Handbuch zur Vorbereitung auf den Prüfungslehrgang Schulungsphase 2008-2011 8. Auflage 2009 Herausgeber: Akademie des Deutsehen «vi* 'Kraftfährzeuggewerbes GmbH (TAK) * :: - i t r. 19 im Auftrag des: Bundesinnungsverbandes des Kfz-Handwerks Franz-Lohe-Str. 21 53129 Bonn
ABGASUNTERSUCHUNG 2008-2011 = Inhaltsverzeichnis Impressum 2 ZDK-Vorwort 3 Vorwort des Bundesministers für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung 5 Vorwort Herausgeber 6 Inhaltsverzeichnis.. : 7 Bildverzeichnis... 11 1. Die Abgasuntersuchung (AU) im Rahmen der technischen Fahrzeugüberwachung 19 1.1 Allgemeines 19 1.1.1 Leitlinien : 20 1.1.2 Einfluss der EU-Regelungen auf die nationale Gesetzgebung der periodisch technischen Fahrzeugüberwachung 21 1.1.2.1 Abgasvorschriften für Personenkraftwagen (Pkw) und Nutzfahrzeuge (Nfz) 22 1.1.2.2 Abgasgrenzwerte und Einsatztermine für Personenkraftwagen (Pkw), Nutzfahrzeuge (Nfz) und Krafträder 24 1.1.3 Prüfen und Reparieren 28 1.1.4 Bedeutung der AU für die Umwelt und das Kfz-Gewerbe. 30 1.1.5 Gebührenordnung für Maßnahmen im Straßenverkehr (GebOSt) 32 1.1.5.1 Aktuelle Situation..32 1.1.5.2 Einbindung anerkannter AU-Werkstätten in die GebOSt 33 1.1.6 Struktur der-au-vorschriften 34 1.1.7 Berechtigte Stellen" zur Durchführung von Abgasuntersuchungen 36 1.1.7.1 Anforderungen an AU-Untersuchungsstellen 37 1.1.8 Anerkennende Stellen im Bundesgebiet 37 1.2 Allgemeines zur Abgasuntersuchung (AU) 38 1.2.1 Untersuchungspflichtige Kraftfahrzeuge ; 38 1.2.2 Untersuehungsfristen 40 1.2.2.1 Untersuchungsfristen bei Fahrzeugen ohne OBD-System 40 1.2.2.2 Untersuchungsfristen bei Fahrzeugen mit OBD-System 41 1.2.2.3 Fristüberschreitung für die Nachprüfung der Mängelbeseitigung 42 1.2.2.4 Rückdatierung (Fälligkeitsdatierung) 44 1.2.3 Prüfverfahren/Untersuchungsverfahren 46 1.2.4 Grenzwerte bei Fehlen von Herstellerangaben 49 1.2.5 Abgasmessgeräte 49 1.2.6 Nachweise über die durchgeführte Abgasuntersuchung (AU) 52 1.2.6.1 Prüfbescheinigung 53 1.2.6.2 Nachweis 54 1.2.6.3 ' Handhabung der Nachweise in der Praxis 55 1,2.6.3.1 Abgasrelevante Mängel 56 1.2.6.3-2 Erkannte, aber nicht behobene Mängel an schadstoffrelevanten Bauteilen/an der Abgasanlage 57 1.2.6.3.3 Ausnahmeregelung bei der AU-Nachweisführung an OBD-Kraftfahrzeugen mit Fremdzündungsmotor 58 1.2.7 AU-Plakette 59 1.2.8 AU-Nachweis-Siegelab2010 59 1.2.9 Untersuchung der Abgase an Kraftfahrzeugen (AU) 60 1.2.9.1 Stufenplan für die Anbindung der Abgasuntersuchung (AU) an die Hauptuntersuchug (HU) 60 1.2.9.2 Untersuchung der Abgase an Kraftfahrzeugen (Pkw, Nfz) 61 1.2.9.2.1 Kraftfahrzeuge ohne OBD-System.' 62 1.2.9.2.1.1 Untersuchung der Abgase an Kraftfahrzeugen ohne OBD-System 63 1.2.9.2.2 Kraftfahrzeuge mit OBD-System 64 1.2.9.2.2.1 Untersuchung der Abgase an Kraftfahrzeugen mit Fremdzündungsmotor und mit OBD-System 65 1.2.9.2.2.2 Untersuchung der Abgase an Kraftfahrzeugen mit Kompressionszündungsmotor und mit OBD-System nach 70/220/EWG..68 1.2.9.2.2.3 Nachweis der Untersuchung der Abgase an Kraftfahrzeugen mit OBD-System 71 1.2.9.3 Untersuchung von Nfz mit OBD-System (typgenehmigt nach 2005/55/EG) 72 1.2-.9.4 AU-Ersatzverfahren für Kraftfahrzeuge mit OBD-System 78 1.2.9.5 Untersuchung der Abgase an Krafträdern (AUK) 79 1.2,9.5.1 Untersuchungspflichtige Krafträder 80 1.2*9.5.2 AUK-Untersuchungsverfahren 81
s ABGASUNTERSUCHUNG 2008-2011 * M "^^^^^~^^^^^^^ a -^^^ 1.2.9.5.3 Grenzwerte bei Fehlen von Herstellerangaben 82 1.2.9.5.4 Das AUK-Untersuchungsverfahren im Detail :..82 1.2.9.5.5 Erweiterungsmöglichkeit der AU-Anerkennung auf die AUK 83 1.2.9.6 Fehler bei der AU-Durchführung 84 1.2.9.7 Identifikation des zu prüfenden Fahrzeuges 85 1.2.9.7.1 Neue Fahrzeugpapiere 85 1.3 AU-Anerkennung in der Praxis - Verfahren und Voraussetzungen 87 1.3.1 Verfahren und Voraussetzungen.. 88 1.3.2 _ Handwerksrolle und Führungszeugnis 89 1.3.3 Fachliche Qualifikation... 89 1.3.3.1 Vorbildung/Ausbildung 89 1.3.3.2 Präsenz der verantwortlichen Person ; 90 1.3.3.3 Sehulungsnachweis der verantwortlichen Personen und Fachkräfte 92 1.3.4 Haftpflichtversicherung und Freistellungserklärung 92 1.3.5 Bauliche Anforderungen und Ausstattung 93 1.3.6 Vorschriften und Informationen 93 1.3.7 Dokumentation der Betriebsorganisation 94 1.3.8 Erfassung statistischer Daten 94 1.3.9 Kontrollnummer und Prägezange mit Prägenummer 96 1.3.10 Überprüfung und Aufsicht der AU-Anerkennung 97 1.3-11 Durchführung der AU durch Prüfingenieure in Werkstätten 98 1.4 AU-Schulungsplan, 98 1.4.1 Allgemeines...98 1.4.2 Rechtliche Grundlagen 99 1.4.3 Anforderungen an die Schulungsstätten... 99 1.4.4 Schulungsinhalte.. 100 1.4.5 Abschlussprüfung 101 1.4.6 Übergangsbestimmungen 102 1.5 Qualitätssicherung bei der Durchführung der AU 102 1.5.1 Erfassung der AU-Daten 106 1.5.2 Einrichtung und Ausstattung 110 1.5.3 Interne Revision 112 1.6 AU-Mängelstatistik 113 1.6.1 Mängelstatistik der anerkannten Werkstätten zur AU 113 1.6.2 Umsetzung 113 1.6.3 Datenerfassung innerhalb der Verbandsorganisation 114 1.6.4 AU-Mängelstatistik des Kfz-Gewerbes 116 1.6.4.1 Zusammenfassung 117 1.7 Arbeits- und Gesundheitsschutz 118 r 2. On Board Diagnose in Kraftfahrzeugen 119 2'.\ Personenkraftwagen 119 2.1.1 Q Ziele und Forderungen 119 2.1.2 Gesetze und Regelungen 120 2.1.3 Schnittstelle Fahrzeug - Diagnosegerät / Steckefbelegung 121 2.1.4 Generierung, Verarbeitung und Ausgabe abgasrelevanter Daten im Pkw 122 2.1.5 Fehlercodes nach SAEJ2012 125 2.1.6 Kontrollleuchte Motordiagnose : 127 2.1.7 Manipulationsschutz 129 2.1.8 Neuer Europafahrzyklus 129 2.1.9 Technischer Umfang der Überwachung mittels OBD bei Fahrzeugenmit Ottomotor 135 2.1.9.1 Überwachung der Katalysatorfunktion 136 2.1.9.2 Selbstanpassung der Gemischbildung 138 2.1.9.3 SauerstofTsonden 141 2.1.9.4 Laufunruhe 147 2.1.9^5 Sekundärlufteinblasung 150
ABGASUNTERSUCHUNG 2008 -"2011 = 2.1.9.6 Sonstige abgasrelevante Komponenten 151 2.1.10 Technischer Umfang der Überwachung mittels OBD bei Fahrzeugenmit Dieselmotor 153 2.1.11 Anzeigen der Prüfbereitschaft (Readiness-Code) 157-2.2 Nutzfahrzeuge 162 3. AU-Prüfgeräte (Otto und Diesel) 163 3.1 Funktionsweise 163 3.1.1 Funktionsprinzip Viergastester 164 3-.1.2 Funktionsprinzip Rauchgas-Trübungsmesser: 165 3.2 Drehzahlerfassung 167 3.3 Genauigkeitsklassen 168 3.4 Wartung, Instandhaltung, Eichung 168 3.5 Geräteleitfaderi..' ' 169 36 Dokumentation durchgeführter Prüfungen 170 3.7 Auslesegerät (Scan-Tool) 171 4. Zusammenfassung: AU-Abläufe für Pkw und Nfe 175 4.1 Fahrzeuge ohne OBD-System... 176 4.1.1 Untersuchung von Fahrzeugen mit Fremdzündungsmotor ohne Katalysator oder mit ungeregeltem Katalysator (UKAT):.. 176 4.1.2 Untersuchung von Fahrzeugen mit Fremdzündungsmotor mit Katalysator und geregelter Gemischaufbereitung (GKAT):.. 177 4.1.3 Untersuchung von Fahrzeugen mit Kompressionszündungsmotor: ; 178 4.2 Fahrzeuge mit OBD-System 179 4.2.1 Untersuchung von Fahrzeugen mit Fremdzündungsmotor mit Katalysator und geregelter Gemischaufbereitung und mit On-Board-Diagnosesystem (GKAT mit OBD): 1.79 4.2.2 Untersuchung von Fahrzeugen mit Kompressionszündungsmotor und mit On-Board-Diagnosesystem (Diesel mit OBD):.. 1.81 4.3 Fahrzeuge mit Gasantrieb 183 4.3.1 Fahrzeuge mit Fremd- oder Kompressionszündungsmotor und alternativen Antrieb oder Kraftstoff: 183 4.4 Änderungen im Zusammenhang mit der aktuellen AU-Richtlinie sowie dem Geräteleitfaden 4 187 4.5 Erfahrungen aus der Praxis / Ausnahmegenehmigungen 193 4.5.1 AU-Ersatzverfahren für Fahrzeuge mit OBD 193 4.5.2 Hilfen bei nicht bestandener AU 196 5. Neue KraftstofFe 197 5.1 Kraftstoffe als konstruktives Element i 197 5.2 Anforderungen an KraftstofFe 198 5.3 Pfade zur Herstellung von Kraftstoffen 199 5-3.1 Kraftstoffe aus erschöpflichen Energieträgern 200 5.3.1.1 Kraftstoffe auf Basis Erdöl/Erdgas 200 5.3.1.1.1 '' Otto-Kraftstoff 200 5.3.1.1.2 Diesel-Kraftstoff 201 5.3.1.1.3 Erdgas..., 202 5.3.1.1.4 Autogas/Flüssiggas 204 5.4 Wasserstoff. 205 5-5 -^ Vollsynthetische Kraftstoffe aus Synthesegas: Gas-to-Liquid, GtL 207 5.5.1 '' Gtl aus Erdgas/Methan 207 5.5.2 Gtkaus Kohle,,, 209 5-6 KraftstofFe aus erneuerbaren Energieträgern 210 56.1 KraftstofFe aus reiner Biomasse 210 5.6.1.1 Rapsöl.. 210 5.6.1.2 Biogas (Methan) 210 5.6.1.3 Ethanol ; 212 5.6.1.4 BtL/Sunfuel/Biotrol " 213 5.6.2 Teilsynthetische KraftstofFe aus Biomasse: Rapsölmethylester/Biodiesel 215 6. Technik zur Emissionsminderung bei Otto-Motoren 216 6.1 Weiterentwicklung bei motorseitigen Komponenten 216 6.1.1 Downsizing 216 6.1.2 Aufladung -. 217
= ABGASUNTERSUCHUNG 2008-2011 " 6.1.2.1 Prinzip der Turbo-Stufenaufladung 217 6.1.2.2 Beispiel TSI-Motor bei Volkswagen 219 6.1.2.3 Beispiel Turboaufladung bei BMW 220 6.1.3 Variable Ventilsteuerung 221 6.1.3.1 Ausführungsbeispiele 224 6.1.3.2 Ausführungsbeispiel Valvelift" 227 6.1.4 Elektromagnetischer Ventiltrieb 228 6.2 Weiterentwicklungen bei Verbrennungskonzepten 229 6.2.1 Benzindirekteinspritzung 229 6.2.1.1 Weiterentwicklung der FSI-Technik 230 6.2.1.2 Strahlgeführte Benzindirekteinspritzung: Beispiel BMW 234 6.2.2 Kombination von Otto- und Dieselmotor 241 6.2.3 Gesamtfahrzeugansatz 243 6.3 Hybridantriebe im Fahrzeug: Prinzipielle Konzeptvarianten 244 6.3.1 Micro-Hybride 245 6.3.2 Mild-Hybride/Medium-Hybride 247 6.3.3 Vollhybride 248 6.4 Weiterentwicklungen auf der Abgasseite 253 6.4.1 Abgasreinigung bei Otto-Motoren 253 6.4.1.1 Dreiwegekatalysator 253 6.4.1.2 Abgasnachbehandlung bei direkteinspritzenden Motoren 257 6.4.1.2.1 Verfahren ~ 257 6.4.1.2.2 Schwefelproblematik 259 6.4.1.3 Abgaskühlung '. 261 6.4.1.4 Katalysatorsysteme bei Motoren mit Direkteinspritzung 262 6.4.2 Abgasrückführung(AGR). 263 6.4.3 Nachrüstsysteme 266 7. Technik zur Emissionsminderung bei Diesel-Motoren 268 7.1 Einleitung ; 268 7.2 Innermotorische Maßnahmen 268 72.1 Common-Rail- Systeme 269 7.2.1.1 Das Prinzip der Speichereinspritzung 269 7.2.1.2 Aufbau eines CR-Systems 270 7.2.1.3 Maßnahmen zum Toleranzausgleich 284 7.2.2 Pumpe-Düse 286 7.2.2.1 Pumpe-Düse Systeme für Lkw: Bosch, Delphi und Scania-Systeme 287 7.2.2.2 Pumpe-Düse-Systeme für Pkw: VAG-Bosch und Siemens 295 7.2.3 Pumpe-Leitung-Düse-Systeme 301 7-2.4 Weitere./notorische Maßnahmen 305 7.2.4.1 Aufladung 305 7.2.4.2 Drallsteuerung 309 7.2.4.3% Abgasrückführung bei Pkw 310 7.2.4.4 Abgasrückführung bei Nutzfahrzeugen 312 7.3 Di Abgasnachbehandlung 315 7.3.1 Abgasnachbehandlungssysteme für Pkw 317 7.3.1.1 Der Oxidationskatalysator 317 7.3.1.2 Der biesel-partikelfilter (DPF) 317 7.3.1.3 Der Speicherkatalysator 325 7.3.2 Abgasnachbehandlungssysteme für Nutzfahrzeuge 331 7.3.2.1 Der SCR-Katalysator " 332 7.3.2.2 Der PM-Kat von MAN 339 \ Fragen zum Selbsttest 341 Antworten zum Selbsttest 345 Stichwortverzeichnis 349 10