Fachkunde Kraftfahrzeugtechnik

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1 EUROPA-FACHBUCHREIHE für Kraftfahrzeugtechnik Fachkunde Kraftfahrzeugtechnik A 30. neubearbeitete Auflage als Ausgabe für Österreich Bearbeitet von Gewerbelehrern, Ingenieuren und Meistern Lektorat: R. Gscheidle, Studiendirektor, Winnenden Stuttgart Das Unterrichtsmittel Fachkunde Kraftfahrzeugtechnik wurde mit Bescheid vom 27. Dezember 200 des Bundesministeriums für Unterricht, Kunst und Kultur und das Unterrichtsmittel Fachkunde Kraftfahrzeugtechnik mit CD-ROM Kombi mit Bescheid vom 22. November 2006 des Bundesministeriums für Unterricht, Kunst und Kultur gemäß 4 Abs. 2 und 5 des Schulunterrichtsgesetzes, BGLB Nr. 472/86 und gemäß den derzeit geltenden Lehrplänen als für den Unterrichtsgebrauch an Berufsschulen für den modularen Lehrberuf Kraftfahrzeugtechnik in den Unterrichtsgegenständen des Fachunterrichts, sowie an gewerblichen, technischen und kunstgewerblichen Fachschulen Fachrichtung Maschinen- und Kraftfahrzeugtechnik in den Unterrichtsgegenständen Kraftfahrzeugbau und KFZ-Technik approbiert. BUCH-NR.: 025 BUCH-NR.: 3.4 (mit CD-ROM Kombi) Repräsentanz für Österreich FS FACHBUCH Verlag und Vertriebs Gesellschaft mbh, Wien

2 Autoren der Fachkunde Kraftfahrzeugtechnik: Fischer, Richard Studiendirektor Polling München Gscheidle, Rolf Studiendirektor Winnenden Stuttgart Gscheidle, Tobias Dipl.-Gwl., Studienrat Stuttgart Sindelfingen Heider, Uwe Kfz-Elektriker-Meister, Trainer Audi AG Neckarsulm Oedheim Hohmann, Berthold Studiendirektor Eversberg Meschede van Huet, Achim Dipl.-Ingenieur, Oberstudienrat Oberhausen Essen Keil, Wolfgang Oberstudiendirektor München Lohuis, Rainer Dipl.-Ingenieur, Oberstudienrat Hückelhoven Mann, Jochen Dipl.-Gwl., Studiendirektor Schorndorf Stuttgart Schlögl, Bernd Dipl.-Gwl., Studiendirektor Rastatt Gaggenau Wimmer, Alois Oberstudienrat Stuttgart Wormer, Günter Dipl.-Ingenieur Karlsruhe Leitung des Arbeitskreises und Lektorat: Rolf Gscheidle, Studiendirektor, Winnenden Stuttgart Bearbeiter der Ausgabe für Österreich: Leherbauer, Johann BEd, Berufsschullehrer Oberösterreich Ofner, Adolf BEd, Dipl. Päd. Ing. Berufsschullehrer Steiermark Bildbearbeitung: Zeichenbüro des Verlags Europa-Lehrmittel, Ostfildern Alle Angaben in diesem Buch erfolgten nach dem Stand der Technik. Alle Prüf-, Mess- oder Instandsetzungsarbeiten an einem konkreten Fahrzeug müssen nach Herstellervorschriften erfolgen. Der Nachvollzug der beschriebenen Arbeiten erfolgt auf eigene Gefahr. Haftungsansprüche gegen die Autoren oder den Verlag sind ausgeschlossen. 30. Auflage 204 Druck Alle Drucke derselben Auflage sind parallel einsetzbar, da sie bis auf die Behebung von Druckfehlern untereinander unverändert sind. Alle Rechte vorbehalten. Das Werk ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung außerhalb der gesetzlich geregelten Fälle muss vom Verlag schriftlich genehmigt werden. Umschlaggestaltung und Titelbild: Braunwerbeagentur, Stefanie Braun, Radevormwald, unter Verwendung von Fotos und Bildern der Firmen Audi AG, Ingolstadt, Volkswagen AG, Wolfsburg, Magna-Steyr, Graz, KTM, Mattighofen, Austria (Foto: H. Mitterbauer), Mercedes Benz AG, Stuttgart 204 by Verlag Europa-Lehrmittel, Nourney, Vollmer GmbH & Co. KG, 4278 Haan-Gruiten Satz: Satz+Layout Werkstatt Kluth GmbH, Erftstadt Druck: M. P. Media-Print Informationstechnologie GmbH, 3300 Paderborn

3 3 Vorwort zur 30. Auflage Die Fachkunde Kraftfahrzeugtechnik soll den Lehrlingen des Kraftfahrzeugwesens eine Hilfe beim Verstehen von technischen Vorgängen und Systemzusammenhängen sein. Mit diesem Buch kann das nötige theoretische Fachwissen für die praktischen handwerklichen Fertigkeiten erlernt werden. Die neuesten Normen wurden, soweit erforderlich, eingearbeitet. Verbindlich sind jedoch die gesetzlichen Vorgaben und die in Österreich geltenden Normen. Dem Facharbeiter, Meister und Techniker des Kraftfahrzeughandwerk, sowie dem Studierenden der Fahrzeugtechnik soll das Buch als Nachschlagewerk, zur Informationsbeschaffung und zur Ergänzung der fachlichen Kenntnisse dienen. Allen an der Kraftfahrzeugtechnik Interessierten soll das Werk eine Erweiterung des Fachwissens durch Selbststudium ermöglichen. Die 30. Auflage wurde aktualisiert und durch neue kraftfahrzeugtechnische Entwicklungen ergänzt, wie z.b. Fahrzeugpflege, Arbeitsschutz, neue Karosseriebleche, Kraftstoffe, Schmierstoffe, Umweltschutz, Kolben, Aufladung, Flüssiggasantriebe, Elektrofahrzeuge, Gemischbildung Diesel, Schadstoffminderung, Direktschaltgetriebe, Alternative Antriebskonzepte, Ausgleichssperren, Achsvermessung, Fahrdynamik, Lenksysteme, Radaufhängung, Federung, elektrische Schaltpläne, Systeme Komforttechnik. Dieses Standardwerk der Kraftfahrzeugtechnik ist in 22 Kapitel unterteilt. In dieser Ausgabe für Österreich ist der Lehrstoff entsprechend der modularen Ausbildung in Grundmodul-, Hauptmodul- sowie Spezialmodul-Inhalte schwerpunktmäßig in Kapiteln zusammengefasst. Technische Zusammenhänge wurden jedoch, wo es das bessere Verständnis erforderte und um Stoffverdoppelungen zu vermeiden, nicht vollständig dieser modularen Gliederung unterworfen und daher fundamentale Grundlagen auch nur generell behandelt. Aus der Fülle des Stoffes wurden Sachgebiete im Umfang und Inhalt so ausgewählt, dass sie den Anforderungen des neuen Lehrplanes mit kompetenzorientiertem Unterricht entsprechen. Die Seiten 4 und 5 geben Hinweise, wie die Fachbuchreihe, insbesondere das Fachkundebuch, im kompetenzorientierten Unterricht eingesetzt werden kann. Die Autoren haben Wert auf eine klare und verständliche Darstellung gelegt, die sich durch zahlreiche mehrfarbige Bilder, Skizzen, Systembilder und Tabellen auszeichnet. Dadurch wird das Erfassen und Durchdringen des komplexen Stoffes der gesamten Kraftfahrzeugtechnik erleichtert. Modulare Ausbildungskombinationen zum Lehrberuf Kraftfahrzeugtechnik Grundmodul 2 Jahre plus Hauptmodul,5 Jahre Lehrzeit 3,5 Jahre Grundmodul 2 Jahre plus Hauptmodul,5 Jahre plus ein weiteres Hauptmodul 0,5 Jahre Lehrzeit 4 Jahre Grundmodul 2 Jahre plus Hauptmodul,5 Jahre plus Spezialmodul 0,5 Jahre Lehrzeit 4 Jahre Hauptmodule: Personenkraftwagen-, Nutzfahrzeug-, Motorradtechnik Spezialmodule: Systemelektroniker, Hochvolt-Antriebe Die Fachkunde Kraftfahrzeugtechnik bildet mit den weiteren Büchern der Fachbuchreihe des Verlages eine Einheit. Die nachfolgend benannten Bücher, Folien und Animationen auf CD sind so miteinander abgestimmt, dass mit ihnen praxisorientierte Lernsituationen bearbeitet und gelöst werden können. Tabellenbuch Kraftfahrzeugtechnik Formeln Kraftfahrzeugtechnik Arbeitsblätter Kraftfahrzeugtechnik zu den Lern- Prüfungsbuch Kraftfahrzeugtechnik feldern 4, 5 8, 9 4 Prüfungsvorbereitung Kraftfahrzeugtechnik Teil Prüfungstrainer Kraftfahrzeugtechnik und Teil 2 Betriebsführung und Management im Kfz-Handwerk Bilder und Animationen Kraftfahrzeugtechnik EFA Technische Kommunikation, Arbeitsplanung, Kraftfahrzeugtechnik Das in enger Zusammenarbeit mit Handwerk, Gewerbe und Industrie entstandene Werk wurde von einem Team pädagogisch erfahrener Berufschullehrer, Ingenieuren und Meistern erstellt. Die Autoren und der Verlag sind für Anregungen und kritische Hinweise dankbar. Alle Bilder, die auf der CD Kraftfahrzeugtechnik, EFA4-Bilder und Animationen animiert sind, werden im Buch an den jeweiligen Bildern mit dem EFA -Zeichen gekennzeichnet. Diese CD mit Animationen und die angeführten Werke sind unter zu beziehen. Wir danken allen Firmen und Organisationen für ihre freundliche Unterstützung mit Bildern und technischen Unterlagen. Die Autoren des Arbeitskreises Kraftfahrzeugtechnik Sommer 204

4 4 Hinweise zur Verwendung der Fachkunde Kraftfahrzeugtechnik bei der Ausbildung zur Kraftfahrzeugtechnikerin bzw. zum Kraftfahrzeugtechniker. Die Verfasser haben die Inhalte des Fachkundebuches unter sachlogischen Gesichtspunkten strukturiert. Dabei wurden alle Inhalte des aktuellen Rahmenlehrplanes und der Ausbildungsordnung entsprechend dem Berufsbild für Kraftfahrzeugtechnik abgedeckt. Vom Autorenkreis wurde eine Sammlung von Aufgaben- und Problemstellungen in Form von Lernfeldern in drei Arbeitsbüchern zusammengefasst. Mit diesen drei Arbeitsbüchern können im Sinne des kompetenzorientierten Unterrichtes Lernsituationen gezielt erkannt und bearbeitet werden. Die im Fachkundebuch gewählte Struktur ermöglicht Lernenden ein selbstständiges Erarbeiten der in den Lernfeldern geforderten unterschiedlichen fachlichen Inhalte. Nachfolgende Übersicht zeigt die schwerpunktmäßige Zuordnung der einzelnen Kapitel des Fachkundebuches zu den Aufgaben- und Problemstellungen (Lernfeldern). Lernfelder Kapitel im Fachkundebuch Fahrzeuge und Systeme nach Vorgaben warten und inspizieren 2 Einfache Baugruppen und Systeme prüfen, demontieren, austauschen und montieren 3 Funktionsstörungen identifizieren und beseitigen 4 Umrüstarbeiten nach Kundenwünschen durchführen 5 Inspektionen und Zusatzarbeiten durchführen 6 Funktionsstörungen an Bordnetz-, Ladestrom- und Startsystem diagnostizieren und beheben 7 Verschleißbehaftete Baugruppen und Systeme instand setzen 8 Mechatronische Systeme des Antriebsmanagements diagnostizieren 9 Serviceaufgaben an Komfort- und Sicherheitssystemen durchführen 0 Schäden an Fahrwerks- und Bremssystemen instand setzen Schwerpunkt Personenkraftwagen Vernetzte Antriebs-, Komfort- und Sicherheitssysteme diagnostizieren und instand setzen 2 Fahrzeuge für Sicherheitsprüfungen und Abnahmen vorbereiten 3 Antriebskomponenten reparieren 4 Systeme und Komponenten aus-, um- und nachrüsten Schwerpunkt Nutzfahrzeugtechnik Schwerpunkt System- u. Hochvolttechnik Schwerpunkt Motorradtechnik Schwerpunkt Karosserietechnik

5 5 Methodische Vorgehensweisen bei der Planung und Durchführung von Unterrichtseinheiten nach Modulen mit der Fachbuchreihe des Verlags Europa-Lehrmittel Lernsituation erstellen und bearbeiten Situation: Bei einem Kundenfahrzeug, einem Golf V, Bj. 04/2007, geht die Generatorkontrolllampe während der Fahrt nicht mehr aus.. Geben Sie mögliche Folgen an. Der Generator liefert nicht genügend elektrische Energie. Die Starterbatterie entlädt sich. 2. Welche Fehler können vorliegen? Z.B. Keilriemen gerissen, Kabelverbindungen unterbrochen, fehlerhafte Steck oder Masseverbindungen Generator defekt Informationen beschaffen und auswerten Titelbild fehlt noch! 44 Elektrische Anlage Drehstromgenerator Aufgaben und Kenndaten Erlerntes dokumentieren Aufgaben Versorgung der elektrischen Verbraucher Laden der Starterbatterie Kenn- Bauweise (z.b. T für Ständeraußendurchmesser; für Klauenpolläufer) daten Drehrichtung (z.b. für rechts und links) Generatornennspannung (z.b. 4 V) Strom bei Leerlaufdrehzahl (z.b. 70 A) Strom bei Nenndrehzahl (z.b. 40 A) Made in Germay Generatortypenschild 32. Welche elektrische Leistung gibt der Generator bei Leerlauf und bei Nenndrehzahl ab? EUROPA T 4V 70/40A D89 Geg.: U = 4 V; Ü nl = 50 A; Ü nn = 90 A Ges.: P nl ; P nn P nl = U Ü = 4 V 50 A = 700 W P nn = U Ü = 4 V 90 A = 260 W 33. Berechnen Sie die mechanische Antriebsleistung bei Nenndrehzahl für einen Generatorwirkungsgrad von 65%. Geg.: P nn = P El = 260 W; h = 0,65 P Mech = PEl = 260 W h 0,65 = 938,5 W Ges.: P Mech Problem in der Praxis lösen Spez 20V Spez 20V Welche Fehler kann man mit dem Oszilloskop noch feststellen? Kurzschluss einer Diode und Phasenfehler von Ständerwicklung und Läuferwicklung. 45. Welche Reparaturmaßnahme ist vorzunehmen? A b d G t dw h l d Ergebnisse sichern

6 6 Firmenverzeichnis Die nachfolgend aufgeführten Firmen haben die Autoren durch fachliche Beratung, durch Informations- und Bildmaterial unterstützt. Es wird ihnen hierfür herzlich gedankt. Alfa-Romeo-Automobile Mailand/Italien ALLIGATOR Ventilfabrik GmbH Giengen/Brenz Aprilia Motorrad-Vertrieb Düsseldorf Aral AG, Bochum Audatex Deutschland, Minden Audi AG, Ingolstadt Neckarsulm Autokabel, Hausen Autoliv, Oberschleißheim G. Auwärter GmbH & Co (Neoplan) Stuttgart BBS Kraftfahrzeugtechnik AG, Schiltach BEHR GmbH & Co, Stuttgart Beissbarth GmbH Automobil Servicegeräte München BERU, Ludwigsburg Aug. Bilstein GmbH & Co KG Ennepetal Boge GmbH, Eitdorf/Sieg Robert Bosch GmbH, Stuttgart Bostik GmbH, Oberursel/Taunus BLACK HAWK, Kehl BMW Bayerische Motoren-Werke AG München/Berlin CAR-OLINER, Kungsör, Schweden CAR BENCH INTERNATIONAL.S.P.A. Massa/Italien Continental Teves AG & Co, OHG, Frankfurt Celette GmbH, Kehl Citroen Deutschland AG, Köln Dataliner Richtsysteme, Ahlerstedt Deutsche BP AG, Hamburg DUNLOP GmbH & Co KG, Hanau/Main ESSO AG, Hamburg FAG Kugelfischer Georg Schäfer KG aa Ebern J. Eberspächer, Esslingen EMM Motoren Service, Lindau Ford-Werke AG, Köln Carl Freudenberg Weinheim/Bergstraße GKN Löbro, Offenbach/Main Getrag Getriebe- und Zahnradfarbrik Ludwigsburg Girling-Bremsen GmbH, Koblenz Glasurit GmbH, Münster/Westfalen Globaljig, Deutschland GmbH Cloppenburg Glyco-Metall-Werke B.V. & Co KG Wiesbaden/Schierstein Goetze AG, Burscheid Grau-Bremse, Heidelberg Gutmann Messtechnik GmbH, Ihringen Hazet-Werk, Hermann Zerver, Remscheid HAMEG GmbH, Frankfurt/Main Hella KG, Hueck & Co, Lippstadt Hengst Filterwerke, Nienkamp Fritz Hintermayr, Bing-Vergaser-Fabrik Nürnberg HITACHI Sales Europa GmbH Düsseldorf HONDA DEUTSCHLAND GMBH Offenbach/Main Hunger Maschinenfabrik GmbH München und Kaufering IBM Deutschland, Böblingen IVECO-Magirus AG, Neu-Ulm ITT Automotive (ATE, VDO, MOTO-METER, SWF, KONI, Kienzle) Frankfurt/Main IXION Maschinenfabrik Otto Häfner GmbH & Co Hamburg-Wandsbeck Jurid-Werke, Essen Alfred Kärcher GmbH & Co. KG Winnenden Kawasaki-Motoren GmbH, Friedrichsdorf Knecht Filterwerke GmbH, Stuttgart Knorr-Bremse GmbH, München Kolbenschmidt AG, Neckarsulm KS Gleitlager GmbH, St. Leon-Rot KTM Sportmotorcycles AG Mattighofen/Österreich Kühnle, Kopp und Kausch AG Frankenthal/Pfalz Lemmerz-Werke, Königswinter LuK GmbH, Bühl/Baden MAHLE GmbH, Stuttgart Mannesmann Sachs AG, Schweinfurt Mann und Hummel, Filterwerke Ludwigsburg MAN Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG München Mazda Motors Deutschland GmbH Leverkusen MCC Mikro Compact Car GmbH Böblingen Messer-Griesheim GmbH Frankfurt/Main Mercedes Benz, Stuttgart Metzeler Reifen GmbH München Michelin Reifenwerke KGaA Karlsruhe Microsoft GmbH, Unterschleißheim Mitsubishi Electric Europe B.V. Ratingen Mitsubishi MMC, Trebur MOBIL OIL AG, Hamburg NGK/NTK Europe GmbH, Ratingen Adam Opel AG, Rüsselsheim OSRAM AG, München OMV AG, Wien Oxigin-, Carmanin-LM-Räder, Unterensingen Peugeot Deutschland GmbH Saarbrücken Pierburg GmbH, Neuss Pirelli AG, Höchst im Odenwald Dr. Ing. h.c. F. Porsche AG Stuttgart-Zuffenhausen Renault Nissan Deutschland AG Brühl Samsung Electronics GmbH, Köln SATA Farbspritztechnik GmbH & Co Kornwestheim SCANIA Deutschland GmbH Koblenz SEKURIT SAINT-GOBAIN Deutschland GmbH, Aachen Schäffler Automotive, Langen Siemens AG, München SKF Kugellagerfabriken GmbH Schweinfurt Snap-on/SNA Germany, Hohenstein-Ernstthal SOLO Kleinmotoren GmbH Sindelfingen SONAX GmbH, Neuburg Stahlwille E. Wille Wuppertal Steyr-Daimler-Puch AG Graz/Österreich Subaru Deutschland GmbH Friedberg SUN Elektrik Deutschland Mettmann Suzuki GmbH Oberschleißheim/Heppenheim Technolit GmbH, Großlüder Telma Retarder Deutschland GmbH Ludwigsburg Temic Elektronik, Nürnberg TOYOTA Deutschland GmbH, Köln UNIWHEELS GmbH, Bad Dürkheim VARTA Autobatterien GmbH Hannover Vereinigte Motor-Verlage GmbH & Co KG Stuttgart ViewSonic Central Europe, Willich Voith GmbH & Co KG, Heidenheim Volkswagen AG, Wolfsburg Volvo Deutschland GmbH, Brühl Wabco Westinghouse GmbH Hannover Webasto GmbH, Stockdorf Yamaha Motor Deutschland GmbH Neuss ZF Getriebe GmbH, Saarbrücken ZF Sachs AG, Schweinfurt ZF Zahnradfabrik Friedrichshafen AG Friedrichshafen/Schwäbisch Gmünd

7 7 Inhaltsverzeichnis Hinweise zur Verwendung des Buches 4, 5 Firmenverzeichnis Kraftfahrzeug. Entwicklung des Kraftfahrzeugs Einteilung der Kraftfahrzeuge Aufbau eines Kraftfahrzeugs Technisches System Kraftfahrzeug Technische Systeme System Kraftfahrzeug Teilsysteme im Kraftfahrzeug Einteilung technischer Systeme und Teilsysteme nach der Verarbeitung Bedienung von technischen Systemen Wartung und Instandhaltung Überprüfung und Begutachtung Filter, Aufbau und Wartung Luftfilter Kraftstofffilter Ölfilter Hydraulikfilter Innenraumfilter Wartung Fahrzeugpflege Betriebsstoffe, Hilfsstoffe Kraftstoffe Ottokraftstoffe Dieselkraftstoffe Kraftstoffe aus Pflanzen Gasförmige Kraftstoffe Schmieröle und Schmierstoffe Gefrierschutzmittel Kältemittel Bremsflüssigkeit Umweltschutz, Arbeitsschutz im Betrieb Umweltschutz im Kfz-Betrieb Umweltbelastung Entsorgung Altautoentsorgung Recycling Arbeitnehmerschutz und Unfallverhütung Sicherheitszeichen Unfallursachen Sicherheitsmaßnahmen Sicherer Umgang mit gefährlichen Arbeitsstoffen Betriebsorganisation, Kommunikation Grundlagen der Betriebsorganisation Organisation eines Autohauses Aspekte der Betriebsorganisation Rechtliche Grundlagen Vertragsarten Sachmängelhaftung, Garantie und Kulanz Kommunikation Grundlagen der Kommunikation Beratungsgespräch Reklamationsgespräch Personalführung Verhalten des Mitarbeiters Teamarbeit Auftragsabwicklung Datenverarbeitung im Autohaus Qualitätsmanagement im Kfz-Betrieb Grundlagen der Informationstechnik Hardware und Software EVA-Prinzip Rechnerinterne Darstellung von Daten Zahlensysteme Aufbau eines Computersystems Datenkommunikation Datenübertragung Datenfernübertragung Datensicherung und Datenschutz Steuerungs- und Regelungstechnik Grundlagen Steuern Regeln Aufbau und Funktionseinheiten von Steuereinrichtungen Signalglieder, Signalarten, Signalumformung Steuerglieder Stellglieder und Antriebsglieder Steuerungsarten Mechanische Steuerungen Pneumatische und hydraulische Steuerungen Elektrische Steuerungen Verknüpfungssteuerungen Ablaufsteuerungen Prüftechnik Grundbegriffe der Längenprüftechnik Messgeräte Lehren Toleranzen und Passungen Anreißen Fertigungstechnik 7. Einteilung der Fertigungsverfahren Urformen Umformen Biegeumformen Zugdruckumformen Druckumformen Richten

8 8 Inhaltsverzeichnis Blechbearbeitungsverfahren Trennen durch Spanen Grundlagen der spanenden Formung Spanende Formung von Hand Grundlagen der spanenden Formung mit Werkzeugmaschinen Trennen durch Zerteilen Scherschneiden Keilschneiden Fügen Einteilung der Fügeverbindungen Gewinde Schraubverbindungen Stiftverbindungen Nietverbindungen Durchsetzfügen (Clinchen) Welle-Nabe-Verbindungen Pressverbindungen Schnappverbindungen Löten Schweißen Kleben Beschichten Werkstofftechnik Werkstoffeigenschaften Einteilung der Werkstoffe Aufbau der metallischen Werkstoffe Eisenwerkstoffe Stahl Eisengusswerkstoffe Einfluss der Zusatzstoffe auf die Eisenwerkstoffe Bezeichnung der Eisenwerkstoffe Einteilung und Verwendung der Stähle Handelsformen der Stähle Wärmebehandlung von Eisenwerkstoffen Nichteisenmetalle Kunststoffe Verbundwerkstoffe Reibung, Schmierung, Lager, Dichtungen 9 9. Reibung Schmierung Lager Dichtungen Aufbau und Wirkungsweise des Viertaktmotors Ottomotor Dieselmotor Merkmale 4-Takt-Motoren Arbeitsdiagramm Steuerdiagramm Zylindernummerierung, Zündfolgen Motorkennlinien Hubverhältnis, Hubraumleistung, Leistungsgewicht Motormechanik 20. Kurbelgehäuse, Zylinder, Zylinderkopf 20.. Zylinderkurbelgehäuse Zylinderkopf Zylinderkopfdichtung Motoraufhängung Zylinderkopfschrauben Kurbeltrieb Zweimassenschwungrad Motorschmiersysteme Motorkühlsysteme Kühlungsarten Luftkühlung Flüssigkeitskühlung Bauteile der Pumpenumlaufkühlung Kennfeldgesteuerte Kühlsysteme Bauteile der Kennfeldkühlung Motorsteuerung Füllungsoptimierung Gemischbildung Kraftstoffversorgungsanlagen bei Ottomotoren Gemischbildung bei Ottomotoren Vergaser Benzineinspritzung Grundlagen der Benzineinspritzung Aufbau und Funktion der elektronischen Benzineinspritzung Betriebsdatenerfassung Zentraleinspritzung LH-Motronic ME-Motronic Benzin-Direkteinspritzung Gemischbildung bei Dieselmotoren Gemischverteilung/Lambdawerte beim Dieselmotor Verbrennungsablauf beim Dieselmotor Vor-, Haupt- und Nacheinspritzung Verbrennungsablauf Einlasskanalsteuerung Dieseleinspritzverfahren Starthilfsanlagen Glühstiftkerzen Einspritzanlagen für Pkw-Dieselmotoren Elektronische Dieselregelung EDC Common-Rail-Systeme Common-Rail-Systeme mit Piezo- Injektoren Pumpe-Düse-System Elektronisch geregelte Axialkolben- Verteilereinspritzpumpe (VE-EDC) Radialkolben-Verteilereinspritzpumpe Einspritzdüsen

9 Inhaltsverzeichnis 9 3 Schadstoffminderung Abgasanlage Schadstoffminderung beim Ottomotor Abgaszusammensetzung Verfahren zur Schadstoffminderung Diagnose und Wartung (AU) Europäische On Board Diagnose Schadstoffminderung beim Dieselmotor Otto-Zweitaktmotor, Kreiskolbenmotor Zweitaktmotor Wankelmotor, Kreiskolbenmotor Alternative Antriebskonzepte Alternative Energieträger Erdgasantriebe Flüssiggasantriebe Hybridantriebe Elektrofahrzeuge Antriebe mit Brennstoffzellen Verbrennungsmotoren mit Wasserstoffbetrieb Verbrennungsmotoren mit Pflanzenölbetrieb Antriebsstrang Antriebsarten Kupplung Reibungskupplung Zweischeibenkupplung Lamellenkupplung Automatische Kupplungssysteme mit Einscheibenreibungskupplung AKS Automat. Kupplungssysteme mit Doppelkupplungen Wechselgetriebe Handgeschaltete Wechselgetriebe Automatische Getriebe Automatisierte Schaltgetriebe Gestufte Automatik-Getriebe mit hydrodynamischem Wandler Elektro-hyd. Getriebesteuerung Adaptive Getriebesteuerung Stufenlose Automatik-Getriebe mit Schubgliederband oder Laschenkette Gelenkwellen, Antriebswellen, Gelenke Achsgetriebe Ausgleichsgetriebe Ausgleichssperren Allradantrieb Fahrzeugaufbau Fahrzeugaufbau/Karosserie Getrennte Bauweise Mittragende Bauweise Selbsttragende Bauweise Werkstoffe im Karosseriebau Sicherheit im Fahrzeugbau Schadensbeurteilung und Vermessen Unfallschadensreparatur an selbst - tragenden Aufbauten Korrosionsschutz an Kraftfahrzeugen Fahrzeuglackierung Fahrwerk Fahrdynamik Grundlagen der Lenkung Lenkgetriebe Hilfskraftlenksysteme Zahnstangen-Hydrolenkung Elektrohydraulische Servolenkung Elektrische Servolenkung Überlagerungslenkungen Radstellungen Fahrwerksvermessung Radaufhängungen Federung Aufgabe der Federung Wirkungsweise der Federung Federarten Schwingungsdämpfer Active Body Control (ABC) Räder und Reifen Rad-Reifensystem Räder Radbefestigungen Ventile Reifen Kräfte am Reifen Reifendruckkontrollsysteme Bremsen Bremsvorgang Hydraulische Bremse Bremskreisaufteilung Hauptzylinder Trommelbremse Scheibenbremse Bremsbeläge Feststellbremssysteme Diagnose und Wartung an der hydrau lischen Bremsanlage Hilfskraftbremse Bremskraftverteilung Mechanisch betätigte Bremse Grundlagen elektronischer Fahrwerk- Regelsysteme Anti-Blockier-System (ABS) Antriebsschlupf-Regelung (ASR) Fahrdynamik-Regelung (ESP, FDR) Sensotronic Brake Control (SBC) Zusatzfunktionen Bremse Bremsassistent (BAS) Notbremsassistent, Active Brake Assist 555

10 0 Inhaltsverzeichnis 9 Elektrotechnik Grundlagen der Elektrotechnik Elektrische Spannung Elektrischer Strom Elektrischer Widerstand Ohmsches Gesetz Leistung, Arbeit, Wirkungsgrad Schaltung von Widerständen Messungen im el. Stromkreis Wirkungen des elektrischen Stromes Schutz vor den Gefahren des elektrischen Stromes Spannungserzeugung Wechselspannung und Wechselstrom Dreiphasenwechselspannung und Drehstrom Magnetismus Selbstinduktion Kondensator Elektrochemie Elektronische Bauelemente Anwendungen der Elektrotechnik Schaltpläne Zusatzangaben und Kennzeichnungen in Stromlaufplänen Verwendung von Stromlaufplänen Gesamtstromlaufplan Grundausstattung eines Kraftfahrzeugs Signalgeber Relais Beleuchtung im Kfz Leuchtmittel Spannungsversorgung Drehstromgenerator Bordnetzmanagement Elektrische Motoren Zündanlagen Sensoren Hochfrequenztechnik Elektromagnetische Verträglichkeit Datenübertragung im Kraftfahrzeug Messen, Testen, Diagnose Komforttechnik Belüftung, Heizung, Klimatisierung Diebstahlschutzsysteme Wegfahrsperre Zentralverriegelung Passiver Zugang Diebstahlwarnanlage (DWA) Komfortsysteme Verdeckbetätigung Komfortsitze Elektron. Scheibenwischerregelung Elektrisch verstellbare Außenspiegel Fahrerassistenzsysteme Geschwindigkeitsregelanlage Adaptive Fahrgeschwindigkeitsregelung (Adaptive Cruise Control, ACC) Einparkhilfe Parkassistent Kamerabasierte Einparkhilfen Spurwechselassistent Spurhalteassistent Infotainmentsysteme Betriebs- und Fahrdatenanzeige Navigationssysteme Handy-Halterung mit gekoppelter Freisprecheinrichtung Motorradtechnik Kraftradarten Kraftradmotoren Auspuffanlage Gemischbildung Motorkühlung Motorschmierung Kupplung Antriebsstrang Elektrische Anlage Fahrdynamik Motorradrahmen Radführung, Federung, Dämpfung Bremsen Räder, Reifen Nutzfahrzeugtechnik Einteilung Abmessungen von Nfz Zulässige Massen von Nfz Beladungsvorschriften Nfz-Motoren Einspritzanlagen für Nfz-Dieselmotoren Common-Rail-System für Nfz Pumpe-Leitung-Düse-Einheit Starthilfsanlagen Schadstoffminderung bei Diesel- Nfz-Motoren Antriebsstrang Fahrwerk Federung Räder und Bereifung Druckluftbremsanlage Startanlagen für Nutzfahrzeuge Abkürzungen und Englische Begriffe Sachwortverzeichnis 773

11 Kraftfahrzeug. Entwicklung des Kraftfahrzeugs 860 Der Franzose Lenoir baut den ersten lauffähigen, mit Leuchtgas betriebenen Verbrennungsmotor. Wirkungsgrad etwa 3 %. 867 Otto und Langen zeigen auf der Pariser Weltausstellung einen verbesserten Verbrennungsmotor. Wirkungsgrad etwa 9 %. Macus Wagen, 870 Zweitakt- Benzin- Verpuffungsmotor mit Vergaser (keine Vorkompression) elektromagnetische Hochspannungszündung Antrieb durch Schwungräder des Motors Bild 3: Marcus-Wagen 897 MAN baut betriebsfähigen Dieselmotor. Daimler Motorrad, 885 Zylinder, Bohrung 58 mm Hub 00 mm, 0,26 ä 0,37 kw bei 600 min, 2 km/h Benz Patent-Motorwagen, 885 Zylinder, Bohrung 9,4 mm Hub 50 mm, 0,99 ä 0,66 kw bei 400 min, 5 km/h Bild : Daimler Motorrad und Benz Motorwagen 870 Der Österreicher Marcus baut einen einfachen Kraftwagen mit Zweitaktmotor (Bild 3). 873 Christian Reitmann, geb. Österreicher, entwickelte erstmals einen Viertakt-Gasmotor. 876 Otto baut den ersten Gasmotor mit Verdichtung in Viertakt-Arbeitsweise. Fast gleichzeitig baut der Engländer Clerk den ersten Zweitaktmotor mit Gasbetrieb. 883 Daimler und Maybach entwickeln den ersten schnelllaufenden Viertakt-Benzinmotor. 885 Motorgetriebenes Zweirad von Daimler. Erster 3-Radkraftwagen von Benz (Bild ). 886 Erste Vierradkutsche mit Benzinmotor von Daimler (Bild 2). 887 Bosch erfindet die Abreißzündung. 889 Dunlop stellt pneumatische Reifen her. 893 Maybach erfindet den Spritzdüsenvergaser und Diesel lässt sein Arbeitsverfahren für Schwerölmotoren patentieren. 897 Elektromobil von Lohner-Porsche (Bild 2). 899 Fiatwerke in Turin gegründet. 93 Ford führt Fließbandfertigung ein. 96 Bayerische Motorenwerke gegründet. 922 Erste Lastkraftwagen von Steyr Nutzfahrzeuge AG mit Benzinmotor (Bild 4). 936 Daimler-Benz baut serienmäßig Pkw mit Dieselmotoren. 938 Gründung des VW-Werkes in Wolfsburg. 949 Erster Niederquerschnittsreifen und erster Stahlgürtelreifen von Michelin. 950 Rover baut Gasturbine für Kraftfahrzeug. 954 NSU-Wankel baut den Kreiskolbenmotor. Steyr-Lastwagen Typ III, 922, 6 Zyl.-Benzinmotor, 3,3 ä, 25 kw, 45 km/h Bild 4: Steyr-LKW und VW-Käfer VW-Käfer, cm 3, 7,3 kw bei 3000 min, 00 km/h Daimler Motorwagen, 886 Zylinder, Bohrung 70 mm Hub 20 mm, 0,46 ä 0,8 kw bei 600 min, 8 km/h Elektromobil, 897 System Lohner-Porsche Transmissionsloser Antrieb mit Radnaben-Elektromotor 966 Elektronisch gesteuerte Benzineinspritzung (D-Jetronic) von Bosch. 970 Sicherheitsgurte für Fahrer und Beifahrer. 978 Anti-Blockiersystem (ABS) für Pkw. 984 Einführung von Airbag und Gurtstraffer. 985 Einführung von geregelten Katalysatoren. Bild 2: Daimler Motorwagen und. Elektromobil 997 Elektronische Fahrwerk-Regelsysteme.

12 2 Kraftfahrzeug.2 Einteilung der Kraftfahrzeuge Straßenfahrzeuge sind alle Fahrzeuge, die zum Betrieb auf der Straße vorgesehen sind und nicht an Gleise gebunden sind (Bild ). Sie werden in zwei Gruppen eingeteilt, die Kraftfahrzeuge und die Anhängefahrzeuge. Kraftfahrzeuge besitzen immer einen maschinellen Antrieb. Kraftfahrzeuge Kraftwagen Fahrzeugkombination Personenkraftwagen Nutzkraftwagen Krafträder Kraftomnibus Lastkraftwagen Zugmaschine Straßenfahrzeuge Anhängefahrzeuge Sattelanhänger Gelenk- Deichselanhänger Zentralachsanhänger Kfz-Klassen-Einteilung: Personenbeförderung: M Güterbeförderung : N Krafträder : L Anhänger : O Bild : Straßenfahrzeuge: Übersicht, Klasseneinteilung Zweispurige Kraftfahrzeuge Kraftwagen gelten als zwei- oder mehrspurige Kraftfahrzeuge. Dazu zählen: Personenkraftwagen (Pkw). Sie sind hauptsächlich zum Transport von Personen, deren Gepäck oder von Gütern bestimmt. Sie können auch Anhänger ziehen. Die Zahl der Sitzplätze ist einschließlich Fahrer auf 9 beschränkt. Nutzkraftwagen (Nkw). Sie sind zum Transport von Personen, Gütern und zum Ziehen von Anhängefahrzeugen bestimmt. Personenkraftwagen sind keine Nutzkraftwagen. Einspurige Kraftfahrzeuge Krafträder sind einspurige Kraftfahrzeuge mit 2 Rädern. Sie können einen Beiwagen mitführen, wobei die Eigenschaft als Kraftrad erhalten bleibt, wenn das Leergewicht von 400 kg nicht überschritten wird. Auch das Ziehen eines Anhängers ist möglich. Zu den Krafträdern zählen Motorräder. Sie sind mit festen Fahrzeugteilen (Kraftstoffbehälter, Motor) im Kniebereich und mit Fußrasten ausgestattet. Motorroller. Sie verfügen über keine festen Teile im Kniebereich, die Füße stehen auf einem Bodenblech. Fahrräder mit Hilfsmotor. Sie haben Merkmale von Fahrrädern, z.b. Tretkurbeln (Moped, Mofa)..3 Aufbau eines Kraftfahrzeugs Ein Kraftfahrzeug besteht aus Baugruppen und deren einzelnen Bauteilen. Die Festlegung der Baugruppen und die Zuordnung von Baugruppen zueinander ist nicht genormt. So kann z.b. der Motor als eigene Baugruppe gelten, oder er wird als Unterbaugruppe dem Triebwerk zugeordnet. Eine in diesem Buch vorgenommene Möglichkeit ist die Einteilung in die 5 Haupt-Baugruppen Motor, Antriebsstrang, Fahrwerk, Fahrzeugaufbau und elektrische Anlage. Die Zuordnung der Baugruppen und Bauteile ist im Bild 2 dargestellt. Kraftfahrzeug Motor Antriebsstrang Fahrzeugaufbau Fahrwerk Verbrennungsmotor Elektromotor Kupplung Radaufhängung Rahmen Hubkolbenmotor Kreiskolbenmotor Stator Wechselgetriebe Otto-, Dieselmotor Wankelmotor Karosserie Federung Rotor Hydrodynamischer Dämpfung Zylinder Gehäuse Drehmomentwandler Steuerelektronik Lenkung Kurbeltrieb Läufer Automatisches Bremsen Motorsteuerung Exzenterwelle Spannungsversorgung Getriebe Räder Gemischaufbereitung Gelenkwellen Achsgetriebe Bereifung Kühlung Schmierung Ausgleichsgetriebe Elektrische Anlage Spannungserzeuger Batterie Elektrische Verbraucher Auspuffanlage Bild 2: Aufbau eines Kraftfahrzeugs

13 Kraftfahrzeug.4 Technisches System Kraftfahrzeug 3 Stütz- und Trageinheit: z.b. Karosserie Sicherheitseinrichtung: z.b. Airbag; Gurtstraffer Steuerungs- und Regeleinheiten: z.b. Antiblockiersystem Übertragungseinheit: z.b. Fahrwerk Übertragungseinheit: z.b. Antriebsstrang Antriebseinheit: Motor Übertragungseinheit: z.b. Fahrwerk Bild : System Kraftfahrzeug mit seinen Funktionseinheiten.4. Technische Systeme Jede Maschine bildet ein technisches Gesamtsystem. Merkmale technischer Systeme: Sie sind nach außen abgegrenzt. Sie besitzen einen Eingang und Ausgang. Von Bedeutung ist nur die Gesamtaufgabe, nicht die Einzelaufgabe, die innerhalb des Systems gelöst wird. Grafisch stellt man ein technisches System durch ein Rechteck dar (Bild 2). Das Rechteck bildet die Systemgrenze (gedachte Grenze), welche ein technisches System von anderen Systemen und/oder von seiner Umgebung abgrenzt. Die einzelnen Systeme sind gekennzeichnet durch: Eingabe (Eingangsgrößen, Input) von außerhalb der Systemgrenze Verarbeitung innerhalb der Systemgrenzen Ausgabe (Ausgangsgröße, Output), die über die Systemgrenzen an die Umgebung geht ( EVA-Prinzip) Luft Kraftstoff Kraftfahrzeug Systemgrenze Bewegungsenergie Abgas Wärme Bild 2: Allgemeine Systemdarstellung am Beispiel eines Kraftfahrzeugs Die Eingangs- und Ausgangsgrößen werden als Pfeile gekennzeichnet. Die Anzahl der Pfeile hängt von der Anzahl der jeweiligen Eingangs- bzw. Ausgangsgrößen ab..4.2 System Kraftfahrzeug Das Kraftfahrzeug ist ein komplexes technisches System, bei dem verschiedene Teilsysteme zusammenwirken, um eine bestimmte Gesamtfunktion zu erfüllen. Die Gesamtfunktion eines Personenkraftwagens ist die Personenbeförderung, die Gesamtfunktion eines Lastkraftwagens ist der Gütertransport. Funktionseinheiten eines Kfz Systeme, die einen Funktionsablauf unterstützen sind in Funktionseinheiten zusammengefasst (Bild ). Durch Kenntnis der Funktionsabläufe in den Funk -

14 4 Kraftfahrzeug tionseinheiten z.b. Motor, Antriebsstrang, kann das Gesamtsystem Kraftfahrzeug im Hinblick auf Wartung, Diagnose und Reparatur besser verstanden werden. Dieses Prinzip lässt sich auf jedes technische System anwenden. Das Kraftfahrzeug besteht unter anderem aus folgenden Funktionseinheiten: Antriebseinheit Übertragungseinheit Stütz- und Trageinheit Elektrohydraulische Anlagen (z.b. Steuer- und Regeleinheiten) Elektrische, elektronische Anlagen (z.b. Sicherheits einrichtungen) Jede Funktionseinheit übernimmt eine bestimmte Teilfunktion. Funktionseinheit: Antriebseinheit Motor Funktionseinheit: Fahrzeugaufbau als Stütz- und Trageinheit, z.b. Karosserie Teilfunktion: Stützen und tragen, Aufnahme aller Teilsysteme Funktionseinheit: Elektro-hydraulische Anlagen (Steuer- und Regeleinheiten z.b. ABS, ESP usw.) Lenkradwinkelsensor 2 Drucksensoren am Tandem-Hauptzylinder Gierratensensor Raddrehzahlsensor GMR ESP Hydraulikeinheit mit integriertem Regler ABS Motormanagement ABV Teilfunktion: Stellt Antriebsenergie bereit Funktionseinheit: Übertragungseinheit z.b. Antriebsstrang ESP ASR Teilfunktion: Aktiver Schutz der Insassen, Verbesserung der Fahrdynamik Funktionseinheit: Elektr., elektron. Anlagen (Sicherheitseinrichtungen, wie z.b. Airbag, Gurtstraffer) Sicherheitsgurt Teilfunktion: Übertragen der mechanischen Energie der Antriebseinheit auf die Antriebsräder Steuergerät für Airbag Sitz mit integriertem Seitenairbag Querbeschleunigungssensor ABS: Antiblockiersystem + ABV: Automatische Regelung der Bremskraftverteilung + ASR: Antriebsschlupfregelung + GMR: Automatische Regelung des Giermomentes = ESP: Elektronisches Stabilitätsprogramm Seitenairbag Fahrer Crash-Sensor Seitenairbag Fahrer Teilfunktion: Passiver Schutz der Insassen

15 Kraftfahrzeug 5 Gesamtsystem Kraftfahrzeug Funktionseinheiten Antriebseinheit Motor Übertragungseinheit Antriebsstrang Fahrwerk Stütz- und Trageinheit Fahrzeugaufbau Elektrische Anlage Teilsysteme z.b.: Motorsteuerung Kurbeltrieb Motorschmierung Motorkühlung Abgassystem Luftsysteme z.b.: Kupplungssystem Getriebe Gelenkwellen Achsgetriebe z.b.: Federung Bremsen Räder Reifen z.b.: Karosserie Seitenaufprallschutz Rahmen z.b.: Beleuchtung Zündung Datenübertragungssysteme Komfortsysteme Bild : Systemverbund eines Kraftfahrzeugs Damit ein Kraftfahrzeug seine Hauptfunktionen erfüllen kann, müssen verschiedene Teilsysteme zusammenwirken (Bild ). Je enger man die Systemgrenze zieht, desto kleiner werden die Teilsysteme bis man schließlich zu den einzelnen Bauteilen gelangt. Gesamtsystem Kraftfahrzeug Legt man die Systemgrenze um das Kraftfahrzeug, so grenzt man es in der Systembetrachtung gegen die Umwelt wie Luft und Fahrbahn ab. Eingangsseitig überschreiten nur Luft und Kraftstoff die Systemgrenze und ausgangsseitig nur Abgas-, Bewegungssowie Wärmeenergie (Bild 2, Bild 3)..4.3 Teilsysteme im Kraftfahrzeug Für jedes Teilsystem gilt das EVA-Prinzip (Bild 3). Systemgrenze Motor Kupplung Getriebe Gelenkwelle Motordrehzahl Motordrehmoment Motorleistung Getriebe Eingabe Verarbeitung Ausgabe Achsantrieb Antriebsräder Ausgangsdrehzahl Ausgangsdrehmoment Ausgangsleistung Eingabe (Input) Luft + Kraftstoff ( chemisch gebundene Energie) Systemgrenze Verarbeitung System Kraftfahrzeug Umwelt (Luft, Straße) Bild 2: System Kraftfahrzeug Ausgabe (Output) Abgas + Fahrbewegung ( mechanische Energie) Bild 3: Teilsystem Getriebe Eingabe. Auf der Eingangsseite des Getriebes wirken die Motordrehzahl, das Motordrehmoment und die Motorleistung. Verarbeitung. Im Getriebe werden Drehzahl und Drehmoment gewandelt. Ausgabe. Auf der Ausgangsseite werden Abtriebsdrehzahl, Abtriebsdrehmoment und Abtriebsleistung, sowie Wärme abgegeben. Wirkungsgrad. Die Abtriebsleistung ist um die Verluste im Getriebe vermindert. Das Teilsystem Getriebe ist über weitere Teilsysteme, wie z.b. Gelenkwelle, Achsgetriebe, Antriebswellen mit den Antriebsrädern verkettet.

16 6 Kraftfahrzeug.4.4 Einteilung technischer Systeme und Teilsysteme nach der Verarbeitung Technische Systeme (Bild ) werden nach der Art der Verarbeitung innerhalb der Systeme unterschieden: Stoffumsetzende Systeme z.b. Kraftstoffförderanlage Energieumsetzende Systeme z.b. Verbrennungsmotor Informationsumsetzende Systeme z.b. Bordcomputer, Lenkung Stoffumsetzende Systeme Energieumsetzung Stoffumsetzung Informationsumsetzung Bild : Systeme unterteilt nach Art der Verarbeitung Mit stoffumsetzenden Systemen werden Stoffe so verändert, dass sie eine Form erhalten (Formänderung) oder sie werden von einem Ort zum anderen transportiert (Lageänderung). Fördermittel oder einfache Maschinen dienen dem Stofftransport. Werkzeugmaschinen übernehmen die Stoffumformung. Beim Stofftransport wird z.b. eine ruhende Flüssigkeit (Benzin im Kraftstoffbehälter) durch eine Pumpe in Bewegung gebracht und zur Einspritzanlage befördert. Um diese Umsetzung durchführen zu können, muss den Arbeitsmaschinen, z.b. Kraftstoffpumpe, elektrische Energie zugeführt werden. Übersicht über stoffumsetzende Systeme: Maschinen zur Formänderung sind z.b. Werkzeugmaschinen, wie Bohr-, Fräs- und Drehmaschinen oder Maschinen, die in Gießereien oder Presswerken Verwendung finden, wie Pressen. Maschinen zur Lageänderung beinhalten alle Förderanlagen und Maschinen, die zum Transport von festen Stoffen (Förderbänder, Gabelstapler, Lkw, Pkw), Flüssigkeiten (Pumpen) oder Gasen (Gebläse, Turbinen) dienen. Beispiele für stoffumsetzende Systeme in einem Kraftfahrzeug: Schmiersystem, dabei sorgt die Ölpumpe für den Stoffumsatz. Kühlsystem, hier sorgt die Wasserpumpe für den Stoffumsatz und somit für den Wärmetransport. Energieumsetzende Systeme Bei energieumsetzenden Systemen wird eine dem System zugeführte Energie in eine an dere Energieform umgewandelt. Zu diesen Systemen zählen alle Kraftmaschinen wie Verbrennungs- und Elektromotoren, Dampf- und Gasmaschinen, sowie Energieanlagen z.b. Heiz- und Photovoltaikanlagen, Brennstoffzellen. Nach der Art der Energieumsetzung unterscheidet man zwischen: Wärmekraftmaschinen, wie Otto- und Dieselmotoren oder Gasturbinen Wasserkraftmaschinen, wie Wasserturbinen Windkraftmaschinen, wie windgetriebe Generatoren Solaranlagen, wie Photovoltaikanlagen Brennstoffzellen In einem Verbrennungsmotor wird die chemische Energie des Kraftstoffs zunächst in Wärmeenergie und dann in mechanische Bewegungsenergie umgewandelt (Bild 2). Kraftstoff-Luftgemisch Verbrennung Pleuelstangenkraft Drehmoment an der Kurbelwelle Bild 2: Energieumsetzung eines Ottomotors chemische Energie Wärmeenergie mechanische Energie Dabei können zusätzliche Stoff- und Informationsflüsse auftreten. Da sie in energieumsetzenden Maschinen eine Nebenfunktion ausüben, werden sie meist nicht aufgeführt. Der Stofffluss (Eintritt des Kraftstoffes und Austritt der Abgase) sowie der Informationsfluss (Kraftstoff- Luft-Gemisch, Drehzahlregelung, Lenkung etc.) stellen nur Nebenfunktionen dar. Energieumsetzendes System. Die Umwandlung der chemischen Energie des Kraftstoffes in die zum Antrieb des Kraftfahrzeuges benötigte Bewegungsenergie steht im Vordergrund, deshalb ist der Verbrennungsmotor ein energieumsetzendes System.

17 Kraftfahrzeug Informationsumsetzende Systeme Sie dienen zur Übermittlung von Informationen, der Verarbeitung und Übertragung von Daten und der Kommunikation. Informationsumsetzende Systeme und Übertragungssysteme, z.b. Steuergeräte, CAN-Bus-Controller, Diagnosegeräte ( Tester ), sind für den Betrieb und die Wartung moderner Fahrzeuge unentbehrlich. Informationen. Es sind Kenntnisse über Sachverhalte und Vorgänge. In einem Kraftfahrzeug sind z.b. Motortemperatur, Fahrgeschwindigkeit, Lastzustand Informationen, die für den Betrieb des Fahrzeugs erforderlich sind. Die Informationen werden als Daten z.b. von einem Steuergerät zum anderen übertragen. Sie werden aus den Signalen gewonnen. Signale. Sie sind die physikalische Darstellung von Daten. Im Kraftfahrzeug werden Signale von Sensoren, z.b. für Drehzahl, Temperatur, Drosselklappenstellung erzeugt. Beispiel für informationsumsetzende Systeme in einem Kraftfahrzeug: Motorsteuergerät. Es erfasst und verarbeitet alle relevanten Daten, um den Motor auf die jeweilige Betriebsbedingung optimal anzupassen. Bordcomputer. Er informiert z.b. den Fahrer über den durchschnittlichen bzw. momentanen Kraftstoffverbrauch, die Reichweite, die Durchschnittsgeschwindigkeit und die Außentemperatur..4.5 Bedienung von technischen Systemen Für die Bedienung und Instandhaltung von Kraftfahrzeugen sind umfangreiche Systemkenntnisse notwendig. Um einen umweltschonenden und sicheren Betrieb des Fahrzeugs zu gewährleisten wird vom Hersteller eine Betriebsanleitung mitgeliefert. Betriebsanleitungen enthalten unter anderem: Systembeschreibungen Erläuterungen zu Funktionen Systemdarstellungen Funktionsskizzen Anleitungen zur sachgerechten Bedienung und An wendung Wartungs- und Inspektionspläne Hinweise zu Betriebsstörungen Angaben zu zulässigen Betriebsstoffen, z.b. Motoröle Technische Daten Notdienstadressen Betrieb. Kraftfahrzeuge und Maschinen dürfen nur von qualifizierten und berechtigten Personen betrieben werden. Vorgeschrieben ist z.b., dass der Führer eines Personenkraftwagens im öffent lichen Verkehrsraum die erforderliche Fahr erlaubnis der Klasse B besitzt. eine Hebebühne in der Kfz-Reparaturwerkstatt nur von über 7 Jahre alten Personen bedient werden darf, wenn sie entsprechend unterwiesen und zur Bedienung berechtigt sind. der Führer eines Lkw s mit Ladekran im Besitz eines Kranführerausweises ist. Damit ist gewährleistet, dass der Fahrer eines Lkw s mit Ladekran das Fahrzeug richtig abstützt (Bild ), die Unfallverhütungsvorschriften (UVV) einhält, im Umgang mit Lastaufnahmemittel geschult ist und den Ladekran sachkundig bedienen kann m kg 58,4 kn 6600 kg 64,7 kn 4 m kg 3860kg 280 kg 5830 kg 2820 kg 750 kg Bild : Richtige Belastung eines Ladekrans WIEDERHOLUNGSFRAGEN Durch welche Größen ist ein technisches System gekennzeichnet? 2 Was versteht man unter dem EVA-Prinzip? 3 Welche Funktionseinheiten kann man bei einem Kfz unterscheiden? 4 Nennen Sie drei Teilsysteme eines Kfz, sowie deren Eingangs- und Ausgangsgrößen. 5 Welches ist die Hauptfunktion eines energieumsetzenden Systems? 6 Welche Daten kann man einer Betriebsanleitung entnehmen?

18 8 Kraftfahrzeug.5 Wartung und Instandhaltung Zur Erhaltung der Betriebssicherheit eines Kraftfahrzeuges und auch zur Wahrung von Ge währ leistungsansprüchen ist fachkundige Wartung und Instandhaltung entsprechend den Hersteller vor schriften, z.b. durch den Kundendienst, notwendig. Zur Durchführung werden vom Hersteller Instandhaltungspläne und Ersatzteilkataloge bereitgestellt sowie Reparaturanweisungen herausgegeben. Diese stehen z.b. als menügesteuerte Computerprogramme für Personalcomputer (PC) zur Verfügung. Instandhaltung. Instandhaltungsarbeiten beinhalten: Inspektion, z.b. Prüfen Wartung, z.b. Ölwechsel, Schmieren, Reinigen Instandsetzung, z.b. Reparieren, Austauschen Kundendienst. Fahrzeughersteller und Kfz-Werkstätten bieten einen sachkundigen Kundendienst an. So wird beispielsweise ein neues Kraftfahrzeug ordnungsgemäß zur Erstinbetriebnahme dem Kunden zur Übernahme bereitgestellt. Des weiteren werden durch Fachpersonal Instandhaltungsarbeiten durchgeführt, die der Betreiber nicht selbst erledigen kann. Die zur Funktions- und Werterhaltung notwendigen Maßnahmen sind vom Hersteller in den Instandhaltungsvorschriften festgelegt. Sie sind für Kraftfahrzeuge in Wartungs- und Instandhaltungspläne festgehalten. Es werden folgende Serviceintervalle unterschieden: Feste Serviceintervalle (Wartungsplan) Flexible Serviceintervalle Bedarfsgerechte Servicestrategien Die Wartungs- und Inspektionsarbeiten sind entsprechend vorgegebener Pläne durchzuführen. Die Ausführung der Arbeiten sind auf dem Inspektionsplan zu kennzeichnen und durch Unterschrift vom ausführenden Techniker zu bestätigen. Wartungsplan Er gibt Auskunft über die festgelegte Service- bzw. Inspektionszeitpunkte, z.b. soll nach km oder nach 2 Monaten Betriebszeit eine Hauptinspektion durchgeführt werden. Inspektionsplan. Aus ihm ist der vorgeschriebene Umfang der Inspektion zu entnehmen (Bild, Seite 9). Flexible Service-Intervalle Mit modernen Motormanagementsystemen ist es möglich, entsprechend den Betriebsbedingungen eines Fahrzeugs, die Serviceintervalle anzupassen. Zur Berechnung der verbleibende Fahrstrecke bis zur Inspektion werden neben dem Kilometerstand verschiedene Einfluss größen aufgezeichnet und in die Berechnung mit einbezogen. Ist der Inspektionstermin erreicht, wird dies dem Fahrer frühzeitig über ein Display mitgeteilt (Bild ). In der Werkstatt wird die Arbeit dann nach Inspektionsplan (Bild, Seite 9) ausgeführt. Ölwechselintervall. Es kann auf zwei Arten ermittelt werden: Auf einer virtuellen Datenbasis, d.h. aus der zurückgelegten Wegstrecke, dem dabei verbrauchten Kraftstoff und dem dabei durchlaufenen Temperaturprofil des Öls ergibt sich ein Maß für den Verschleiß des Motoröls. Dem tatsächlichen Ölzustand, d.h. der Ölzustandssensor ermittelt Füllhöhe und Qualität welche in Verbindung mit der zurückgelegten Fahrstrecke und der Motorlast berücksichtigt wird. Verschleißzustand Bremsbeläge. Der Verschleiß der Bremsbeläge wird elektrisch ermittelt. Hat der Bremsbelag die Verschleißgrenze erreicht, wird eine Kontaktschleife im Belag durchtrennt. Aus der Bremshäufigkeit, der Bremsbetätigungszeit sowie den gefahrenen Kilometern wird die theoretisch verbleibende Restfahrstrecke ermittelt, das Wechselintervall festgelegt und dem Fahrer angezeigt. Verschleißzustand Innenraumfilter. Die Berechnung der verbleibenden Standzeit des Staub- und Pollenfilters erfolgt auf der Datenbasis von Außenlufttemperatursensor, Heizungsnutzung, Umlufteinstellung, Fahrgeschwindigkeit, Lüfterdrehzahl, Kilometerstand und Datum. Bild : Verschleißanzeigen Bremsflüssigkeit Motoröl Bremsbeläge hinten Zündkerzen Mikrofilter Zündkerzen werden weiterhin wegabhängig z.b. nach bis zu km ausgetauscht. Betriebsstoffe wie Kühl- und Bremsflüssigkeit werden nach der Betriebszeit z.b. 2 oder 4 Jahren gewechselt.

19 Kraftfahrzeug 9 Bedarfsgerechte Servicestrategien Auf Basis gesammelter Daten, wie Ist-Zustand der Verschleißteile und Betriebsstoffe sowie der Fahrgewohnheit wird der Servicezeitpunkt errechnet. Nach dieser bedarfsgerechten Servicestrategie wird nur gewartet, wenn ein Bauteil abgenutzt oder ein Betriebsstoff verbraucht ist. Neu ist, dass der Bordcomputer online die im Schlüssel abgespeicherte Kunden- und Serviceumfangsdaten an die Werkstatt überträgt. Der Kundenberater hat dann genügend Zeit eventuell benötigte Ersatzteile, z.b. Bremsbeläge zu bestellen und mit dem Kunden einen passenden Termin zu vereinbaren. Ausfallbedingte Reparaturen sollen durch frühe Problemerkennung vermieden werden. Weitere Vorteile sind: Exakt geplante Termine Keine Wartezeiten Keine Informationsverluste Flexible Serviceleistungen Inspektionsplan Auftrags-Nr.: Fzg-Type: Fzg-Halter: Km-Stand: Fzg-Alter: Zusatzarbeiten z.b. HU: Durchzuführende Wartung Elektrik Frontbeleuchtung. Funktion prüfen: Standlicht, Abblendlicht, Fernlicht, Nebelscheinwerfer, Blink- und Warnblinkanlage Heckbeleuchtung. Funktion prüfen: Bremslicht, Rücklicht, Rückfahrscheinwerfer, Nebelschlussleuchte, Kennzeichenbeleuchtung, Kofferraumbeleuchtung, Standlicht, Blink- u. Warnblinkanlage Innenraum- und Handschuhkastenbeleuchtung, Zigarettenanzünder, Signalhorn und Kontrolllampen: Funktion prüfen Eigendiagnose: Fehlerspeicher aller Systeme abfragen (Ausdruck hinten in Bordbuchtasche stecken) Fahrzeug von außen Türfeststeller und Befestigungsbolzen: Schmieren Scheibenwisch- /Waschanlage und Scheinwerferreinigungsanlage: Funktion und Spritzdüsen-Einstellung prüfen Scheibenwischerblätter: Auf Beschädigung prüfen, Ruhestellung prüfen; bei rubbelnden Wischerblättern: Anstellwinkel prüfen Bereifung Bereifung: Zustand, Reifenlaufbild, Fülldruck prüfen, Profiltiefe eintragen VL mm VR mm HL mm HR mm Fahrzeug von unten Motoröl: Ablassen oder absaugen, Ölfilter ersetzen Motor und Bauteile im Motorraum: Sichtprüfung auf Undichtigkeiten und Beschädigungen durchführen Keilriemen, Keilrippenriemen: Zustand und Spannung prüfen Getriebe, Achsantrieb und Gelenkschutzhüllen: Sichtprüfung auf Undichtigkeiten und Beschädigungen durchführen Schaltgetriebe / Achsantrieb: Ölstand prüfen i.o. n.i.o. behoben Bremsanlage: Sichtprüfung auf Undichtigkeiten und Beschädigungen durchführen Bremsbeläge vorn und hinten: Dicke prüfen Unterbodenschutz: Sichtprüfung auf Beschädigungen durchführen Abgasanlage: Sichtprüfung auf Undichtigkeiten und Beschädigungen durchführen Spurstangenköpfe: Spiel, Befestigung und Dichtungsbälge prüfen; Achsgelenke: Sichtprüfung der Dichtungsbälge auf Undichtigkeiten und Beschädigungen durchführen Motorraum Motoröl: Ölstand prüfen (Beim Inspektionsservice mit Filterwechsel, Ölwechsel durchführen) Motor und Bauteile im Motorraum (von oben): Sichtprüfung auf Undichtigkeiten und Beschädigungen durchführen Scheibenwisch-/Waschanlage: Flüssigkeit auffüllen Kühlsystem: Kühlmittelstand und Frostschutz prüfen; Sollwert: 25 C Istwert (gemessener Wert): C Staub- und Pollenfilter: Filtereinsatz ersetzen (alle 2 Monate oder alle 5000 km) Zahnriemen für Nockenwellenantrieb: Zustand und Spannung prüfen Luftfilter: Gehäuse reinigen und Filtereinsatz ersetzen Kraftstofffilter: Ersetzen Servolenkung: Ölstand prüfen Bremsflüssigkeitsstand (abhängig vom Belagverschleiß): Prüfen Batterie: Prüfen Leerlaufdrehzahl: Prüfen Scheinwerfereinstellung / Dokumentation / Endkontrolle Scheinwerfereinstellung: Prüfen Service-Aufkleber: Termin für den nächsten Service (auch Bremsflüssigkeitswechsel) in Aufkleber eintragen und Aufkleber am Türholm (B-Säule) anbringen Probefahrt durchführen Datum / Unterschrift (Monteur) Datum / Unterschrift (Endkontrolle) Bild : Inspektionsplan

20 20.5. Überprüfung und Begutachtung Besondere Überprüfung KFG 56 Die Behörde kann lt. KFG (Kraftfahrgesetz) die Überprüfung eines Fahrzeuges anordnen, falls die Verkehrs- oder Betriebssicherheit sowie der Umweltschutz nicht als gewährleistet erscheinen. Prüfung vor Ort KFG 58 Von einem öffentlichen Sicherheitsorgan kann, falls ein Kraftfahrzeug und Anhänger nicht der Verkehrsund Betriebssicherheit entspricht (z.b. Reifen, Bremsen, Abgas), an Ort und Stelle eine Überprüfung (Technische Unterwegskontrolle) durchgeführt werden. Wiederkehrende Begutachtung KFG 57a Begutachtungsintervall Für Fahrzeuge der Klasse M (PKW und Kombi) erfolgt die erste Begutachtung 3 Jahre nach der Erstzulassung, die zweite Begutachtung 2 Jahre nach der Ersten und danach jede weitere Begutachtung jährlich. Davon ausgenommen sind Taxis, Rettungs- und Kranken-Transportfahrzeuge. Für diese gilt, wie für andere Fahrzeuge, die jährliche Begutachtung. Ausgenommen davon sind z.b. Zugmaschinen v à 25 km/h, Fahrzeuge der Gebietskörperschaften u. dgl.). Die Begutachtungszeitspanne liegt zwischen Monat vor, bis 4 Monate nach dem Begutachtungstermin. Gutachtenerstellung Das Gutachten ist EDV-mäßig durch die Elektronische Begutachtungsverwaltung (EBV) zu erstellen und auszudrucken (Bild und 2, Seite 2, Bild, Seite 22). Gutachten dürfen nur von Stellen, die vom Landeshauptmann dazu ermächtigt wurden, erteilt werden. Mängelkatalog. Er dient als Arbeitsunterlage zur Abwicklung der Begutachtung. Diese hat grundsätzllich ohne Zerlegung oder Zerstörung von Fahrzeugteilen zu erfolgen. Die PBStV (Prüf- und Begutachtungsstellenverordnung bzw. der Mängelkatalog unterscheidet: Leichte Mängel (LM) Schwere Mängel (SM) Gefahr im Verzug (GV) Vorschriftsmängel (VM) erst ab 3,5 t zu beurteilen. Defekte, welche die Verkehrs- und Betriebssicherheit beeinträchtigen oder den Umweltschutz nicht gewährleisten (SM; GV, VM) weisen nicht die Merkmale für eine positive Beurteilung auf. Diese Mängel müssen umgehend behoben werden. Ansonsten drohen Anzeige durch die Exekutive, Abnahme der Kennzeichen, Versicherungsregress u. dgl. Bei leichten Mängeln ist der Fahrzeughalter auf die notwendige Reparatur hinzuweisen. Im Gutachten sind entsprechend den vorgegebenen Prüfpositionen die festgestellten Mängel zu markieren. Abschließend ist die Begutachtung einzustufen. falls ein SM, GV, VM vorliegt, ist die Einstufung negativ, die Ausgabe einer Plakette entfällt. Der Fahrzeughalter ist verpflichtet von ermächtigten Fachbetrieben zeitlich festgelegte Begutachtungen vornehmen zu lassen. Von den befugten Prüfstellen wird unter Zugrundlegung eines Mängelkataloges ein Gutachten erstellt aus dem hervorgeht, ob Betriebssicherheit und Umweltschutz gewährleistet sind. Fahrzeuge, die den Kriterien entsprechen, erhalten eine Begutachtungsplakette. Kennzeichen Plakettennummer Fälligkeit: Jahr Monat Bild : Begutachtungsplakette Kraftfahrzeug Eine positive Begutachtung erfolgt, wenn keine oder nur maximal leichte Mängel festgestellt wurden. Die Begutachtungsplakette (Bild ) wird erteilt. Farbenart und Nummer der Plakette sind einzusetzen, ebenso Monat und Jahr der Fälligkeit der nächsten Begutachtung. Abschließend ist das Gutachten mit Datum und Unterschrift des Prüfers sowie dem vorgesehenen Stempel zu versehen. Begutachtungsplakette (Bild ) In die Plakette werden Kennzeichen und Nummer eingestanzt. Je nach Einstufung des Fahrzeuges nach Schadstoffwerten wird eine weiße (lt. KDV besonders niedrige Abgaswerte, Kfz mit Katalysator) oder eine grüne Plakette zugeordnet. In welche Gruppe das Fahrzeug fällt ist aus dem Zulassungsoder Typenschein ersichtlich. Die Plakette ist am rechten oberen Rand, gesehen vom Fahrerplatz auf der Windschutzscheibe, anzubringen. Bei einspurigen Kraftfahrzeugen an der rechten Seitenwand des Scheinwerfers oder an der rechten Vordergabel.

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