Fachkunde:Kraftfahrzeugtechnik KFZ-Elektrik KFZ-Elektronik

1. Fachkunde:Kraftfahrzeugtechnik KFZ-Elektrik KFZ-Elektronik

2. Spannungsversorgung und BordnetzElektrische Motoren, StarterZündanlagen/systemeSensorenEinspritzsystemeKomforttechnik(Elektrisch verstellbare Sitze/Außensiegel, Diebstahlschutzsyteme,Fahrerassistenzsysteme,Infotainmentsystem) Inhalt

3. Elektrische Motoren In Kraftfahrzeugen werden Gleichstrommotoren als Starter und als Hilfsantriebe, z.B. bei Ventilatoren, Scheibenwischern, Sitzverstellungen verwendet. Sollen Einrichtungen im Kraftfahrzeug um genau definierte Strecken bzw. Winkelgrade verstellt werden, z.B. beim Leerlauffüllungsregler, so können Schrittmotoren eingesetzt werden. Im bereich der elektrischen Fahrzeugantriebe werden neben Gleichstrommotoren auch noch Drehstromasynchronmotoren und Synchronmotoren verwendet.

4. Elektrische Motoren 1. Gleichstrommotoren Wicklungsweise. Das Prinzip des Gleichstrommotors beruht auf der Tatsache, dass auf einem stromdurchflossenen Leiter im Magnetfeld eine Kraft ausgeübt wird. Diese Kraft ist abängig von… der Stärke des elektrischen Stromed im Leiter. der Stärke des Magnetfldes (magnetische Flussdichte). der wirksamen Leiterlänge (Windungszahl).

5. Elektrische Motoren 1. Gleichstrommotoren Stromwendung (Kommutation). Stromwender (Kommutator) Mehrere Spulen in einem Anker

6. Elektrische Motoren 1. Gleichstrommotoren Einteilung von Gleichstrommotoren. Gleichstrommotoren können nach der Art der Erregung unterschieden werden in: Drehzahl-Drehmoment-Charakteristik Nebenschlussmotor Pemanenterregter Motor Reihenschlussmotor Doppelschlussmotor

7. Elektrische Motoren 2. Schrittmotoren Beim Schrittmotor wird der Läfer und damit die Atriebswelle jeweils un einen bestimmten Winkel oder Schritt weitergedreht. Je nach Auslegung des Schrittmotors können kleine Winkelschritte bis 1.5°erreicht werden.

8. Elektrische Motoren 2. Schrittmotoren Aufbau. Der Läufer eines Schrittmotors ist ein Zahnläufer aus einem Dauermagneten, wobei die Zähne in axialer Richtung magnetisiert werden. Dabei wechseln die Zähne fortlaufend zwischen Nord- und Südpol. Zwischen zwei Zähnen ist z.B. eine Lücke von einer halben Zahnbreite.

9. Elektrische Motoren 2. Schrittmotoren Wirkungsweise. Aufgrund von Sensorinforma-tionenüber die erforderliche Verstellung werden im Steuergerät folgende Größen festgelegt: Zahl der Schritte (Entspricht Drehwinkel) Erforderliche Drehrichtung Dreh-bzw. Verstellgeschwindigkeit

10. Elektrische Motoren 2. Schrittmotoren Ein Schrittmotor kann eine beliebige Anzahl von Schritten in beide Richtungen ausführen. Schritten in beide Richtungen ausführen: Automatischer Drosselklappenverstellung Lüfterklappenverstellung bei Klimaanlagen Elektrischer Außenspiegelverstellung Sitzverstellung mit Memoryeffekt

11. Elektrische Motoren 3. Bürstenlose Motoren Diese Bauart kehrt das Konstruktionsprizip des mechanisch kommutierten Motors um. Bei dem büstenlosen Motor sind die Wicklingen an Stator angebracht und der Rotor verf ügt über die umlaufenden Dauermagnete.

12. Elektrische Motoren 3. Bürstenlose Motoren Außenläufermotor Bei diesem Motor sind die feststehenden Statorwicklungen im Innern angebracht und die umlaufende Rotorglocke umschließt die Wicklungen. Innenläufermotor Bei diesem Motor befindet sich der Magnetrotor im Inneren des Motors und der Stator umschließt den Rotor.

13. Elektrische Motoren 3. Bürstenlose Motoren Elektronische Kommutierung Bei bürstenlosen Motoren wird das Ein- und Ausschalten der einzelnen Wicklung mit Hilfe einer Steuerungselektronik durchgeührt. Diese erhält vom Rotorlagegeber, z.B. einem Hallsensor, die Information über die Positin des Rotors und schaltet die entsprechenden Wicklungen am Sator ein oder aus.

14. Elektrische Motoren 3. Bürstenlose Motoren Vorteile bürstenloser Motoren gegenüber mechanisch kommutierten Mototen: Ermöglichung hoher Drehzahlen, da die Höchstdrehzahl des Motors ausschließlich von der Lagerung und den auf die Magnetbefesigung wirkenden Fliehkräften abhängt. Regelung der Motordrehzahl über die Messung der Drehzahl durch den Rotorlagegeber. Geräuscharmer Betrieb, gute elektromagnetische Verträglichkeit und Wartungsfreiheit durch denWegfall der Bürsten. Diagnosefähigkeit der Steuerungselektronik und der mechanischen Leichtgängigkeit. Kompakte Bauweise und geringes Gewicht. Verwendung Bürstenlose Motoren werden im Kraftfahrzeug z.B. für Motorkühlgebläse und als Gebläsemotoren in Klimaanlagen eingesetzt.

15. Elektrische Motoren 4. Starter Verbrennungsmotoren müssen mit fremder Energie gestartet werden. Beim Starten sind die Massenträgheit, die Reibungs- und Verdichtungswidersände des Motors zu überwinden. Aufbau des Starters Ein Starter besteht in der Regel aus: Startermotor (Elektromotor) Einrückrelais (Relais, Einrückmagnet) Einspurgetriebe (Ritzel, Rollenfreilauf)

16. Elektrische Motoren 4. Starter Startermotor Das Polgehäuse besteht aus einem Rohr, in dem die Polschuhe mit den Erregerwicklungen oder Dauermagnete angebracht sind. Es dient außerdem zum Rückschluss der magnetischen Feldlinien und daher aus einem magnetisch gut leitenden Stahl hergestellt.

17. Elektrische Motoren 4. Starter Einrückrelais (Magnetschalter) Es ist eine Kombination aus Relais und Einerückmagnet. Es hat die Aufgaben. Das Ritzel zum Einspuren in den Zahnkrnz des Motors vorzuschieben sowie Die Kontaktbrücke zum Einschalten des Starterhauptstromed zu schließen.

18. Elektrische Motoren 4. Starter Einspurgetriebe Es besteht im Wesentlichen aus: Ritel zur Kraftübertragung sowie Drehzahl- und Momentenwandlung. Freilauf als Überholkupplung nach dem Starten. Einrückhebel für den Einspurhub. Einspurfeder, ermöglicht das Einspuren bei der Stellung Zahn auf Zahn.

19. Elektrische Motoren 4. Starter Man unterscheidet: Rollenfreilauf. Er wird bei kleineren Startern für Pkw und leichtere Lkw eingesetzt. Lamellenfreilauf. Er wird bei größeren Startern für Lkw eingesetzt. Der Rollenfreilauf besteht aus dem Freilaufring mit den Rollengleitkurven, den Rollen den Schraubenfedern. Die Rollen gleiten auf dem Ritzelschaft. Die Rollengleitkurvenverengen sich in einer Richtung.

20. Elektrische Motoren 4. Starter Schub-Schraubtrieb-Starter Beim Einspuren bewegt sich der mit dem Ritzel über einen Rollenfreilauf gekuppelte Mitnehmer auf dem Steilgewinde der Ankerwelle. Einrückhebel Rollenfreilauf Ritzel Zahnkranz Mitnehmer

21. Elektrische Motoren 4. Starter Der Magnetschalter hat zwei Wicklungen, eine Einzugswicklung und eine Haltewicklung. Zum Einziehen wirken beide Wicklungen zusammen. Mit dem Einschalten des Starterstromes wird die Einzugswicklung kurzgeschlossen. Die Wicklung erhält von beiden Seiten plus. Der Magnetschalter wird nur noch durch die Haltewicklung gehalten.

22. Elektrische Motoren 4. Starter Schub-Schraubtrieb-Starter mit Permanentfeld und Vorgelege Bei diesem Startertyp wird die Erregerwicklung durch Permanentmagneten ersetzt.

23. Elektrische Motoren 4. Starter Einrückrelais und Einspurgetriebe sowie die Arbeitsweise sind bei beiden Startertypen gleich. Lediglich die elektrische Innenschalt-ung weicht ab. Beim Schalten des Starterstromkreises fließt der Strom direkt zu den Kohlebürsten und dem Anker.

24. Elektrische Motoren 4. Starter Schub-Schraubtrieb-Starter mit Permanentfeld haben eine Neben-schlusscharakteristik. Das zwischen dem Startermotor und Rizel zusätzlich als Vorgelege eingebaute Planetengetriebe hat die Aufgabe, die hohe Drehzahl des Starters zu verringern und gleichzeitig das Drehmoment am Rizel zu erhöhen.

25. Elektrische Motoren 4. Starter Einspur-,Ausspur- und Überholvorgang entsprechen denen des Schub-Schraubtrieb-Starters. Das Planentenrad-Vorglelege besteht aus dem Hohlrad, den Planetenrädern mit Planetenradträgern und dem Sonnenrad.

26. Elektrische Motoren 4. Starter Das Sonnenrad sitzt auf der Ankerwelle und bildet das Antriebsrad des Planetenrad-Vorgeleges. Die Planetenräder sind auf dem Planetenradträger gelagert. Dieser ist mit der Antriebswelle verbunden, die mit einem Steilgewinde versehen ist, auf dem das Ritzel verschiebbar gelagert ist. Das Hohlrad ist im Startergehäuse befestigt und wird aus Kunststoff hergestellt.

27. Elektrische Motoren 5. Werkstatthinweise In Kraftfahrzeugen mit Schal tgetriebe kann eine Kurzschlussprüfung des Starters durchgeführt werden. Kurzschlussprüfung Ein Strom- und zwei Spannungsmesser nach das Bild schalten, den größten Gang einlegen, Handbremse anziehen und Fußbremse betätigen. Starter kurz betätigen (max. 5’ ) Beim Starten nach Möglichkeit alle anderen elektrischen Ver- braucher ausschalten. Kurzschlussstrom, Klemmen- spannung an der Batterie und Spannung am Starter ablesen.

28. Elektrische Motoren 5. Werkstatthinweise Kurzschlussprüfung Differenz zwischen der Spannung an der Batterie und der Spannung am Starter ist der Spannungsabfall in der Starterhauptleitung. Zulässiger Spannungsabfall:0.25V in 6 V –Anlagen, 0.5 V in 12V –Anlagen, 1V in 24V-Anlagen. Die Klemmenspannung der Batterie darf bei Belastung mit dem zulässigen Kurz- schlussstrom bei 6 V –Anlagen 3.5 V, Bei 12 V-Anlagen 7 V und bei 24V –Anlagen 14V nicht unterschreiten.

29. Elektrische Motoren