Qualitätssicherung durch Kundenorientierung

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1 A Qualitätssicherung durch Kundenorientierung 1 Kundenaufträge 1.1 Kundenbeanstandung: Bei einem Fahrzeug (VW Lupo 1,0) hat der Kunde den Eindruck, dass die Kupplung nicht die volle Leistung überträgt. Weiterhin beanstandet er ein Klicken von den Antriebsrädern bei langsamer Fahrt. Helga Blüml F-HZ 342 Baseler Str Frankfurt am Main Pkw geschlossen schadstoffarm D4 Volkswagen Lupo WVWZZZ6XZ72B Otto/OBD 04 37/ /55R14 185/55R Motorcode AUC 1.2 Kundenbeanstandung: Die Schaltung hakt (VW Golf IV) F-GS 876 Erich Schmidt Bendergasse Frankfurt am Main Pkw geschlossen schadstoffarm D3 Volkswagen-VW 1J WVAZZZ1JZYW Otto/OBD 04 55/ /80R14 88H 175/80R14 88H Motorcode APE 1.3 Kundenbeanstandung: Die Schaltprogramme des Automatikgetriebes werden nicht mehr ausgeführt. (VW Passat 1,91 TDI) F-AU 567 Florian Meier Saalburgallee Frankfurt am Main Pkw geschlossen bed. schadstoffarm Volkswagen-VW 3B2 WVAZZZ3B2YW3456 Diesel-D 85/ /60R15 205/60R Motorcode AJM Reparaturbedingungen und Beispiel für ein Angebot bzw. Kostenvoranschlag siehe CD-ROM

2 6 2.1 Einscheiben-Trockenkupplung 2 Kraftübertragung durch Kupplungen 2.1 Einscheiben-Trockenkupplung Die Kupplung hat folgende Aufgaben: Anfahrhilfe Der Motor gibt erst bei einer bestimmten Drehzahl ein brauchbares Drehmoment ab. Beim Anfahren muss die Kupplung eine kurze Zeit schleifen, um den Drehzahlunterschied zwischen Motorkurbel- und Antriebswelle des Getriebes auszugleichen. Übertragung des Drehmoments Die Kupplung muss das Drehmoment schlupffrei übertragen. Überlastungsschutz Sie schützt die Teile der Kraftübertragung vor Überlastung, z. B. beim Blockieren des Motors, indem sie durchrutscht. Gangwechsel Die Kupplung trennt zum Wechseln der Gänge den Kraftfluss zwischen Motor und Getriebe. Schwingungsdämpfer Sie dämpft die Torsionsschwingungen. 1 Verschraubung zum Schwungrad 2 Druckplatte 3 Membranfeder 4 Ausrücker 5 Ausrückhebel 6 Tangentialblattfeder 7 Kupplungsscheibe mit Torsionsdämpfer Einscheiben-Trockenkupplung Schwungscheibe Kupplungsdruckplatte Kupplungsscheibe Ausrücker Das Gehäuse der Druckplatte ist mit der Schwungscheibe verschraubt. Im Schwungrad sitzt das Führungslager (Pilotlager), das die Getriebewelle führt. Die Kupplungsdruckplatte besteht aus Kupplungsdeckel, Membranfeder, Anpressplatte. Die Anpressplatte wird durch drei Blattfedern am Gehäuse zentriert. Sie übertragen das Drehmoment und dienen gleichzeitig als Rückzugfedern beim Auskupplungsvorgang. Auf beiden Seiten der Kupplungsscheibe sind Beläge aufgenietet oder aufgeklebt. Die Kupplungsscheibe sitzt mit ihrer Nabe auf der Keilwelle des Getriebes und ist axial auf ihr verschiebbar. Die Anfahreigenschaften werden durch einen Kranz mit elastischen Segmenten verbessert, welcher am Umfang des Trägerblechs angeordnet ist. Zwischen den Belägen und der Nabe angeordnete Torsionsdämpfer haben die Aufgabe, Getriebegeräusche zu vermeiden. Der Ausrücker besteht aus einem gekapselten Kugellager. Der Außenring ist feststehend, der Innenring mitlaufend. Er wird auf einer Schiebehülse zentralgeführt. Die Schiebehülse ist mit dem Getriebegehäuse verbunden. Der Ausrücker ermöglicht in Verbindung mit einer besonders ausgelegten Kupplungsbetätigung eine spielfreie Einstellung des Ausrückers. Der Innenring liegt bei laufendem Motor ständig an den Ausrückhebeln oder Membranfederzungen an und rotiert mit.

3 Systeme zur Drehmomentwandlung Grundfunktionen des Getriebes Die Zahnräder im Getriebe verändern die Drehmomente und Drehzahlen, wandeln die Drehrichtung. Verändern von Drehzahlen und Drehmomenten Ändern der Drehzahlen Wandeln von Drehmomenten Die Umfangsgeschwindigkeit ist auf beiden Teilkreisen gleich groß. Für den einfachen Zahnradtrieb gilt daher die gleiche Formel wie beim Riemenantrieb. n 1 d 1 = n 2 d 2 Das getriebene Zahnrad hat jedoch entgegengesetzten Drehsinn. Die Zähnezahlen der Zahnräder stehen im gleichen Verhältnis wie die Teilkreisdurchmesser. Es gilt daher Jedes Zahnrad ist ein rotierender Hebel, an dem die Kraft wirkt. Zahnrad 1 Zahnrad 2 F M 1 = 1 d 1 F M 2 = 2 d M F 1 = 1 F 2 = d 1 F 1 = F 2 2 M 2 d 2 n 1 z 1 = n 2 z 2 2 M 1 d 1 = 2 M 2 d 2 n 1 n 2 = z 2 z 1 M 1 M 1 d = 1 = 1 d 2 i Für die Zahnradübersetzung gilt Für die Übersetzung gilt n 1 n 2 i = = z 2 z 1 i = M 2 M 1 Ändern der Drehrichtung Vorwärtsgang Rückwärtsgang Der Drehsinn des treibenden und getriebenen Zahnrads ist entgegengesetzt. Der Drehsinn des treibenden und des getriebenen Rads ist gleich. Das Zwischenrad ändert nur die Drehrichtung, es ändert nicht die Übersetzung.

4 3.3 Ausgeführte Getriebe Ausgeführte Getriebe Handschaltgetriebe Aufbau und Kraftverlauf Aufbau Sechs-Gang-Schaltgetriebe mit zwei Wellen Sechs-Gang-Schaltgetriebe mit vier Wellen Triebwelle 3 Triebwelle 1 Antriebswelle Triebwelle 2 Zahnrad für Achsantrieb Änderungen für Sechs-Gang-Ausführung Das Getriebe ist ein Zweiwellengetriebe: Antriebswelle und Abtriebswelle. Das Getriebe wird bei Vorderantrieb mit quer eingebautem Motor eingesetzt. Die Zahnräder auf der An- und Abtriebswelle sind schrägverzahnt und ständig im Eingriff. Der Rückwärtsgang ist geradeverzahnt. Antriebswelle: Zahnräder 1. und 2. Gang sind fest mit der Antriebswelle verbunden, die Schalträder 3. und 4. Gang und 5. und 6. Gang sind nadelgelagert und werden über Synchronkörper und Längsnutenverzahnung mit der Antriebswelle verbunden. Abtriebswelle: Die Zahnräder 3. und 4. Gang und 5. und 6. Gang sind über eine Längsverzahnung fest mit der Abtriebswelle verbunden. Die Schalträder des 1. und 2. Gangs sind nadelgelagert und werden über die Synchronisiereinrichtung mit der Abtriebswelle verbunden. Das Getriebe hat eine Antriebswelle und drei Abtriebswellen. Das Getriebe gehört mit seinen vier Wellen zu den Kurzbaugetrieben und bietet erhebliche Platzvorteile. Zur besseren Darstellung sind die Wellen im Getriebeschema in einer Ebene dargestellt. Die Ritzel auf den drei Triebwellen kämmen mit dem Zahnrad für Achsantrieb. Das Getriebe hat vier Wellen. Antriebswelle: Die Schalträder des 5. und 6. Gangs sind auf der Antriebswelle angeordnet. Die Zahnräder für den 2./3. Gang, 1. und 4. Gang sind fest mit der Antriebswelle verbunden. Triebwelle 1: Auf der Triebwelle 1 werden der 1. und 2. Gang geschaltet. Triebwelle 2: Auf der Triebwelle 2 werden der 3. und 4. Gang geschaltet. Triebwelle 3: Auf ihr befindet sich das Schaltrad für den Rückwärtsgang.

5 3.3 Ausgeführte Getriebe Direkt-Schaltgetriebe Allgemeine Übersicht Das Direkt-Schaltgetriebe verbindet die Vorteile eines Handschaltgetriebes, z. B. den hohen Wirkungsgrad, mit den Vorteilen des Automatikgetriebes, z. B. dem hohen Schaltkomfort. Druckölfilter Ölkühler Ölpumpe Mechatronik Lamellenkupplung Das Direkt-Schaltgetriebe besteht aus folgenden Funktionseinheiten: Mechanik Der mechanische Teil des Getriebes besteht aus einem Sechs-Gang-Getriebe mit konventioneller Synchronisierungs- und Schalteinrichtung und Lamellenkupplungen. Die Lamellenkupplungen laufen im Öl und werden von der Mechatronik abhängig von dem zu schaltenden Gang geregelt, geöffnet und geschlossen. Mechatronik Die Mechatronik ist in das Getriebe integriert. Sie besteht aus dem elektronischen Steuergerät und der elektrohydraulischen Steuereinheit. Hydraulik In der elektrohydraulischen Steuereinheit befinden sich alle Magnetventile, Drucksteuerventile, hydraulische Schieber und der Multiplexer (siehe S. 33). Beide bilden eine kompakte Einheit. Damit ist die Anzahl der Steckverbindungen und Leitungen reduziert. Elektronik Im elektronischen Steuergerät befinden sich zwölf Sensoren. Zwei Sensoren sind im Getriebe eingebaut. Die elektrischen Aktoren befinden sich in der elektrohydraulischen Steuereinheit. Getriebemechanik Das Direkt-Schaltgetriebe besteht aus zwei unabhängigen Teilgetrieben, die wie ein Handschaltgetriebe aufgebaut sind. Jedem Teilgetriebe ist eine Lamellenkupplung zugeordnet. Über die Lamellenkupplung K1 werden die Gänge 1, 3, 5 und der Rückwärtsgang geschaltet, über die Lamellenkupplung K 2 die Gänge 2, 4, 6. Teilgetriebe 2 Lamellenkupplung K2 Motordrehmoment Lamellenkupplung K1 Teilgetriebe 1

6 Ausgeführte Getriebe Elektrischer Schaltplan CAN-Datenbus Verknüpfung A Batterie E313 Wählhebel F4 Schalter für Rückfahrleuchten F319 Schalter für Wählhebel in P gesperrt G93 Geber für Getriebeöltemperatur G182 Geber für Getriebeeingangsdrehzahl G193 Geber 1 für Hydraulikdruck G194 Geber 2 für Hydraulikdruck G195 Geber 1 für Getriebeausgangsdrehzahl G196 Geber 2 für Getriebeausgangsdrehzahl G487 Wegsensor 1 für Gangsteller G488 Wegsensor 2 für Gangsteller G489 Wegsensor 3 für Gangsteller G490 Wegsensor 4 für Gangsteller G501 Geber für Drehzahl Antriebswelle 1 G502 Geber für Drehzahl Antriebswelle 2 G509 Geber für Öltemperatur bedingt durch Lamellenkupplung G510 Geber für Temperatur im Steuergerät J Motorsteuergerät J329 Relais für Spannungsversorgung Kl. 15 J519 Steuergerät für Bordnetz J527 Steuergerät für Lenksäulenelektronik J587 Steuergerät für Wählhebelsensorik J743 Mechatronik für Direkt-Schaltgetriebe N88 Magnetventil 1 N89 Magnetventil 2 N90 Magnetventil 3 N91 Magnetventil 4 N92 Magnetventil 5 N110 Magnet für Wählhebelsperre N215 Druckregelventil 1 für autom. Getriebe N216 Druckregelventil 2 für autom. Getriebe N217 Druckregelventil 3 für autom. Getriebe N218 Druckregelventil 4 für autom. Getriebe N233 Druckregelventil 5 für autom. Getriebe N371 Druckregelventil 6 für autom. Getriebe Die Darstellung zeigt die Einbindung der Mechatronik für das Direkt-Schaltgetriebe in die CAN-Datenbus-Struktur des Fahrzeugs. Diagnosestecker J104 J248 J285 J519 Steuergerät für AbS mit EDS Steuergerät für Dieseldirekteinspritzanlage Steuergerät mit Anzeigeeinheit im Schalttafeleinsatz Steuergerät für Bordnetz J527 J533 J587 J623 J743 Steuergerät für Lenksäulenelektronik Diagnose-Interface für Datenbus Steuergerät für Wählhebelsensorik Motorsteuergerät Mechatronik für Direkt-Schaltgetriebe

7 3.3 Ausgeführte Getriebe 41 Kraftverlauf Über die Kupplungen K1, K2 und K3, die Bremsen B1 und B2 werden die Gänge 1 bis 4 und der Rückwärtsgang geschaltet. Die Kupplung K4 schaltet den 5. Gang. Die Bremse B3 ist in allen Gängen bis auf den 5. Gang geschlossen. Auf den Freiläufen R1 und R2 stützt sich das Motordrehmoment beim Anfahren ab. Schaltschema Gang K1 K2 K3 K4 B1 B2 B3 R1 R2 1 x x sperrt sperrt 2 x x x sperrt 3 x x x sperrt 4 x x x 5 x x x R x x x Stufe D 1. Gang Rollenfreilauf sperrt K1 Stufe D 2. Gang B2 K1 Sonnenrad II Klemmkörperfreilauf sperrt Klemmkörperfreilauf sperrt Stufe D 3. Gang K3 B3 K1 Stufe D 4. Gang B2 K3 B3 Klemmkörperfreilauf sperrt Klemmkörperfreilauf sperrt Stufe D 5. Gang B3 Rückwärtsgang B3 B2 K3 K2 B1 K4 B3

8 3.3 Ausgeführte Getriebe 51 Kraftverlauf Kraftverlauf bei Vorwärts- und Rückwärtsfahrt Die Stahllamellen der Vorwärtskupplung sind mit dem Sonnenrad (und damit mit der Getriebeeingangswelle) und die Belaglamellen mit dem Planetenradträger verbunden. Die Belaglamellen der Rückwärtskupplung sind mit dem Hohlrad und die Stahllamellen mit dem Getriebegehäuse verbunden. Vorwärtsfahrt Wird die Vorwärtskupplung geschlossen, verbindet sie die Getriebeeingangswelle mit dem Planetenradträger. Der Planetenradsatz ist blockiert und dreht in Motordrehrichtung. Das Drehmoment wird 1:1 übertragen. Rückwärtsfahrt Wird die Rückwärtskupplung geschlossen, hält sie das Hohlrad fest und stützt damit das Drehmoment am Getriebegehäuse ab. Das Drehmoment wird auf den Planetenradträger übertragen, der sich entgegengesetzt zur Motordrehrichtung dreht. Hydraulische Steuerung Anpressung und Verstellung der Kegelscheiben Der Variator arbeitet mit einem Doppelkolbenprinzip mit getrennten Zylindern: Anpresszylinder zur Anpressung der Kegelscheiben Der Anpresszylinder hat eine größere Fläche und benötigt damit einen geringeren Öldruck zur Anpressung. Verstellzylinder für die Verstellung der Übersetzung Der Verstellzylinder hat eine kleinere Fläche und benötigt zur Verstellung eine relativ geringe Ölmenge. Durch die Federkraft der Schraubenfeder im Scheibensatz 2 wird im drucklosen Zustand der Variator in die Anfahrübersetzung (Underdrive) verstellt. Hydraulikplan siehe CD-ROM

9 4.1 Gelenkwellen, Achswellen Angetriebene Achswellen Angetriebene Achswellen besitzen Gleichlaufgelenke, auch homokinetische Gelenke genannt, die auch bei großem Beugungswinkel die Drehbewegung gleichförmig übertragen. Kugelgelenke Verschiebegelenk = Topfgelenk Festgelenk = Kugelgelenk Das Verschiebegelenk hat sechs Mitnehmerkugeln, die in Kugelbahnen des zylindrischen Gelenkstücks und der Kugelnabe geführt werden. Durch einen Kugelkäfig werden die Kugeln in einer Ebene festgehalten. Die Kugeln übertragen das Drehmoment. Die gleichförmige Bewegung aller Bauelemente wird durch die besondere Ausbildung der Kugelbahnen erzielt. Die Kugeln werden stets in der Gleichlaufebene gehalten. Auch der Längenausgleich erfolgt über die Kugeln. gleichförmige Bewegung, unabhängig vom Beugungswinkel und der jeweiligen Stellung des Gelenks Beugungswinkel ca. 18 geringer Verschleiß (rollende Reibung) Beim Kugel-Festgelenk laufen die sechs Mitnehmerkugeln in geschliffenen Kurvenbahnen der Kugelnabe und dem äußeren Gelenkstück, einer Kugelschale. Das Festgelenk gestattet einen großen Beugungswinkel, aber keine Längenverschiebung. Wie die Verschiebegelenke laufen auch die Festgelenke in einem geschlossenen Achskörper ständig in Schmierstoff und sind wartungsfrei. gleichförmige Drehbewegung aller Bauelemente großer Beugungswinkel normal bis 38, Sonderfall bis 45 keine Längsverschiebung Tripodegelenk Das Tripodegelenk besitzt drei kugelförmige Zapfen, auf denen jeweils eine Rolle angeordnet ist. Die Rollen werden in Laufbahnen geführt. Laufbahn Zapfen des Tripodesterns Rolle Gehäuse Gelenkwelle Gehäuse verschiebt sich, Gelenkwelle steht fest Schwingungen werden ausgeglichen, indem sich der Tripodestern mit den Rollen in den Laufbahnen verschiebt. Gehäuse bleibt fest, Gelenkwelle wird bewegt Beim Ausfedern verschieben sich die Laufrollen nur in einer Ebene.

10 Allradantriebe Die Haldex-Kupplung besteht aus folgenden Funktionseinheiten: Mechanik Hydraulik Elektronik Wesentliche Funktionsteile der Mechanik sind: Mehrscheiben-Lamellenkupplung Hubkolbenpumpe und Arbeitskolben Wesentliches Funktionsteil der Hydraulik ist das Regelventil, das über einen Stellmotor den Druck einstellt, mit dem die Lamellen zusammengepresst werden. Der Stellmotor wird vom Haldex-Steuergerät angesteuert. Das Haldex-Steuergerät bestimmt aus den Information des Motor- und ABS-Steuergeräts die Ausgangssignale an den Stellmotor des Regelventils. Lamellenkupplung Ausgang Hubscheibe Druckbegrenzungsventil Akkumulator Ölfilter Steuergerät Eingang Ringkolben Kupplungsmechanik Stellmotor Elektrische Ölpumpe Temperaturgeber Aufbau und Funktion Der mechanische Teil der Haldex-Kupplung besteht im Wesentlichen aus folgenden Funktionseinheiten: Mehrscheiben-Lamellenkupplung Die Außenlamellen sind mit der Eingangswelle, die Innenlamellen mit der Ausgangswelle verbunden. Hubkolbenpumpe und Arbeitskolben. Um die Welle der Kupplungseingangsseite sind Rollenlager mit einem ringförmigen Hubkolben und einem ringförmigen Arbeitskolben angeordnet. Arbeitskolben und Hubkolben sind durch einen Ölkanal verbunden. Die Hubkolbenpumpe wird von einer Hubscheibe mit drei Nocken auf und ab bewegt. Der Arbeitskolben wirkt über die Druckplatte auf das Lamellenpaket. Kupplungsgehäuse Das Gehäuse ist mit Öl gefüllt. Folgende Funktionselemente bilden eine Einheit: Eingangswelle: Außenlamellengehäuse, Außenlamellen, Rollenlager Ausgangswelle: Kegelrad Hinterachsgetriebe, Innenlamellen, Druckplatte, Hubscheibe Kupplungsgehäuse: Hubkolben, Arbeitskolben, Ölkanäle. Regelventil Außenlamelle Rollenlager für Arbeitskolben Arbeitskolben Innenlamelle Druckplatte Rollenlager für Hubkolben Ausgangswelle Hubkolben Ölkanal Trieblingskopf Eingangswelle Hubscheibe

11 Prüfen von Sensoren und Aktoren (Fünf-Gang-Automatikgetriebe MB EGS 3.0) 2 Prüfen automatisierter Getriebe und automatischer Getriebe 2.1 Eigendiagnose Bei automatisierten Getrieben und Automatik-Getrieben überwacht die Eigendiagnose die Signale der Sensoren, die Ansteuerung der Aktoren, das Steuergerät durch Selbstcheck. Erkennt das Steuergerät einen Fehler, werden Ersatzfunktionen bereitgestellt und der Fehler im Fehlerspeicher des Steuergeräts abgelegt. Zur Fehlersuche und zum Auslesen des Fehlers werden Diagnosetester verwendet. Sie enthalten u. a. sämtliche Hilfsmittel für die Fehlersuche in elektronischen Fahrzeugsystemen. Der Kfz-Mechatroniker kann dabei durch eine geführte Fehlersuche geleitet werden oder mithilfe der Messtechnik Prüfabläufe durchführen. Bei manchen Automatikgetrieben sind die Sensoren in das Steuergerät integriert, das wiederum ein Bestandteil des Getriebes ist. Die Signale der Sensoren können daher mit herkömmlichen Mitteln nicht mehr gemessen werden. Eine Überprüfung ist nur mit Diagnosetestern über Fehler auslesen und Auslesen der Messwertblöcke möglich. Bei Ausfall eines Sensors muss das Getriebesteuergerät ersetzt werden. 2.2 Prüfen von Sensoren und Aktoren (Fünf-Gang-Automatikgetriebe MB EGS 3.0) Y3/6y1 Regelmagnetventil, Modulierdruck Y3/6y2 Regelmagnetventil, Schaltdruck Y3/6y3 Magnetventil, 12 und 45 Schaltung Y3/6y4 Magnetventil, 34 Schaltung S16/10 Positionserkennungsschalter S16/6 Kickdown-Schalter Y66/1 Stellmagnet P/R-Sperre X11/4 Prüfkupplung für Diagnose K38 Anlasssperrrelais Y3/6y5 Magnetventil, 23 Schaltung Y3/6y6 Y3/6l1 Y3/6l2 Y3/6s1 Y3/6b1 PWM Magnetventil, Wandlerüberbrückung Drehzahlgeber n3 Drehzahlgeber n2 ASK Temperaturfühler