ein bischen KFZ-Elektrik-Grundlage

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    • ein bischen KFZ-Elektrik-Grundlage

      hab grad meine Schulmappe aufm den Rechner übertragen und hab mir gedacht, für einige Wissbegierige Hobby-Schrauber isses eventuell intressant oder auch nicht. bitteschön. achja, wird noch vervollständigt, hab noch nicht alles abgetippt.

      Batteriezündanlage

      Das Kraftstoff-Luft-Gemisch muss fremdgezündet werden. Man verwendet einen elektrischen Zündfunken. Die Höhe der Spannung wird bestimmt durch den Abstand an der Zündkerze und den Druck im Verbrennungsraum. Sie liegt zwischen 7000 und 30 000 Volt. Wegen des Zündverzugs von 1-2ms muss der Zündfunke vor OT überspringen. Der Verbrennungshöchstdruck muss immer kurz nach OT vorhanden sein. Der Zündzeitpunkt muss bei steigender Drehzahl in Richtung früh verstellt werden, da die Kolbengeschwindigkeiten zunehmen, die Brenngeschwindigkeit aber immer gleich bleibt. Würde der Zündzeitpunkt bei steigender Drehzahl nicht früher geschehen, würde der Verbrennungshöchstdruck nicht zum optimalen Zeitpunkt vorliegen und die Leistung würde absinken. Verstellbereich 0 bis ca. 50 Grad vor OT. Bei älteren Zündanlagen wird der Zündwinkel durch Fliehkraft und Unterdruck verstellt.

      Zündspule

      Die Zündspule ist ein Transformator. Sie besteht aus einem lamelliertem Weicheisenkern (Dadurch wird das Magnetfeld besser gebündelt) auf den die Sekundär- und Primärwicklung aufgewickelt sind. Sekundärwicklung - viele Windungen, dünner Draht. Primärwicklung - wenig Wicklungen, dicker Draht. Die beiden Wicklungen müssen gegeneinander und gegen den Eisenkern gut isoliert sein. Ein typisches Windungsverhältnis vin Primär und Sekundärwicklung ist 1 : 100 .

      Zündkondensator

      Der Zündkondensator nimmt den durch die selbstinduktion in der Primärwicklung enstehende Stromstoß auf und verhindert dadurch die Funkenbildung an den Unterbrecherkontakten. Bei alten Batteriezündanlagen liegt die Kondensatorgröße bei 0,2 bis 0,4 Microfarat.

      Widerstände an einer Batteriezündanlage pro Zündkreis

      Der Gesamtwiderstand aller Entstörmaterialien, Zündkabel, Kerzenstecker, Verteilerläufer, Verteilerkappe sollte pro Zylinder 20 kOhm nicht überschreiten.

      Aufbau und Wirkungsweise der Batteriezündanlage

      Bei geschlossenem Zündschalter und Unterbrecherkontakt fließt ein Strom (Primärstrom) durch die Primärwicklung der Zündspule. In der Primärwicklung wird ein Magnetfeld aufgebaut. Bei ZZP wird der Unterbrecherkontakt geöffnet, was zu einer Unterbrechung des Primärstroms führt. Dadurch wird das Magnetfeld abgebaut und in der Sekundärwicklung der Zündspule nach dem Transformatorprinzip die Zündspannung erzeugt. Der Zündabstand wird in der KFZ-Elektrik in Winkelgraden einer Verteilerwellen-Umdrehung angegeben. Er ergibt sich aus dem Verhältnis von 360 Grad zur Zylinderzahl des Motors und beträgt z.B. beim 4 Zylinder-Motor 360 Grad : 4 Zylinder = 90 Grad. Der Zündabstand setzt sich aus dem Schließ- und Öffnungswinkel des Unterbrecherkontakts zusammen.

      Ca. 60 % ist Bedingung für ein volles Magnetfeld.

      100% - 90 Grad
      60% - x Grad

      60% * 90 Grad / 100% = 54 Grad Schließwinkel = 36 Grad Öffnungswinkel

      Widerstand der Primärwicklung z.B. 3 Ohm

      Ohmsches Gesetz:
      I = U/R

      U=12V

      I = 12V : 3 Ohm

      I = 4 A


      Kontaktabstand Zündkerze ca. 0,7 mm. Für 0,1mm ca. 1000V, für 0,7mm ca. 7000V.

      B = Basis
      K = Kollektor
      E = Emitter

      Selicium ca. 0,7 V
      Germanium ca. 0,3 V

      Transistorspulenzündanlage mit Hallgeber (TSZ-H)
      Transistorspulenzündanlage mit Induktionsgeber (TSZ-I)

      Schnelles Erkennen am Zündmodul : Hallgeber 3 Anschlüsse, I-Geber 2 Anschlüsse oder einen Anschluss mit Koaxial-Kabel. Die Steuerimpulse des Hall- oder I-Gebers werden einem elektronischen Schaltgerät (Zündsteuergerät) zugeleitet und verarbeitet. Bei Anlagen mit Unterbrecherkontakt ist der Schließwinkel bei allen Drehzahlen gleich groß. Bei elektronischen Zündanlagen vergrößert sich der Schließwinkel bei steigender Drehzahl und damit höhere Spannung im oberen Drehzahl und lastabhängige Frühverstellung des ZZP. Sind keine Unterdruckdose bzw. Fliehgewichte vorhanden ist eine vollelektronische Kennfeldzündung verbaut.
    • Schaltplan einer TSZ-I Anlage

      Strom kann nur fließen wenn der Stromkreis geschlossen ist. Das gilt auch für den Primär-Stromkreis. Der Primärstrom fließt von der Batterie zum Zündschalter Klemme 15. Von Dort wird einmal das Steuergerät an der Klemme 15 mit Spannung versorgt. Es geht weiter über die Primärwicklung zu Klemme 1 am Spulenausgang und Steuergeräteeingang Klemme 16, über den durchgeschalteten Transistor an Klemme 31. Sperrt der Transistor, ist dieser Weg nicht mehr möglich. Folglich bricht das Magnetfeld der Primärwicklung zusammen, schneidet die Sekundärwicklung und induziert die Hochspannung. Der Transistor (NPN) arbeitet ähnlich wie ein Relais d.h. er benötigt einen Steuerstrom damit der Hauptstrom zwischen Klemme 16 und 31 fließen kann. Diesen Steuerstrom erhält er über die Klemme 7 von Induktionsgeber im Zündverteiler.

      Zündverteiler mit Hallgeber

      Anstelle des Unterbrecherkontaktes ist der Zündverteiler mit einem Wartungsfreien Hallgeber ausgerüstet. Der Zündverteiler besitzt deswegen keinen Zündkondensator. Der Hallgeber besteht aus einer berührungslos arbeitenden Magnetschranke und einer an der Zündverteilerwelle befestigter Blende. Dadurch bestimmt der Hallgeber den Zündzeitpunkt. Wird die Blende in den Luftspalt der Magnetschranke gedreht so lenkt sie das Magnetfeld am Hall-ic vorbei. Der Hallgeber veranlasst das Einschalten des Zündspulenstroms durch das Schaltgerät. Taucht eine Blende in den Luftspalt der Magnetschranke ein so lenkt sie das Magnetfeld am Hall-ic vorbei, das Hallelement ist nahezu Feldfrei und somit entspricht UH in etwa Null. Der Signalausgang des Hall-ic sperrt den Signalstrom. Man sagt das Hall-ic schaltet aus. Wird die Blende aus dem Luftspalt der Magnetschranke gedreht, wird der Zündspulenstrom abgeschaltet und es erfolgt eine Zündung.

      Schaltplan einer TSZ-H Anlage

      Hier versorgt das Zündschloss den PIN4 des Steuergerätes mit Batteriespannung und ebenso die Klemme 15 der Zündspule. Über die Klemme 1 fließt der Primärstrom zum PIN1 des Steuergerätes und von dort über PIN2 zur Masse. Voraussetzung ist, dass der Transistor durchgeschaltet hat. Der Transistor schaltet durch wenn der entsprechende Impuls vom Halleberanschluss Null vorliegt. Andernfalls wird der Primärstromkreis unterbrochen und der Sekundärstrom fließt über die Klemm 4 der Zündspule zum Verteiler und weiter zur Zündkerze.

      Klopfregelung

      Das Klopfen ist bei Verbrennungsmotoren eine unkontrollierte Verbrennung oder eine Selbstentzündung des Kraftstoffes. Durch die klopfende Verbrennung wird der Motor mechanisch und thermisch sehr hoch belastet. Es treten Druckspitzen auf, die Kolben, Lager und Zylinderkopf beschädigen können.
      Was begünstig das Klopfen?
      1. Zu hohe Verdichtungen des Gemisches
      2. Hohe Temperaturen der Zylinderinnenwand
      3. Glühender Abbrand an den Zylinderwänden (Verbrennungs- und Ölrückstände)
      4. Kraftstoff mit zu niedriger Oktanzahl ( Kennzahl für die Klopffestigkeit)
      5. Schmierölpartikel, die aus den Kurbelraumgasen in das Kraftstoff- Luft-Gemisch gelangen können.

      Der Klopfsensor befindet sich an der Außenseite des Motorblocks. Er soll bei allen Betriebszuständen des Motors Klopfgeräusche erfassen, um Motorschäden zu vermeiden.

      Funktion

      Der Klopfsensor hört die Körperschallschwingungen vom Motorblock ab und wandelt diese in elektrische Spannungssignale um. Beim Auftreten von Klopfen wird das Zündsignal für den jeweiligen Zylinder soweit in Richtung spät verstellt bis keine klopfende Verbrennung mehr auftritt.

      Auswirkung bei Ausfall des Klopfsensors

      Aufleuchten der Motorkontrollleuchte
      Abspeichern eines Fehlercodes
      Geringe Motorleistung
      Erhöhter Kraftstoffverbrauch

      Ausfallursachen

      Innere Kurzschlüsse
      Leitungsunterbrechungen
      Leitungskurzschluss
      Mechanische Beschädigung
      Fehlerhafte Befestigung
      Korrosion

      Fehlersuche

      Auslesen des Fehlerspeichers
      Korrekten Sitz und Anzugsdrehmoment des Sensors prüfen
      Elektrische Anschlüsse der Sensorleitungen des Steckers und Sensors auf richtige Verbindung, Bruch und Korrosion überprüfen.

      Zündkennfeld

      Das Zündkennfeld bestimmt in einer Motorsteuerung eines Ottomotors den Zündwinkel (ZZP) der einzelnen Zylinder. Das Zündkennfeld ist ein dreidimensionales Gebilde bestehend aus x-Achse (Drehzahl) der Y-Achse (Motorlast) und Z-Achse (Zündwinkel). Bei der Entwicklung eines Motors wird das Zündkennfeld so eingestellt, dass der Ottomotor in jedem Last- und Drehzahlbereich bezüglich Verbrennung und Leistung optimal arbeitet.

      Drehstromgenerator

      Aufgabe: Alle im KFZ angebauten elektrischen Verbraucher sowie die Batterie mit elektrischer Energie zu versorgen.

      Spannungserzeugung durch Induktion

      Schneidet ein elektrischer Leiter magnetische Feldlinien so wird in ihm eine Spannung induziert. Dabei ist es unerheblich ob sich der Leiter im Magnetfeld bewegt oder der Leiter feststeht und das Magnetfeld sich bewegt.

      Die Höhe der Induktionsspannung ist abhängig von:

      1. Der Stärke des Magnetfeldes
      2. Der Anzahl der Windungen in der Spule
      3. Der Bewegungsgeschwindigkeit

      Aufbau eines Drehstromgenerators

      Gehäuse mit Riemenscheibe und Lüfterrad
      Ständereisen mit drei Wicklungen U V W
      Klauenpolläufer mit Magnetpolen 6 Nordpole, 6 Südpole
      Erregerwicklung, den Schleifringen und der Läuferwelle
      Diodenplatte mit 6 Leistungsdioden, 3 plus 3 minus und 3 Erregerdioden

      Funktionsweise des Drehstromgenerators

      Sobald Gleichstrom durch die Erregerwicklung fließt entsteht ein Magnetfeld. Dreht sich der Läufer so induziert das Magnetfeld in den Ständerwicklungen eine dreiphasige Wechselspannung (UVW) mit 120 Grad Phasenverschiebung der durch Dioden gleichgerichtet wird. Dioden sind elektronische Bauteile die den Strom nur in eine Richtung durchlassen (elektronische Rückschlagventile). Dadurch können sie den Drehstrom in Gleichstrom umwandeln (Gleichrichten). Da die vom Generator erzeugte Spannung von der des Motors und der von dem Verbraucher und die Batterie unterschiedliche Ladezustände abhängt, muss ein Regler die erzeugte Generatorspannung konstant halten. Dies geschieht indem der Strom durch die Erregerwicklung ein- und ausgeschaltet wird.
      Spannung zu hoch = Strom wird abgeschaltet
      Spannung zu niedrig = Strom wird eingeschaltet

      Ladekontrollleuchte

      Ist die Ladekontrollleuchte defekt, muss sie durch eine Lampe der gleichen Leistung ersetzt werden. Da der Vorerregerstromkreis über diese Lampe läuft. Durch diesen Stromkreis wird die Schwellspannung der Dioden überwunden (2*0,7 V = 1,4 V). Kontrolllampen 2 Watt für 12 Volt und 3 Watt für 24 Volt
    • ich war mal so frei folgendes einzufügen:

      ", da die Kolbengeschwindigkeiten zunehmen, die Brenngeschwindigkeit aber immer gleich bleibt. Würde der Zündzeitpunkt bei steigender Drehzahl nicht früher geschehen, würde der Verbrennungshöchstdruck nicht zum optimalen Zeitpunkt vorliegen und die Leistung würde absinken. "
      In memoriam of Thomas "Klingone" R.
    • jo ich hab mich auch gewundert. aber du bekommst alles noch beigebracht. es könnte ja der fall sein, das ein Kunde mit einem Ford Taunus in die Werkstatt kommt und die Zündung eingestell haben möchte, wäre ja peinlich wenn man das als KFZ-Profi dann nicht könnte ;)

      ich finds aber gut das das alles noch beigebracht wird und nicht nur noch auf den ganzen elektronischen Rotz aufgebaut wird. So weiss man wenigstens auch als normal sterblicher woher der ganze Fortschritt kommt und nicht schon immer alles mit elektronischer Fehlerauslese funktioniert hat (viele jugendliche Auszubildene denken das tatsächlich, für die gab es nie eine Zeit ohne Computer). Achsvermessung müssen wir bei der Geselleprüfung auch noch nach "alter Schule" machen mit den Spiegeln und dem ganzen Zeug. Tut sich ja heutzutage eigentlich auch kein Mensch mehr an.
    • Deshalb isses gut wenn man in ner fähigen freien Werkstatt schafft und von allem was mitkriegt. Die Markenfuzzis haben ihre Brille auf und wissen oft nicht weiter, wenns über den Tellerrand hinausgeht.
      Kontaktzündung habense uns auch noch beigebracht. Ist als Einstieg in die Materie auch am einfachsten und sinnvollsten, um das Prinzip zu verstehen.