Fahrzeugtechnik Lernfelder 5 8

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1 Johann Bisle, Ralf Heinzl Fahrzeugtechnik Lernfelder 5 8 Energieversorgungs- und Startsysteme Motormechanik Motormanagementsysteme Abgassysteme Arbeitsheft 6. Auflage Bestellnummer 52

2 Haben Sie Anregungen oder Kritikpunkte zu diesem Produkt? Dann senden Sie eine an Autoren und Verlag freuen sich auf Ihre Rückmeldung. In dieser 7. Auflage ist auf mehrere Neuerungen in der Motorentechnik reagiert worden. Zum einen wird die MFR- Technologie bei Generatoren in den Grundfunktionen mit Diagrammen dargestellt. Zum anderen ist die Hybridtechnologie so gestaltet worden, dass die Schüler sich per Internetrecherche ein umfassendes Bild darüber selbst erarbeiten können. Bei den Zündanlagen werden Einzel- und Doppelfunkenzündspulen mit Leistungsendstufen umfassend beschrieben. Im Anschluss daran können die Schüler selbst eine werkstattnahe Fehlersuche am modernen Zündsystem textgesteuert durchführen. Quellenverzeichnis Den nachfolgend aufgeführten Firmen danken wir für die Überlassung von Informationsmaterial, Fotos, Vorlagen und fachliche Beratung: Adam Opel AG, Rüsselsheim Robert Bosch GmbH, Stuttgart Audi AG, Ingolstadt TÜV Verkehr und Fahrzeug GmbH, Passau BMW AG, München Volkswagen AG, Wolfsburg Daimler AG, Stuttgart (Seiten 29, 39, 2, 5) Hillgroven, Fotograf: Arno Raths (S. 55) Gutmann Messtechnik GmbH, Ihringen (Seiten 6, 6) Zahnradfabrik Friedrichshafen AG, Friedrichshafen Bildungsverlag EINS GmbH Hansestraße 5, 549 Köln ISBN Copyright 2: Bildungsverlag EINS GmbH, Köln Das Werk und seine Teile sind urheberrechtlich geschützt. Jede Nutzung in anderen als den gesetzlich zugelassenen Fällen bedarf der vorherigen schriftlichen Einwilligung des Verlages. Hinweis zu 52a UrhG: Weder das Werk noch seine Teile dürfen ohne eine solche Einwilligung eingescannt und in ein Netzwerk eingestellt werden. Dies gilt auch für Intranets von Schulen und sonstigen Bildungseinrichtungen.

3 Inhaltsverzeichnis Lernfeld 5: Energieversorgungs- und Startsysteme Starterbatterien und fachgerechte Durchführung von Starthilfe Starthilfe mit dem Starthilfekabel Wartung und Pflege der Starterbatterie Kundenberatung beim Kauf einer Starterbatterie 7 Fachwissen zum Drehstromgenerator 4 Grundprinzip der Spannungserzeugung durch Induktion der Bewegung Erzeugen von Drehstrom Aufbau und Funktion Stromkreise Spannungsregelung Elektrischer Schaltplan und seine Auswertung.. 3 Instandsetzung eines defekten Drehstromgenerators Informationen einholen Generatorleistung im eingebauten Zustand prüfen Energiemanagement 2 Leistungsgrenzen des Drehstromgenerators Fachwissen zum Drehstromgenerator mit Multifunktionsregler 3 Aufbau und Funktion Haupt- und Funktionsgruppe Fachwissen zum Starter 5 Grundsätzlicher Aufbau und Funktion des Startermotors Aufbau und Funktion eines Schubschraubtrieb- Starters Elektrischer Schaltplan eines Schubschraubtrieb- Starters Instandsetzung eines defekten Starters 8 Informationen einholen Stromaufnahme und Spannungsverluste prüfen Fachwissen zu Hybridantrieben 2 Hybridtechnik im Überblick Eigene Erfahrungen aus Ihrer Werkstatt Lernfeld 6: Motormechanik Fachwissen zum Otto-Viertaktmotor Motorbauarten und Aufbau Arbeitsweise Druck-Weg-Schaubild Druck-Weg-Schaubild lesen und zeichnen Steuerdiagramm Motorkennlinien aufnehmen Motorkennlinien lesen und auswerten Zylindernummerierung, Zündfolge und Zündabstand Fachwissen zum Viertakt-Dieselmotor 9 Aufbau und bauliche Besonderheiten Arbeitsweise Fachwissen zum Kurbeltrieb Kräfte und Bewegungsabläufe Kräftezerlegung am Kolben und an der Kurbelwelle Eigene Erfahrungen aus Ihrer Werkstatt Kolben und Kolbenzubehör Pleuelstange und ihre Lagerung Kurbelwelle und Schwungrad Fachwissen zum Motorgehäuse 6 Zylinder und Zylinderkopf Prüfen und messen am Motorgehäuse 7 Kompressionsdruck prüfen Druckverlust messen Beurteilen von Verschleißerscheinungen Fachwissen zur Motorsteuerung 2 Ventiltrieb und Motorsteuerarten Variabler Ventiltrieb Bauteile des Ventiltriebs Prüfen und Einstellungen zur Motorsteuerung 23 Ventilspiel prüfen und einstellen Steuerzeiten und Ventilerhebungskurven aufnehmen Fachwissen zur Motorschmierung 25 Reibung und Schmierstoffe Druckumlaufschmierung Fachwissen zur Motorkühlung 27 Kühlsysteme Kühlkreislauf und Gefrierschutz Prüfungen zur Motorkühlung 29 Kühlsystem auf Dichtheit prüfen Kennfeldgesteuertes Kühlsystem Fachwissen zur Motoraufladung 3 Laderbauarten Abgasturbolader VTG-Lader VTG-Lader Sensoren und Aktoren Dynamische Aufladung Lernfeld 7: Motormanagementsysteme Fachwissen zu den Kraftstoffen Gewinnung und Zusammensetzung Kennwerte und Eigenschaften

4 LERN Starthilfe mit dem Starthilfekabel Fachwissen erarbeiten Name: Klasse: Datum: Blatt: Kundenbeanstandung Arbeitsauftrag Sein Fahrzeug lässt sicht nicht mehr starten, weil die Batterie fast leer ist und der Starter den Motor kaum noch durchdreht. Sie werden beauftragt, mit dem Starthilfekabel das Kundenfahrzeug fremd zu starten. Batteriebeschriftung lesen Die im Kundenfahrzeug verbaute Starterbatterie hat die Aufschrift 2V 66Ah 3A und hat im Blockdeckel je Zelle einen Verschlussstopfen mit einer Entgasungsöffnung.. Erläutern Sie dem Kunden die Batterieaufschrift. 2V 66 Ah 3A Energieversorgungs- und Startsysteme 2. Um was für eine Batterieausführung wartungsfrei nach DIN oder absolut wartungsfrei handelt es sich hier? Begründen Sie Ihre Antwort. Vorüberlegungen anstellen Wurde die Batterieschwäche durch einen Bordnetzfehler verursacht, darf keine Starthilfe gegeben werden. a) Geben Sie einige Beispiele von Bordnetzfehlern an, die zu einer Batterieentladung führen. b) Warum darf bei solchen Bordnetzfehlern keine Starhilfe gegeben werden? Vorgehensweise bei der Starthilfe Im Fallbeispiel liegt kein Bordnetzfehler vor. Der Kunde gibt an, dass er vergessen hat das Abblendlicht auszuschalten. Beschreiben Sie die einzelnen Arbeitsschritte, wie Sie mit dem Starthilfekabel den Kundenmotor starten. A = Fahrzeug mit Spender-Batterie Batterieentladung Das Fahrzeug ließ sich ohne Starthilfe nicht mehr starten, weil viel Batteriekapazität verbraucht wurde. Aufgabe Berechnen Sie den Kapazitätsverlust der Starterbatterie, wenn die 55-W-Lampen des Abblendlichts und die 5-W-Schlussleuchten 3,5 Stunden lang eingeschaltet waren. Bildungsverlag EINS GmbH 5

5 LERN Drehstromgenerator: Erzeugen von Drehstrom Fachwissen erarbeiten Name: Klasse: Datum: Blatt: 5. Rotieren eines Magneten in einer ruhenden Leiterschleife Beim Rotieren schneidet das Magnetfeld des Magneten die Leiterschleife und induziert Spannung. a) Bei welcher Drehstellung senkrechte Lage, waagerechte Lage ist die induzierte Spannung am größten und warum? am geringsten und warum? b) Die nachstehende Tabelle zeigt die Stellungen des Magneten während einer Umdrehung und die dazugehörigen Spannungswerte für die Drehstellungen 2, 3 und 4. Tragen Sie die fehlenden Spannungswerte ein. Zeichnen Sie mit diesen Messwerten den Spannungsverlauf der induzierten Spannung für eine Umdrehung ein. Energieversorgungs- und Startsysteme 2. Rotieren eines Magneten in drei um 2 versetzten Leiterschleifen a) In jeder der drei Leiterschleifen entsteht reine Wechselspannung. Erklären Sie, woran es liegt, dass diese phasenverschoben sind. Geben Sie an, wie groß die Phasenverschiebung ist und bemaßen Sie diese im Spannungsverlaufsschaubild. Phasenverschiebung = b) Der auf diese Weise resultierende dreiphasige Wechselstrom wird Drehstrom genannt. Warum? Zusammenfassung:. Rotiert ein Magnetfeld in einer ruhenden Leiterschleife, so wird erzeugt. 2. Rotiert ein Magnetfeld in drei um 2 versetzten Leiterschleifen, entsteht Bildungsverlag EINS GmbH 9

6 Drehstromgenerator mit Multifunktionsregler: Aufbau und Funktion LERN Fachwissen erarbeiten Name: Klasse: Datum: Blatt: 3 In modernen Fahrzeugen sind eine Vielzahl von elektrischen Zusatzsystemen verbaut, z. B. Klimaanlage, Sitze mit Heizung und Stellmotoren oder Infotainmentanlagen. Diese Zusatzsysteme müssen letztendlich über den Generator versorgt werden. Ein moderner Generator kommuniziert mit Steuergeräten, um die zusätzlichen Systeme mit Strom zu versorgen. Dazu sind heutige Generatoren mit Multifunktionsreglern (MFR) ausgestattet.. Aufgaben Welche zusätzlichen Aufgaben haben Generatoren mit MFR? Energieversorgungs- und Startsysteme 2. Grundsätzlicher Aufbau des Generators Tragen Sie die Bauteilbezeichnungen ein Aufbau eines Multifunktionsregler Benennen und beschreiben Sie die einzelnen Anschlüsse! B DF B+ V L B L DFM DF DFM V B+ 4. Vergleich zwischen Hybrid- und Monolithregler Der Regler im Topfgenerator (Hybridregler) und ein Multifunktionsregler im Compakt-Generator (Monolithregler) unterscheiden sich in mehreren Punkten. Nennen Sie die Hauptunterschiede! Bildungsverlag EINS GmbH 7

7 LERN Starter: Grundsätzlicher Aufbau und Funktion des Startermotors Fachwissen erarbeiten Name: Klasse: Datum: Blatt: 5. Grundprinzip des Elektromotors Die grundlegende Arbeitsweise des Gleichstrommotors beruht auf der Tatsache, dass auf einen stromdurchflossenen Leiter in einem Magnetfeld eine Kraft ausgeübt wird. Führt man den in der Abbildung dargestellten Versuch durch, kann man folgende Beobachtungen machen: a) Kraftwirkung kann nur nachgewiesen werden, wenn der Leiter eine bestimmte Lage gegenüber dem Magnetfeld einnimmt. Welche? b) Wie stark die Kraft auf den Leiter ist, hängt von drei Faktoren ab: c) Wie ändert sich die Bewegung des Leiters, wenn sich die Stromrichtung ändert? Energieversorgungs- und Startsysteme Stromdurchflossener Leiter im Magnetfeld 2. Aufbau des Gleichstrommotors Benennen Sie seine Bauteile Arbeitsweise des Gleichstrommotors a) Zeichnen Sie in beide Abbildungen den Stromfluss und die an der Leiterschleife wirkenden Kräfte ein. b) Ergänzen Sie die Beschreibung zur Arbeitsweise. Schließt man den Schalter, fließt Batteriestrom durch die Erregerwicklung. Folge: Der Batteriestrom fließt weiter über die Kohlebürsten durch die Ankerschleife nach Masse. Welche Auswirkungen entstehen an der Ankerschleife? Nimmt die Ankerschleife waagrechte Lage ein, ist das Drehmoment Null. Warum? Dreht die Ankerschleife aufgrund ihres Schwungs über die waagrechte Mittellage hinaus, wird fortlaufende Drehung erzeugt. Begründung: Mit zunehmender Motordrehzahl wird das Drehmoment des Gleichstrommotors kleiner. Bei blockiertem Anker ist es am höchsten. Warum? Gleichstrommotoren, bei denen die Erregerwicklung und Ankerwicklung in Reihe geschaltet sind, heißen. Sie sind für einen Starterantrieb besonders geeignet, da sie ein hohes Anzugsmoment besitzen, was das Hochlaufen des Verbrennungsmotors unterstützt. Bildungsverlag EINS GmbH 2

8 LERN Otto-Viertaktmotor: Motorbauarten und Aufbau Fachwissen erarbeiten Name: Klasse: Datum: Blatt:. Einteilung von Verbrennungsmotoren Ordnen Sie den nachstehenden Einteilungsmerkmalen die entsprechenden Motorbauarten zu. Verbrennungsmotoren werden eingeteilt nach: Die entsprechenden Motorbauarten heißen: Arbeitsweise Art der Zündung Kolbenbewegung Zylinderanordnung 2. Aufbau des Otto-Viertaktmotors a) Benennen Sie die Motoreinzelteile. Motormechanik b) Ordnen Sie die Motoreinzelteile den vier Baugruppen des Motors zu. Motorgehäuse Kurbeltrieb Motorsteuerung Motorzubehör Bildungsverlag EINS GmbH 29

9 LERN Otto-Viertaktmotor: Steuerdiagramm Fachwissen erarbeiten Name: Klasse: Datum: Blatt: 5. Aussagen des Steuerdiagramms Zeichnen Sie mit verschiedenen Farben die vier Takte eines Arbeitsspiels ein, und geben Sie die Kurbelwinkelgrade an, die sich zu den nachstehenden Angaben ablesen und errechnen lassen. Eö Aö Es As Öffnungswinkel des Einlassventils: Öffnungswinkel des Auslassventils: Ventilüberschneidung: Zündzeitpunkt 2. Beziehungen zwischen Öffnungswinkel und Gaswechsel Voröffnung und Nachschließung des Einlassventils erhöhen die Zylinderfüllung. Motormechanik Grund: Nachschließung des Auslassventils fördert die Zylinderentleerung. Grund: Voröffnung des Auslassventils verlangt dem Schwungrad beim Ausstoßen geringere Leistung ab. Grund: 3. Beziehungen zwischen Öffnungswinkel und Motordrehzahl Je höher die Drehzahl des Motors ist, umso größer müssen die Öffnungswinkel der Ein- und Auslassventile sein. Grund: Bildungsverlag EINS GmbH 35

10 LERN Viertakt-Dieselmotor: Aufbau und bauliche Besonderheiten Fachwissen erarbeiten Name: Klasse: Datum: Blatt: 9. Aufbau Der Diesel- und der Ottomotor sind grundsätzlich gleich aufgebaut. Die Abb. zeigt den Querschnitt eines Viertakt- Dieselmotors mit den wesentlichen Bauteilen. Ordnen Sie diese den einzelnen Baugruppen des Motors zu. Motorgehäuse Kurbeltrieb 3 2 Motorsteuerung Motormechanik 7 Gemischbildungssystem Schmiersystem Bauliche Besonderheiten Bedingt durch seine hohe Verdichtung sind alle Bauteile gegenüber dem Ottomotor stärker dimensioniert. Besonders die Nutzfahrzeug-Dieselmotoren weisen beim Kolben und Pleuel häufig bauliche Besonderheiten auf. Bei der Kolbenausführung: Beim Pleuelfußlager: Bildungsverlag EINS GmbH 39

11 LERN Motoraufladung: VTG-Lader Fachwissen erarbeiten Name: Klasse: Datum: Blatt: 33 Abgasturbolader haben im unteren Drehzahlbereich das sog. Turboloch, d. h. der Ladedruck ist hier zu niedrig. VTG- Lader sollen in diesem Bereich für Ladedruckerhöhung sorgen.. VTG-Prinzip Was versteht man unter VTG? Welche Aufgabe hat das Steuergestänge? Trägerring Leitschaufeln Verstellring Führungszapfen Welle Wie werden die Leitschaufeln verdreht? Steuergestänge 2. Verstellung bei niedrigen Drehzahlen Führungszapfen des Steuergestänges Bei niedrigen Drehzahlen hat das Abgas wenig Energie. Damit Ladedruck aufgebaut werden kann, müssen die Leitschaufeln verstellt werden. Verdeutlichen Sie die Abgasquerschnittsfläche in der Zeichnung. Warum wird bei dieser Leitschaufelstellung das Turbinenrad beschleunigt? Warum wird mehr Ladedruck durch das Verdichterrad erzeugt? 3. Verstellung bei hohen Drehzahlen Bei hohen Drehzahlen hat das Abgas genügend Energie, um das Turbinenrad auf hohe Drehzahlen zu bringen. Um den Motor mechanisch nicht zu überlasten, muss der Ladedruck begrenzt werden. Verdeutlichen Sie die Abgasquerschnittsfläche in der Zeichnung. Zeichnen Sie die notwendige Drehrichtung ein. Das Abgas strömt mit hoher Strömungsgeschwindigkeit durch die Leitschaufeln auf das Turbinenrad. Weshalb wird das Turbinenrad nicht weiter beschleunigt? Der Abgasstrom wird mit geringerem Hebelarm auf die Turbinenschaufeln gelenkt. Welchen Einfluss hat dies auf den Ladedruck? 4. Notlaufeigenschaften In der Ruhestellung sind die Leitschaufeln geöffnet, d. h. versagt die Ansteuerung, wird der Lader nicht beschädigt. Welche Motorlaufeigenschaften zeigen sich dabei? 5. Vorteile eines VTG-Laders 72 Bildungsverlag EINS GmbH

12 Kontaktgesteuerte Spulenzündung (SZ): Einstellwerte und Oszillogramm. Schließwinkel Welcher Zusammenhang besteht zwischen Schließwinkel und Kontaktabstand (s. Abb.)? LERN Fachwissen erarbeiten Name: Klasse: Datum: Blatt: 22 Abweichungen vom vorgeschriebenen Schließwinkel beeinträchtigen das Zündverhalten. Folgen eines zu kleinen Schließwinkels: Folgen eines zu großen Schließwinkels: 2. Zündzeitpunkt Zündzeitpunkt: Einfluss auf Schadstoffemission Neben dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis übt der Zündzeitpunkt den stärksten Einfluss auf die CH- und NO x - Entstehung aus. Die CO-Emission ist dagegen vom Zündzeitpunkt nahezu unabhängig. Beziehungen zwischen Zündzeitpunkt und Schadstoffemissionen (s. Diagramm): Einfluss auf Kraftstoffverbrauch Der Einfluss des Zündzeitpunktes auf den Kraftstoffverbrauch läuft dem Einfluss auf die Schadstoffemission entgegen. Beziehung zwischen Zündzeitpunkt und spez. Kraftstoffverbrauch (s. Diagramm): 3. Zündoszillogramm Bei der Überprüfung des Zündsystems ist für den. Zylinder eines 4-Zylinder-Motors das abgebildete Sekundäroszillogramm aufgenommen worden. a) Benennen Sie die gekennzeichneten Teilabschnitte und geben Sie die Bedeutung der Ziffern an. a b d e c b) Ermitteln Sie aus dem Schaubild die Schließzeit, die Öffnungszeit, die Brenndauer und den Schließwinkel in und %. 2 Bildungsverlag EINS GmbH

13 Vollelektronische Zündung (VZ): Neuerungen in der Zündspulentechnik LERN Fachwissen erarbeiten Name: Klasse: Datum: Blatt: 33 Da der Funktionsumfang der Steuergeräte in den letzten Jahren erheblich gestiegen ist (Motronic und Benzin-Direkteinspritzung), wurde es notwendig, die Leistungsendstufen aus dem Motorsteuergerät in die Stabzündspulen zu integrieren. Bisher: Neu: Abbildung Abbildung 2. Ersatzschaltplan Um die Endstufenfunktion in den Zündspulen zu klären, werden diese im Folgenden mithilfe von Ersatzschaltplänen verglichen. Benennen Sie die elektrischen Anschlüsse. Welche Unterschiede haben Sie feststellen können? 2. Signalaufnahme mit der PIN-Box Mit dem Oszilloskop soll ein Ansteuersignal für die Einzelfunken-Zündspule am Zylinder gemessen werden. Die Zündspule hat noch keine Endstufe (Abbildung ). An welchen Pins muss ein Oszilloskop angeschlossen werden? Signalaufnahme an Pin-Nr. und Signalauswertung a) Beschreiben Sie das Signal. b) Tragen Sie die Bereiche ein, an denen Strom durch die Primärspule fließt. In dieser modernen Zündspule ist eine Endstufe integriert. An welchen Pins wird gemessen (Abbildung 2). Signalaufnahme an Pin-Nr. und Signalauswertung a) Beschreiben Sie das Signal. Signalspannung Zündspule Zyl. b) Tragen Sie die Bereiche ein, an denen Strom durch die Primärspule fließt. Signalspannung Zündspule Zyl. 3. Anwendung auf Doppelfunkenzündspulen Vollelektronische Zündungen werden in modernen Motoren eingebaut. Vergleichen Sie die beiden Zündspulen für 6- Zylinder-Motoren. 8 Bildungsverlag EINS GmbH

14 LERN Moderne Piezo-Injektoren Fachwissen erarbeiten Name: Klasse: Datum: Blatt: 46 In der modernen Dieseltechnologie werden Injektoren vermehrt eingesetzt, welche nach dem Piezo-Wirkprinzip arbeiten. Welche Vorteile besitzen Piezoaktoren gegenüber Magnetventilaktoren?. Grundlagen Bestimmte Kristalle, wie z. B. Quarz, sind piezoelektrisch. Viele dieser Kristalle sind notwendig, um einen funktionsfähigen Injektor zu bilden. Der piezoelektrische Effekt wird stellvertretend an einem Kristall erklärt. Dieser Piezokristall wurde angesteuert. Weshalb tritt hier eine Längenänderung ein? Tragen Sie die Spannung vorzeichenrichtig ein und verdeutlichen Sie die Ausbreitungsrichtung mit Kraftpfeilen. 2. Schaltungsprinzip Das Aktor-Element besteht aus einer Vielzahl von geschichteten Piezokeramikfolien. Elektrisch verhält sich der Piezokristall wie ein Kondensator, d. h. bei Injektoransteuerung wird das Kristall aufgeladen und bei Einspritzende entladen. Ansteuerung Wie erreicht man die notwendige Ansteuerspannung von ca. 4 V? Welche Aufgabe erfüllt die Ladediode beim Ansteuern durch den Schalter S? Wie wird die Ladung am Piezo gehalten? Ansteuerende Wie wird das Einspritzende eingeleitet? Warum wird der Kondensator C aufgeladen? Welchen Einfluss hat hierbei die Entladediode? Weshalb sind ein zusätzlicher Kondensator und ein Spule im Schaltkreis verbaut? Zeitablauf der Einspritzung Ein Piezoaktor dehnt sich bei Ansteuerung um ca.,3 mm aus. Durch die Steuerung der Zeitabläufe bei Voreinspritzung und Haupteinspritzung werden exakte, reproduzierbare Kraftstoffzumessungen pro Einspritzzyklus verwirklicht. Wie wirkt sich dies auf den Motorlauf aus? 36 Bildungsverlag EINS GmbH

15 LERN 5 6 Abgas und Umwelt Fachwissen erarbeiten Name: Klasse: Datum: Blatt: 7 Die Abgase der Kraftfahrzeuge verschmutzen die Luft und belasten mit ihren giftigen Komponenten in gefährlicher Weise Mensch und Umwelt. Waldschäden, saurer Regen, Krebsauslöser, Erkrankung der Atemwege sind einige Stichpunkte, die das Abgasproblem verdeutlichen. Bei umweltpolitischen Diskussionen zum Thema Auto und Umwelt gibt es auch immer Fragen wie: Aus was besteht Abgas?, Welche Komponenten im Abgas sind giftig?, Wie groß ist der Schadstoffausstoß?, Welche Auswirkungen haben die Schadstoffemissionen auf Mensch und Umwelt?.. Aus welchen Bestandteilen besteht das Abgas? Benennen Sie die mit chemischen Zeichen genannten Abgaskomponenten. Abgaskomponenten von Ottomotoren: N 2 CO 2 H 2 O HC Abgaszusammensetzung von Ottomotoren NO x CO Zusätzliche Abgaskomponenten bei Dieselmotoren: SO 2 PM (engl.: particulate matter) 2. Welche Komponenten im Abgas sind giftig und belasten in besonderem Maße Mensch und Umwelt? Abgaszusammensetzung von Dieselmotoren 3. Welche Wirkungen werden den Schadstoffkomponenten im Abgas zugeschrieben? 4. Wie groß sind in der BRD die ausgestoßenen Schadstoffmengen? Das nachstehende Schaubild verdeutlicht, dass trotz eines zunehmenden Kraftstoffverbrauchs, sichtbar am Zuwachs von CO 2, der Schadstoffausstoß teilweise beträchtlich abgenommen hat. Gezwungen durch die verschärften Abgasnormen in Europa und den USA, musste die Automobilindustrie verbesserte Techniken einsetzen, um den Schadstoffausstoß zu verringern. Nennen Sie Techniken, mit denen es der Automobilindustrie gelungen ist, den Schadstoffausstoß im Abgas zu verringern. Ausgestoßene Mengen der wichtigsten Abgaskomponenten im Straßenverkehr (Bundesrepublik Deutschland) Abgassysteme Bildungsverlag EINS GmbH 39

16 Gesetzliche Abgasuntersuchung an einem Fahrzeug mit G-Kat ohne OBD LERN Fachwissen erarbeiten Name: Klasse: Datum: Blatt: Durch die gesetzlich vorgeschriebene Abgasuntersuchung von Kraftfahrzeugen nach 47a StVZO soll sichergestellt werden, dass die Abgaswerte innerhalb der Abgasnorm bleiben. Die Abgasuntersuchung ist auch eine Prüfung der adaptiven Kraftstoffanpassung, deshalb muss das Wirkprinzip der Adaption geklärt werden. Funktionsweise der adaptiven Kraftstoffanpassung Die Regelanpassung verlängert oder verkürzt nach festgelegtem Korrekturfaktor aufgrund des Lambdasignals die Einspritzmenge. Zeichnen Sie ins Diagramm farbig ein: mit roter Farbe den Korrekturfaktor anfetten, mit blauer Farbe den Korrekturfaktor abmagern. Welche Rolle spielt dabei das Sondensignal? Prüfablauf der Abgasuntersuchung. Sichtprüfung der Abgasanlage Warum muss man eine Sichtprüfung durchführen? Welche Bauteile werden hier beurteilt? Nennen Sie Vorraussetzungen für das Grundverfahren. 2. Abgasmessung bei erhöhtem Leerlauf Der CO-Gehalt im Abgas (Max. Sollwert =,3 Vol %) wird bei erhöhtem Leerlauf (2 2 /min 3 /min) gemessen. Der Lambdawert muss hier zwischen,97 und,3 liegen. Weshalb? 3. Abgasmessung bei Leerlaufdrehzahl Der CO-Gehalt im Abgas ist hier auf einen Sollwert von,5 Vol % angehoben. Der Leerlaufdrehzahlbereich ist hier zwischen 82 /min und 94 /min lt. Herstellerangaben. Warum ist hier der CO-Gehalt erhöht? 4. Regelkreisprüfung Störgrößenaufschaltung Der Regelkreis wird mithilfe von definierter Störgrößenaufschaltung im Grundverfahren geprüft. Im nachfolgenden Schaubild wird die Reaktion der Regelung auf die Störgröße dargestellt. Wie wird die Störgröße im Grundverfahren aufgeschaltet? Zeichnen Sie den Zeitpunkt der Störgrößenaufschaltung ein. Wie reagiert der Regelkreis auf die Störung? 52 Bildungsverlag EINS GmbH

17 LERN 5 6 Diagnose mit OBD: Readiness-Code Fachwissen erarbeiten Name: Klasse: Datum: Blatt: 5 7 Der Readiness-Code kontrolliert nicht auftretende Fehler, sondern gibt dem Mechatroniker an, welche Diagnosen durchgeführt wurden. Sind keine Fehler vorhanden, sind die geprüften Systeme fehlerfrei.. Readiness-Code auslesen Welche technischen Möglichkeiten haben Sie, den Readiness-Code vom Steuergerät auszulesen? 2. Readiness-Überwachungsfunktion Alle elektrischen Bauteile im Kraftfahrzeug werden kontinuierlich auf ihre Funktion hin überwacht. Sind Teilsysteme nicht durchgehend im Fahrzeug aktiv, z. B. Abgasrückführung, werden diese durch Diagnose überprüft. Eine Kontrolle über die durchgeführten Diagnosen wird durch einen 2-stelligen Zahlencode möglich. kontinuierlich überwachte Systeme sporadisch überwachte Systeme Baugruppe unbenutzt übrige Komponenten Kraftstoffsystem Aussetzererkennung Abgasrückführung Lambda-Sonden- Heizung Lambda-Sonde Klimaanlage Sekundärluftsystem Tankentlüftungssystem Katalysatorheizung Katalysator Bit Readiness- Code Unterstüzt Durchgeführt 3. Readiness-Code entschlüsseln Abschnitt eines AU-Ausdrucks eines Kraftfahrzeugs: Bei Leerlaufdrehzahl Drehzahl /min i.o. Funktionsprüfung OBD Prüfbereitschaft nicht alle Systemtests durchgeführt Unterstützt Durchgeführt Fehlerspeicher Anzahl d. abgasrelevanten Fehler i.o. Was sagt die obere Zeile des Readiness-Codes aus? Die dargestellten und in der ersten Zeile bedeuten: Systemtest wird : : Welche Bedeutung hat die untere Zeile des Readiness-Codes? Die dargestellten und in der zweiten Zeile bedeuten: Systemtest ist : : Welche Systeme wurden im vorliegenden Readiness-Code noch nicht vollständig geprüft? Abgassysteme Um z. B. dem Fahrzeug die Prüfplakette geben zu können, müssen diese Systeme geprüft worden sein. Wie gehen Sie vor? Bildungsverlag EINS GmbH 59

18 LERN 5 6 Durchführung einer Diesel-OBD-Abgasuntersuchung Prüfen und beurteilen Name: Klasse: Datum: Blatt: 7 7 Arbeitsauftrag: Eine Diesel-OBD-Abgasuntersuchung soll durchgeführt werden. Messvorgang Die gesetzliche Abgasuntersuchung am Fahrzeug (Erstzulassung vor..26) kann nach gründlicher Vorbereitung beginnen. Ergänzen Sie das abgebildete Ablaufschema der OBD-Diesel-Abgasuntersuchung. Sichtprüfung MIL-Status in Instrumententafel bei Zündung eins Kommunikationsaufbau ja nein i.o. n.i.o. k-wert i.o. n.i.o. ja nein i.o. n.i.o. nein ja aus an Abgassysteme AU bestanden/ausdruck der Prüfbescheinigung AU nicht bestanden Bildungsverlag EINS GmbH 6