird der durch die
Permanentmagnete magnetisierte Rotor (Läufer) in
Drehung versetzt. Da im Rotor, im Gegensatz zum
Asynchronmotor, keine Spannung induziert werden
muss, dreht der Rotor mit derselben Drehzahl wie das
Drehfeld (Synchrondrehzahl).
Zum Abbremsen des Fahrzeugs wird auch der
Drehstrom-Synchronmotor benutzt. Er dient dann
während des Abbremsens als Drehstrom-Generator.
Durch die Verwendung des Drehstrom-Synchron-
motors als Generator während des Abbremsens wird
elektrische Spannung erzeugt.
Die Spannungserzeugung erfolgt dadurch, dass der
Rotor des Synchronmotors von den Antriebsrädern des
Fahrzeugs angetrieben wird (Abb. 2, S. 395).
Durch das Magnetfeld des Rotors wird in den drei
Wicklungen des Stators jeweils eine Wechselspan-
nung induziert. Die drei Wechselspannungen haben
jeweils einen Wechselstrom in den Ständerwicklungen
zur Folge. Die Summe der drei Wechselströme ergibt
einen Drehstrom. Dieser wird durch den Umrichter in
der Leistungs- und Steuerelektronik in Gleichstrom
umgewandelt. Mit diesem Gleichstrom wird dann die
Antriebsbatterie geladen. Dieser Vorgang wird als Rekuperation (rekuperare, lat.: wiedergewinnen) be-
zeichnet. Dadurch erfolgt eine Rückgewinnung eines
Teils der kinetischen Energie des Fahrzeugs.
Drehstrom-Synchronmotoren können auch als Dreh-stromgeneratoren verwendet werden und umgekehrt.
Das ist der Grund, warum in Elektrofahrzeugen nur
Drehstrom-Synchronmotoren eingesetzt werden.
Durch das Fließen der Wechselströme in den drei
Ständerwicklungen werden um diese Magnetfelder erzeugt, die so gerichtet sind, dass der Rotor und damit
das Fahrzeug abgebremst werden.
Die Drehstrommotoren werden mit einer Betriebs-
spannung bis etwa 650 V betrieben, um bei einer ent-
sprechenden Leistung mit kleineren Stromstärken aus-
zukommen. Dadurch werden die Leistungsverluste in
den Leitungen verringert (s. Kap. 39.1).
40.1.2 Hochvolt-Komponenten eines Elektroantriebs
Hochvolt-Komponenten sind (Abb. 4):
■ Antriebsbatterie,
■ Ladegerät für die Antriebsbatterie (s. Kap. 40.1.3),
■ Drehstrommotor mit Getriebe,
■ Leistungs- und Steuerelektronik,
■ Klimakompressor,
■ Heizung und
■ Kühlsystem.
Antriebsbatterie Die Antriebsbatterie (Abb. 5) ist eine Lithium-Ionen-
Hochvoltbatterie (s. Kap. 16.2.2) mit einer Nennspan-
nung von 360 V. Sie besteht aus 20 Batteriemodulen
mit jeweils einer Spannung von 18 V. Jedes Modul be-
Abb. 1: Leistungs- und Drehmomentkennlinie eines Drehstrom-
Synchronmotors
Abb. 2: Drehstrom-Asynchronmotor
Abb. 3: Drehstrom-Synchronmotor (Innenläufer)
VerteilerschienenAnschluss-leitungenfür Magnet-feldsensor
Stator(Ständer)
KühlkanalAnschlussflansch fürdie Antriebswelle
Rotor(Läufer)
Drehstromanschluss
Rotorpositionssensor
Anschlussflansch für die Antriebswelle
elektrischer Anschlussfür Temperatur- undRotorpositionssensor
Temperatursensor
Rotor (Läufer) mit Permanentmagneten
Stator (Ständer) mit derDrehstromwicklung
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397
Hochvoltkomponenten / high-voltage components
steht aus 10 Zellen mit einer Spannung von 3,6 V, wo-
von jeweils 5 Zellen parallelgeschaltet sind. Die Kapa-
zität beträgt 50 Ah und die Nennenergie 18 kWh. Die
Masse beträgt 230 kg. Der Temperatureinsatzbereich
erstreckt sich von –30 bis +50 °C.
Die Antriebsbatterie hat eine Luftkühlung und ist unter
der Bodengruppe angeordnet. Dadurch hat das Fahr-
zeug einen niedrigen Schwerpunkt und die Antriebs-
batterie wird zusätzlich vom Fahrtwind unter der Bo-
dengruppe gekühlt.
Die Kühlung der Antriebsbatterie ist notwendig,
weil diese durch die Ladungs- und Entladungsvorgän-
ge erwärmt wird.
Die Temperatur und die Spannung der Batteriezellen
werden überwacht. Dadurch wird die Betriebsdauer der
Batterie erhöht.
Im Schaltkasten der Antriebsbatterie sind die Hoch-
voltrelais untergebracht. Diese haben die Aufgabe, die
Verbindung von der Antriebsbatterie zu den Hochvolt-
komponenten zu schließen und wieder zu öffnen (s.
Kap. 39. 5).
Drehstrommotor mit GetriebeZum Antrieb des Fahrzeugs wird ein Drehstrom-Syn-chronmotor verwendet. Dieser ist ein Innenläufer-
motor (Abb. 3 und 7). Im Gehäuse des Drehstrommo-
tors ist auch das 1-Gang-Getriebe mit dem Achs- und
Ausgleichsgetriebe untergebracht (Abb. 6 und 7). Eine
Kupplung ist nicht vorhanden, weil Gänge nicht ge-
schaltet werden. Die Gesamtübersetzung der Zahnrä-derpaare beträgt iges = 8,2 : 1.
Das ist für den Radantrieb bei der max. Drehzahl des
Drehstrommotors von 12 000/min eine Drehzahl von
1 463/min.
Ein Zahnradpaar für den Rückwärtsgang ist nicht vor-
handen und auch nicht nötig. Zum Rückwärtsfahren
werden dieselben Zahnradpaare wie beim Vorwärts-
fahren benutzt. Der Drehstrommotor wird dabei durch
die Leistungs- und Steuerelektronik so gepolt, dass er
seine Drehrichtung ändert.
In der Tab. 1 sind die technischen Daten des Dreh-
strommotors enthalten.
Abb. 6: Drehstrommotor mit Getriebe
Abb. 7: Aufbau des Drehstrommotors mit Getriebe
Tab. 1: Technische Daten des Drehstrommotors
Nennspannung 360 V
maximale Leistung 60 kW
maximale Stromstärke 167 A
maximales Drehmoment 210 N m
maximale Drehzahl 12 000/min
Masse mit Getriebe 76 kg
Wirkungsgrad bis zu 94 %
Abb. 4: Hochvoltkomponenten eines Elektroantriebs
Abb. 5: Antriebsbatterie
Hochvoltanschlüsse
Parksperre
TriebwelleAntriebswelleRotorwelle
Achsantriebs-zahnrad z4
Zahnräder z2 und z3
Zahnrad z1
Ausgleichs-getriebe
Gehäuse mit Stator und Rotor
HochvoltbatterieNominalspannung: 345 VKapazität: 25 AhZellen (8 Module): 96
Gehäuseoberschale
Gehäuseunterschale
Dämmung
Hochvoltan-schlüsse
Batterie-Verteiler-Box
HV-Plus-Anschluss
HV-Minus-Anschluss
3 Phasenanschlüsse
Lager-schild-deckel
Kühlmittel-anschlüsse
1-Gang-Getriebe
Getriebe-gehäuse
Stator Rotor
Elektromotor
Motorgehäusemit eingegossenerKühlerstruktur
Ausgleichsgetriebemit Radantrieb
Klimakompressor Ladesteckdose
Drehstrommotor
Antriebsbatterie
Heizung
Steuergerät
für Ladung,
Klimakom-
pressor und
Heizung: L1 (Phase): PE (Schutzleiter): N (Neutralleiter): Hochvoltleitungen
Leistungs- und Steuerelektronik
Drehstrom-motor/Dreh-stromgenerator
Fahr
wer
ks-
und
Brem
ssys
tem
e42 Achsgeometrie
420
42.4.4 Ablauf der elektronischen Fahrwerks-vermessung
Vor der Fahrwerksvermessung ist eine Felgenschlag-kompensation durchzuführen. Das Messsystem er-
fasst den Felgenschlag beim Einfahren auf den
Fahwerksmessstand. Der Computer speichert einen
vorhandenen Felgenschlag als Korrekturwert für die an-
schließenden Messungen.
Mit der Felgenschlagkompensation werden der
Seitenschlag der Felge und der mögliche Aufspann-
fehler des Messwertaufnehmers elektronisch erfasst
und für die Vermessung von Spur und Sturz kompen-
siert (compensare: lat.: ausgleichen).
Mithilfe einer Lenkradwaage wird die exakte Stellung
des Lenkrades in der Nullstellung ermittelt (Abb. 1).
Die Lenkradwaage mit elektronischer Neigungsmes-
sung zeigt die aktuellen Winkelwerte des Lenkrades an.
Überschreitet der aktuelle Winkelwert einen bestimm-
ten vorab eingestellten Toleranzwert (max. ± 5°), muss
die Lenkung neu eingestellt werden.
Danach ist der Bremsenspanner zwischen Bremspe-
dal und Fahrersitz zu montieren. Es erfolgt eine Blockie-
rung der Betriebsbremse.
Für Messungen bei belastetem Fahrzeug sind die vor-geschriebenen Beladungen einzuhalten. Ein verän-
derter Höhenstand des Fahrzeugs kann die Fahrwerks-
messwerte verändern.
Neue Sollwerte von Fahrzeugen werden durch regelmä-
ßige Updates im Computer gespeichert. Durch die Einga-
be der Fahrzeugdaten werden die für das Fahrzeug gülti-
gen Sollwerte aufgerufen. Die Sollwerte werden für einen
Vergleich mit den gemessenen Istwerten verwendet.
Der Messablauf kann vom Bediener bestimmt werden.
Wahlweise steht ein fester Messablauf bzw. das Abru-
fen von einzelnen Messwerten zur Verfügung (z. B. für
Spreizung, Nachlauf und Spurdifferenzwinkel).
42.4.5 Auswertung und EinstellungAlle Messdaten werden an den Computer übermittelt, der
daraus die geometrische Fahrachse berechnet (Abb. 2).
Die Bezugsachse für die Achsvermessung ist die
geometrische Fahrachse: Das ist die Winkelhalbie-
rende der Gesamtvorspur der Hinterachse.
Der Computer vergleicht alle Istwerte mit den Sollwer-
ten. Auf dem Monitor werden die Werte angezeigt.
Durch Farbbereiche wird der Toleranzgrenzwert an-
gezeigt, d. h. ob die Messwerte „innerhalb“ oder „au-
ßerhalb“ der Toleranz liegen. Im Computer finden sich
Hinweise für die Korrekturmöglichkeit einzelner Ein-
stellwerte an der Radaufhängung.
Nach der Einstellung erfolgt eine Kontrollmessung.
Alle Daten zur Achsgeometrie können mit den entspre-
chenden Toleranzangaben abschließend als Messpro-
tokoll ausgedruckt werden.
Schnellspann-vorrichtung
digitale Anzeigein Winkelgrad
Abb. 1: Lenkradwaage zur Ermittlung der Nullstellung
β= Gesamt-vorspurwinkel
geometrische Fahrachse(zugleich Winkel-halbierende)
α
γ
Abb. 2: Geometrische Fahrachse
Summe der vier Eckwinkel jeweils 360°
a) kein Versatz b) Radstand- differenz
c) Radstand- versatz
Abb. 3. Messung der Eckwinkel
42.4.6 FahrwerksanalyseDie elektronische Fahrwerksvermessung ermöglicht
neben den bisher üblichen Einstelldaten für die Radauf-
hängungen eine genaue Fahrwerksanalyse. Das ge-
schlossene Messfeld bildet ein Messrechteck (Abb. 3a),
dessen vier Ecken zusammen 360° ergeben. Ist das
Rechteck verzerrt (Abb. 3b und 3c), so ergeben sich Hin-
weise auf eventuell erforderliche Reparaturen am Fahr-
werk bei Achsversatz, Radstanddifferenz, Seitenversatz,
Radversatz und Spurweitendifferenz (Abb. 4).
Fahr
wer
ks-
und
Brem
ssys
tem
e
421
Fahrwerksanalyse / chassis analysis
Nach der Achsvermessung müssen z. B. die folgenden
Sensoren der Fahrerassistenzsysteme neu einge-
stellt werden:
■ Radarsensor für die automatische Distanzregelung
(ACC), wenn die Spur an der Hinterachse nachge-
stellt wurde (Abb. 5).
■ Frontkamera des Spurhalteassistenten (Abb. 5),
Rückfahrkamera für das Einparksystem (Abb. 6),
wenn die Spur- und die Sturzwerte an der Hinterach-
se nachgestellt wurden.
Aufgaben Nennen Sie die drei Raumachsen eines Fahrzeugs
mit den dazugehörenden Bewegungen.
Erklären Sie den Begriff „Wankzentrum“.
Wodurch wird die Wankachse eines Fahrzeugs
gebildet?
Erläutern Sie den Begriff „Kurvengrenz-
geschwindigkeit“ an einem Beispiel.
Erklären Sie die Begriffe „Schwimmwinkel“ und
„Schräglaufwinkel“.
Erklären Sie die Begriffe „übersteuerndes“,
„unter steuerndes“ und „neutrales“ Fahrverhalten.
Skizzieren Sie an einem untersteuernden Fahr-
zeug in der Draufsicht den Schräglaufwinkel,
die Lage des Schwerpunkts und das mögliche
Ausbrechen des Fahrzeugs.
Erklären Sie die folgenden Begriffe: „Spurweite“,
„Spur“, „Spurdifferenzwinkel“, „Sturz“, „Lenkroll-
halbmesser“ und „Spreizung“.
Skizzieren Sie ein beliebiges Rad mit 5° Sturz und
8° Spreizung in der Seitenansicht.
Begründen Sie die Notwendigkeit für Vorspur,
Sturz und Lenkrollhalbmesser.
Welchen Vorteil hat ein negativer Lenkroll-
halbmesser?
Skizzieren Sie an einem Rad mit positivem Lenk-
rollhalbmesser die Wirkung einer Bremskraft in
der Draufsicht.
Erläutern Sie die wesentlichen Unterschiede zwi-
schen dem CCD- und 3-D-Messsytem.
Welche Vorteile bieten 3-D-Messwertaufnehmer
gegenüber CCD-Messwertaufnehmer?
Welche Kontrollen sind vor jeder Fahrwerksver-
messung durchzuführen?
Welche Aufgabe hat die Lenkradwaage bei der
Fahrwerksvermessung?
Was ist die Bezugsachse für die elektronische
Fahrwerksvermessung?
Wodurch werden bei der Fahrwerksanalyse
Schäden am Fahrwerk erkannt?
Abb. 6: Einstellung der Rückfahrkamera
Einstellvorrichtung
Abb. 4: Ermittlung zusätzlicher Werte
b) Achsversatz
c) Radstanddifferenz
d) Seitenversatz
e) Radversatz (hinten)
f) Spurweitendifferenz
a) kein Achsversatz
Abb. 5: Einstellung des Radarsensors und der Frontkamera
Einstelltafel fürFrontkamera
Einstelltafel fürRadarsensor
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ose 52 Elektronische Systeme und Diagnose
566
Abb. 1: Adapterleitungsset
PrüfadapterMessgerät
Steck-kupplung
Abb. 2: Prüfadapter mit internem Messgerät
Buchsenkasten
Steckkupplungen
Abb. 3: Prüfadapter zum Anschluss für externe Messgeräte
SteckkupplungSteuergerät
Buchsenkasten
Steuergerätestecker
Y-Verbindung
Abb. 4: Anschlussschema von Prüfadaptern
Abb. 5: Systemtestgerät
Adapterleitungen (Abb. 1) ermöglichen Verbindungen
zu einzelnen Messstellen (Sensoren, Aktoren, Stecker).
Prüfadapter (Abb. 2 und 3) werden am Zentralstecker
des Steuergerätes angeschlossen, weil an dieser Stelle
sämtliche Verbindungen zu den Sensoren und den Ak-
toren konzentriert sind. Die Messwerte können von ei-
nem internen (Abb. 2) oder externen Messgerät (z. B.
Vielfachmessgerät) abgelesen werden. Prüfadapter
werden für Messungen an arbeitenden Systemen (z. B.
laufender Motor) über eine Y-Verbindung (Abb. 4) mit
dem Steuergerät verbunden.
52.7.3 Eigendiagnose
Elektronische Systeme mit eigendiagnosefähigen Steuergeräten haben die Fähigkeit, ihre Peripherie
größtenteils selbst zu überwachen und auftretende
Fehler zu speichern.
Durch die Eigendiagnose wird die Fehlersuche mit ge-
zielten Hinweisen auf Fehlerart und Fehlerort erleich-
tert.
Vom Steuergerät gespeicherte Fehler können mithilfe
eines Systemtestgerätes (Abb. 5) ausgelesen und nach
Instandsetzung gelöscht werden.
Beispiel: Ein getrennter Stecker am Motortemperatur-
sensor einer Motronic ergibt einen hohen Widerstand
im Stromkreis. Das Steuergerät erfasst eine hohe
Spannung und damit eine extrem niedrige Temperatur
(–36 °C).
Durch den Vergleich mit gespeicherten Grenzwerten oder durch eine Plausibilitätsprüfung (z. B. Vergleich
mit den Werten des Ansaugluft-Temperatursensors)
erkennt das Steuergerät den Fehler und speichert ei-
nen entsprechenden Fehlercode im EEPROM (s. Kap.
52.5.2). Die Aktivierung des Notlaufprogramms ermög-
licht die Weiterfahrt mit einem Ersatzwert (z. B. 80 °C).
Über eine Diagnoseschnittstelle (Diagnosesteckdo-
se, Abb. 7) kann ein Systemtestgerät (Abb. 5) mit dem
Steuergerät verbunden werden.
Auf dem Display des Systemtestgerätes können z. B.
folgende Aussagen erscheinen:
■ „Fehlercode 17, Kühlmitteltemperatursensor Unter-
brechung im Stromkreis“ oder
■ „Fehlercode 17, Kühlmitteltemperatursensor Span-
nung zu hoch“.
Da das Systemtestgerät keine Aussagen über defekte
Bauteile (z. B. Leitungen, Sensoren, Stecker) machen
kann, sondern nur den Stromkreis und die Art des
Fehlers nennt, erfolgt die weitere Fehlersuche im ge-
nannten Stromkreis mit den üblichen Messgeräten und
Hilfsmitteln (s. Kap. 52.7.1).
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567
Eigendiagnose / self-diagnosis
On-Board-DiagnoseDie EU-Abgasvorschriften schreiben ab EURO 3 (2001)
neben Abgasgrenzwerten auch die Funktionsüber-
wachung der abgasrelevanten Bauteile durch die On-Board-Diagnose (OBD) verbindlich vor.
Durch die OBD erfolgt eine Überwachung aller abgasre-levanten Systeme während der Fahrt. Dadurch wird ein
Ansteigen der Abgasgrenzwerte erkannt und angezeigt.
12010080
60
40
20
140160
180
200
220
543
21
0
67
100120
0
1/21
Abb. 6: Abgas-Warnleuchte (MIL)
Fehler im Abgassystem werden durch die Abgas-Warn-leuchte, auch Motorkontrollleuchte genannt, angezeigt
(Abb. 6). Sie wird als MIL (Malfunction Indicator Lamp,
engl.: Störungsanzeigelampe) bezeichnet. Wird die „Zün-
dung“ eingeschaltet, muss die MIL aufleuchten und wäh-rend des Startens ausgehen. Die MIL kann während
des Auftretens eines Fehlers drei Zustände anzeigen.
Kurzzeitiges Blinken weist auf einen temporären Feh-
ler hin. Dieser muss aber nicht weiter beachtet werden.
Dauerhaftes Blinken weist auf einen schwerwiegen-
den Fehler hin, der z. B. den Katalysator beschädigen
kann. Das Fahrzeug muss mit geringer Fahrgeschwin-
digkeit zu einer Werkstatt gefahren werden.
Dauerhaftes Leuchten bedeutet, dass ein abgasrele-
vanter Fehler vorliegt und die Werkstatt aufzusuchen ist.
Bei der Überwachung wird unterschieden zwischen ei-
ner kontinuierlichen Überwachung, wozu das Kraft-
stoffsystem (Gemischbildung) und die Verbrennungs-
aussetzer-Erkennung gehören, und einer sporadi-schen Überwachung, z. B. des Katalysators und des
Sekundärluftsystems (Tab. 7, S. 568).
Das Auslesen der Überwachungsergebnisse erfolgt
über eine genormte 16-polige Diagnosesteckdose für ein 12- bzw. 24-Volt-Bordnetz (Abb. 7). Die Pin-
Belegung ist zum Teil genormt ( TB). Die Diagno-
sesteckdose muss so verbaut sein, dass sie vom
Fahrersitz aus erreichbar ist.
Abb. 7: Diagnosesteckdose für das 12 V-Bordnetz
Abb. 8: Teststation mit integriertem Systemtestgerät
Abb. 9: OBD-Messmodul
Im Rahmen der Fahrzeugüberwachung kann der Feh-
lerspeicher mit einem Systemtestgerät (Abb. 8) über
die Diagnosesteckdose ausgelesen werden.
Mit geeigneten Prüfgeräten, z. B. einem OBD-Mess-modul (Abb. 9), können folgende Prüfebenen abgeru-
fen werden:
■ abgasrelevante Ist-Werte, Diagnosedaten des Systems,
■ Fehlerumgebungsdaten,
■ emissionsrelevante Fehlercodes,
■ Löschen von Fehlercodes,
■ Messwerte der Lambdasonden,
■ herstellerspezifische Messwerte des Systems,
■ temporäre Fehlercodes,
■ Stellgliedtest und
■ Fahrzeug- und Systeminformationen.
Readiness-Code (Bereitschaftscode)
Der Readiness-Code ist das Ergebnis der Bereit-schaftstests während der On-Board-Diagnose von
abgasrelevanten Systemen (Tab. 7, S. 568).
Der Readiness-Code ist ein zwölfstelliger Binärcode
und besteht aus zwei Teilen (Abb. 1, S. 568).
Der erste Teil hat die Bezeichnung „Prüfprotokoll: un-
Träger für die Messleitungen(z.B. für Öltemperatursensor, Klopfsensor)
Monitor
OBD-Messmodulzur Steuergeräte-diagnose mitBluetooth-Funk-anbindung
PC mit Tastatur
Drucker
Anschlüsse für2-Kanal-Oszilloskop,2-Kanal-Vielfachmessgerät
Anschluss fürOBD-Adapterkabel
Anschlüsse für Spannungsver-sorgung und USB-Adapterkabelfür PC-Verbindung ohne Bluetooth
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ose 52 Elektronische Systeme und Diagnose
568
1 = System verbaut0 = System nicht verbaut
Prüfprotokoll: unterstützt 011111111101
gesetzt 000000000000
alle Systemtests durchgeführt
1 = Prüfung erfolgte nicht0 = Prüfung erfolgte
Abb. 1: Beispiel eines Readiness-Codes
terstützt“. In diesem 1. Teil wird durch eine „0“ oder
eine „1“ gekennzeichnet, welche Systeme im Kraftfahr-
zeug verbaut sind (Tab. 7).
Der 2. Teil hat die Bezeichnung „Prüfprotokoll: ge-setzt“. In diesem Teil wird durch eine „0“ oder eine „1“
gekennzeichnet, ob eine Prüfung erfolgte oder nicht.
Der Readiness-Code gibt an, ob Prüfungsabläufe
zur Fehlererkennung durchgeführt wurden. Der Code
gibt einen Hinweis darauf, ob bei den abgasrelevanten
Systemen seit dem letzten Löschen des Fehlerspeichers
zu dem jeweiligen System ein Diagnoseergebnis vorliegt.
In der Tab. 7 wird die Aufteilung des Readiness-Codes
auf die zu prüfenden Systeme aufgeführt sowie das
Beispiel eines fehlerhaften Readiness-Codes aufgrund
eines nicht geprüften Tankentlüftungssystems.
Die Überwachung der Systeme wird eingeteilt in „konti-nuierlich“ und „sporadisch“. „Kontinuierlich“ bedeutet,
dass die Systeme seit dem Starten des Motors dauernd
überwacht werden. „Sporadisch“ bedeutet, dass die Sys-
teme nur dann überwacht werden, wenn die Systeme,
z. B. Sekundärluftsystem, arbeiten oder ihre Betriebs-
temperatur, z. B. Katalysator, erreicht haben (Tab. 7).
Seit dem Jahr 2006 wird der Readiness-Code bei der
Umweltverträglichkeitsprüfung („AU“, s. Kap. 53.2.1)
ausgelesen. Ein erfolgreich durchgeführter Bereit-
schaftstest, zusammen mit einer bestandenen Abgas-
prüfung am Endrohr, genügen, um die Umweltverträg-
lichkeitsprüfung zu bestehen.
Im Zusammenhang mit der Bildung von Readiness-
Codes werden auch Fehlercodes erstellt. Diese bein-
halten nicht nur das Abgasverhalten, sondern werden
aufgrund einer umfassenden Eigendiagnose aller elek-
tronischen Systeme gebildet.
Die Fehlercodes sind in der Norm SAE J2012 bzw. der
ISO 15031-6 definiert. Dazu kommen noch hersteller-
spezifische Fehlercodes.
Die Tab. 8 zeigt an einem Beispiel die Zusammenset-zung der Fehlercodes. Der Fehlercode besteht aus 5
Stellen, welche den Fehler den Baugruppen und Bautei-
len zuweisen. Die Fehlercodes werden in Listen aufge-
listet. Aus denen können dann Hinweise auf den Fehler
entnommen werden. Die Fehlercodes können von Sys-
temtestgeräten auch im Klartext ausgegeben werden.
Wird der Fehlerspeicher gelöscht, wird auch der
Readiness-Code zurückgesetzt.
Tab. 7: Enthaltene Systeme im Readiness-Code
Systeme
Readiness-Code
unbenutzt
herste
llerspezifisc
he Be
legung
Kraft
stoffs
ysteme
Verb
rennungsau
ssetze
r
Abga
srückfüh
rung
Lamb
dasonden
heizu
ng
Lamb
da-S
onden
Klima
anlag
e
Sekundär
luftsy
stem
Tankentlü
ftung
ssystem
Katal
ysato
r-Heiz
ung
Katal
ysato
r
1. Teil verbaut 1
0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1nicht verbaut 0nicht unterstützt 0
2. Teil geprüft 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0nicht möglich 0nicht geprüft 1
kontinuierlich überwacht X X X Xsporadisch überwacht X X X X X X X X
Tab. 8: Bedeutung der Fehlercodes nach ISO 15031-6
Erläuterung am Beispiel „P0303“
B → Body (Karosserie)
C → Chassis (Fahrwerk)
P → Powertrain (Antriebsstrang)
U → Network (Bussystem)
1. Stelle
0 → herstellerunabhängig
1 → herstellerspezifische Baugruppe2. Stelle
0 → Gesamtsystem
1 → Sekundärluft/Gemischaufbereitung
2 → Kraftstoffsystem
3 → Zündanlage/Verbrennungsaussetzer
4 → zusätzliche Systeme zur Emmissions-
überwachung
5 → Geschwindigkeits-/Leerlaufregelung
6 → CPU und die Ein-/Ausgangssignale
7 → Getriebe
3. Stelle
Fortlaufende Nummerierung der Bauteile 4. und 5. Stelle
Beispiel: P0303 → P: Antriebsstrang. 0: Herstellerunabhängig.
3: Zündanlage/Verbrennungsaussetzer. 03: im 3. Zylinder
Aufgaben zu Kap. 52.7 Welche Mess- bzw. Prüfgeräte werden für die Di-
agnose an elektronischen Systemen verwendet?
Welche Hilfsmittel werden für die Diagnose an
elektronischen Systemen benötigt?
Beschreiben Sie die Anwendungsbereiche von
Adapterleitungen und Prüfadaptern.
Beschreiben Sie das Prinzip der Eigendiagnose
am Beispiel einer Leitungsunterbrechung im
Stromkreis eines Temperatursensors.
Was bedeutet das Aufleuchten der Abgas-Warn-
leuchte während der Fahrt?
Was ist ein Systemtestgerät (Diagnosecomputer)?
Mit welchem Funktionsumfang kann ein System-
testgerät ausgestattet sein?
Nennen Sie die Aufgabe eines OBD- bzw. EOBD-
Systems.
Erläutern Sie den Aufbau und die Aufgabe eines
Readiness-Codes.
Nennen Sie die Baugruppe, in welcher der Fehler
P0401 zu finden ist.
Erklären Sie die Fehlercodes P0204 und P01.
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53 Hauptuntersuchung
569
53.1 Aufgaben und Grundlagen der Hauptuntersuchung (HU)
Die Hauptuntersuchung (HU) hat die Aufgabe,
zu verhindern, dass Kraftfahrzeuge und Anhänger mit
Sicherheits- und Abgasmängeln am Straßenverkehr
teilnehmen. Dazu gehört auch die Prüfung bestimmter
elektronischer Sicherheitssysteme.
Die HU ist seit dem 01.12.1951 gesetzlich vorgeschrie-
ben (§ 29 StVZO, Tab. 2, S. 571).
Die Halter von zulassungspflichtigen und kennzeichen-
pflichtigen Fahrzeugen haben ihre Fahrzeuge auf ihre Kos-
ten in regelmäßigen Zeitabständen untersuchen zu lassen.
Ausgenommen sind:
■ Fahrzeuge mit rotem Kennzeichen und
■ Fahrzeuge der Bundeswehr und der Bundespolizei.
Über die Untersuchung der Fahrzeuge der Feuerweh-
ren und des Katastrophenschutzes entscheiden die zu-
ständigen obersten Landesbehörden im Einzelfall oder
allgemein (Fahrzeug-Zulassungsverordnung – FZV –
§ 3 und 4 nach Maßgabe der Anlagen VIII und VIII a
des § 29 StVZO).
Bei der HU haben der durchführende amtlich aner-
kannte Sachverständige oder Prüfer (aaSoP) bzw. der
Prüfingenieur (PI) die Feststellung zu treffen, ob das
Fahrzeug zum Zeitpunkt der Untersuchung verkehrssi-
cher, umweltverträglich und vorschriftsmäßig ist.
Die Durchführung der HU wurde von Beginn an von
privaten Prüforganisationen durchgeführt. Diese
müssen staatlich anerkannt sein und unterliegen einer
amtlichen Kontrolle.
Prüforganisationen sind z. B.: TÜV (Technischer Über-
wachungsverein), DEKRA (Deutscher Kraftfahrzeug-
Überwachungsverein), GTÜ (Gesellschaft für technische
Überwachung) und KÜS (Kraftfahrzeug-Überwachungs-
organisation freiberuflicher Kfz-Sachverständiger).
Ab dem 1.12.1951 waren die Technischen Überwa-
chungsvereine (TÜV) in vielen Regionen Deutschlands
allein für die Durchführung der HU zuständig, Deshalb
wird die HU umgangssprachlich oft auch heute noch als
„TÜV“ bezeichnet.
Die HU kann entweder in eigenen Prüfstellen der Prüf-
organisationen oder in als Prüfstützpunkt anerkannten
Werkstätten der Kfz-Firmen durchgeführt werden.
Findet die HU in den Werkstätten der Kfz-Firmen statt,
so wird diese dort von einem Prüfingenieur (PI) der
Prüforganisationen abgenommen.
Eine Ausnahme ist die Umweltverträglichkeitsprü-fung (Anlage VIII der StVZO), die umgangssprach-
lich nach wie vor als Abgasuntersuchung (AU, s. Kap.
53.2.1) bezeichnet wird. Diese wird dann von den Kfz-
Firmen durchgeführt.
Es gibt auch die Möglichkeit, dass die AU in einer Kfz-
Firma stattfindet, aber der zweite Teil der HU (s. Kap.
53.2) in einer Untersuchungswerkstatt der Prüforgani-
sationen. Dabei darf die AU nicht älter als zwei Monate
vor der HU stattgefunden haben.
Bei Gasanlagen für Antriebssysteme von Kraftfahrzeu-
gen darf die Untersuchung 12 Monate vor dem Termin
der nächsten HU stattgefunden haben.
Die Gebühren für die HU werden von den Prüforgani-
sationen und den Kfz-Firmen festgelegt. Diese stehen
dabei im freien Wettbewerb.
53.2 Umfang und Durchführung der Hauptuntersuchung
Die Hauptuntersuchung besteht aus der
■ Umweltverträglichkeitsprüfung (AU) und
■ Fahrzeugprüfung.
Die HU beginnt mit der Umweltverträglichkeitsprüfung.
Danach erfolgt die Fahrzeugprüfung. Wird bei einem
Teil ein erheblicher Mangel festgestellt (s. Kap. 53.2.3),
ist die HU nicht bestanden.
53.2.1 Umweltverträglichkeitsprüfung
Die Umweltverträglichkeitsprüfung ersetzt seit
Januar 2010 die Abgasuntersuchung (AU) und ist seit-
dem Bestandteil der Hauptuntersuchung (HU).
Die für die Umweltverträglichkeitsprüfung gesetzlich
gültigen Vorschriften sind im § 29 StVZO und in den An-
lagen VIII und VIII a festgelegt.
Die Umweltverträglichkeitsprüfung wird in der
Praxis auch als UMA (Untersuchung des Motorma-
nagement-/Abgasreinigungssystems) bezeichnet.
Die Umweltverträglichkeitsprüfung umfasst eine Sicht-prüfung und Funktionsprüfungen (Tab. 1, S. 570).
Das Bestehen der Umweltverträglichkeitsprüfung
und der Hauptuntersuchung wird nur noch durch die
HU-Plakette am hinteren Kennzeichen dokumentiert.
Im Kraftfahrzeug eingebaute Diagnosesysteme OBD (On-Board-Systeme) überwachen ständig die für die
Abgaszusammensetzung relevanten Teilsysteme.
Fehlfunktionen in diesen Systemen werden erfasst und
im OBD-Fehlerspeicher abgelegt. Über Schnittstellen
können diese Fehler ausgelesen werden.
Zur Abgrenzung gegenüber außereuropäischen Ländern
werden von vielen Herstellern diese Diagnosesysteme
als EOBD (Europäische On-Board-Diagnose) bezeichnet.
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ose 53 Hauptuntersuchung
570
Treten Fehler in diesen Systemen auf, welche zu einer
deutlichen Verschlechterung der Abgaswerte führen,
wird dies durch eine Motorkontrollleuchte angezeigt.
Die ständige Überwachung im OBD-System umfasst
die folgenden Bereiche:
■ Katalysator,
■ Lambda-Sonden,
■ Motorsensoren,
■ Kraftstoffsystem,
■ Abgasrückführung,
■ Sekundärluftsystem und
■ Zündsystem (Verbrennungsaussetzer).
Bei Kraftfahrzeugen, die nach dem 01.01.2006 erst-
mals in Verkehr gekommen sind, wird im Rahmen der
Abgasuntersuchung von den Prüforganisationen oder
anerkannten Werkstätten zunächst der Fehlerspeicher
ausgelesen.
Wenn alle Teilsysteme elektronisch ausgelesen wur-
den und keine Fehler abgelegt sind, erfolgt am Ende
der Prüfung noch eine Messung und Beurteilung der
Abgase im Endrohr der Abgasanlage. Entsprechen die
Abgaswerte den Vorgaben oder liegen Sie darunter, ist
die Umweltverträglichkeitsprüfung (AU) erfolgreich be-
standen.
Für Kraftfahrzeuge mit OBD, die vor dem 01.01.2006
erstmals in Verkehr kamen, erfolgt nach dem Auslesen
des OBD Fehlerspeichers eine Messung und Beurteilung
der Abgase im Endrohr der Abgasanlage. Für Kraftfahr-
zeuge ohne OBD wird wie bisher die Abgaszusammen-
setzung ermittelt und bewertet.
53.2.2 Fahrzeugprüfung Anforderungen an die Durchführung der Fahr-zeugprüfung
Die Durchführung der Fahrzeugprüfung hat zerstö-
rungsfrei und ohne Ausbau von Fahrzeugeinrichtun-
gen und -teilen zu erfolgen. Sie erfolgt grundsätzlich
ohne Montage und Einstellarbeiten.
Bei Untersuchungen über die elektronische Fahr-zeugschnittstelle ist sicherzustellen, dass
■ keine der im elektronischen Ergebnisspeicher abge-
legten Einträge geändert oder gelöscht,
■ keine neuen Einträge im elektronischen Ergebnis-
speicher vorgenommen,
■ der Funktionsumfang der Diagnosefunktionen nicht
beeinträchtigt und
Tab. 1: Umweltverträglichkeitsprüfung (AU)
Sichtprüfung für alle Kraftfahrzeuge
Prüfung aller schadstoffrelevanten Bauteile einschließlich der Abgasanlage auf Vorhandensein, Vollständigkeit, Dichtheit und
Beschädigungen. Bei OBD-Systemen ist eine Prüfung der Verliersicherung für den Tankdeckel, sowie der Kontrollleuchte Motor-
diagnose (MIL) erforderlich.
Funktionsprüfungen
Kraftfahrzeuge mit Otto-motor ohne oder unge-regeltem Katalysator
Prüfung der schadstoff-
relevanten Einstelldaten
nach den Vorgaben der
Hersteller.
Bei betriebswarmen
Motor sind zu prüfen: Schließwinkel bei
kontaktgesteuerten
Zündanlagen, Zündzeitpunkt, Leerlaufdrehzahl, CO-Gehalt im Abgas
bei Leerlaufdrehzahl.
Bei ungeregeltem Kata-
lysator zusätzlich den
CO-Gehalt im Abgas bei
einer erhöhten Leerlauf-
drehzahl prüfen (Herstel-
lervorgaben beachten).
Kraftfahrzeuge mit Ottomotor und geregeltem Katalysator
Prüfung der schadstoffrelevanten
Einstelldaten auf Einhaltung der vom
Hersteller für das Fahrzeug angege-
benen Sollwerte.
Bei betriebswarmen Motor und Kata-
lysator sind zu prüfen: Zündzeitpunkt (wenn möglich), Leerlaufdrehzahl, Funktion der Lambda-Regelkreise, Wert für
Lambda = 1+/-3 %, CO-Gehalt im Abgas bei Leerlauf-
drehzahl und erhöhter Leerlauf-
drehzahl (2 000 bis 3 000/min,
Herstellervorgaben beachten).
Kraftfahrzeuge mit Dieselmotor und geregeltem Katalysator
Zusätzlich noch Messung des Ab-
gastrübungswerts durch mehrfa-
ches Anheben der Motordrehzahl
bis zur Abregeldrehzahl. Ein vom
Hersteller vorgegebener Trübungs-
wert darf dabei nicht überschritten
werden.
Kraftfahrzeuge mit On-Board-Diagnoseab 01.01.2006 mit Otto- und Dieselmotoren
Prüfung des Zustands und der Zulässigkeit der Abgasanlage.
Über die OBD-Schnittstelle wird der Fehlerspeicher ausge-
lesen. Sind Fehler abgelegt, müssen diese behoben werden.
Eine neue Prüfung ist erforderlich.
Sind keine Fehler abgelegt, muss seit dem 01.01.2018 eine
Messung und Beurteilung der Abgaswerte im Endrohr erfol-
gen.
Kraftfahrzeuge mit On-Board-Diagnosevor dem 01.01.2006 mit Otto- und Dieselmotoren
Wenn eine OBD-Diagnose fahrzeugtechnisch möglich ist,
kann diese durchgeführt werden. Zusätzlich ist eine Messung
und Beurteilung der Abgaswerte im Endrohr erforderlich.
mit Ottomotor
Bei betriebswarmen Motor
sind dann die abgasrelevan-
ten Systemdaten zu prüfen:
Messung des CO-Gehalts im
Abgas bei Leerlaufdrehzahl
und erhöhter Leerlauf-
drehzahl (2 000 bis 3 000/
min, Herstellervorgaben
beachten).
mit Dieselmotor
Bei betriebswarmen Motor
wird viermal bis auf die
Abregeldrehzahl beschleu-
nigt und der Trübungswert im
Abgasstrom ermittelt.
Ein vom Hersteller vorgege-
bener Wert darf dabei nicht
überschritten werden.
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