Ihr Auto ist ein komplexes Wesen

Neben Motor und Fahrwerk verfügen moderne Autos über eine Vielzahl an sogenannten Aggregaten die nötig sind um die reibungslose Funktion Ihres Automobils zu gewährleisten. Jedes für sich ist oft für eine Vielzahl an Funktionen verantwortlich und schleicht sich da oder dort ein Defekt ein ist es mit der Fahrfreude leider oft gleich ganz vorbei.

Wir sind für Sie da und wir können helfen! 
wir verfügen über alle modernen Möglichkeiten der Diagnose 
reparieren wenn es sinnvoll ist und tauschen wenn es sein muss
und das natürlich in Absprache mit Ihnen

 

Diagnose - Elektronik klar im Vormarsch

Überwachung und Steuerung basiert in modernen Fahrzeugen mittels rechnergestützter Elektronik. Oft ist im Fahrzeug eine zweistellige Anzahl von Steuergeräten zu finden, die über einen Datenbus vernetzt sind und miteinander das Fahrzeug managen. Die meisten mechanischen Regelbausteine sind heute elektronische Schaltungen. Sie haben dann für uns alle geläufige Namen wie ABS, ESP, Parkpilot und ACC.

Damit ist unsere Arbeitsweise wesentlich anders als in den Tagen der puren Mechanik.

Genaue Systemkenntnis, aktuelle Werkstattsoftware und ein leistungsfähiger Steuergerätediagnosetester sind heute die Grundlagen für die Reparatur moderner Fahrzeuge.

Mit unseren modernen Diagnosesystemen lassen sich Fehler schneller finden und wenn sinnvoll auch Service-Funktionen aktivieren. Fehlerspeicher der im Fahrzeug verbauten Systeme auszulesen und entsprechend zu interpretieren ist unsere Stärke. Nicht jeder angezeigte Fehler muss einen Defekt bedeuten, aber er liefert Anhaltspunkte und wir wissen wo und was wir als Erstes untersuchen. Mit Fahrzeug-spezifischen Modulen in unseren Test- und Diagnosesystemen ist es uns möglich auch spezielle Probleme aufzuspüren und die Ursachen zielgerichtet zu beseitigen.

Auch für das Zurückstellen von Service-Intervallen, Bremsenreparaturen oder Öl- und Batteriewechsel ist bei vielen Fahrzeugen mittlerweile der Diagnosetester unverzichtbar. 

und trotzdem:

Erfahrung und Logik sind die unbezahlbaren Helfer bei der strukturierten Fehlersuche!

Antrieb der Aggregate

Aggregate wie die Lichtmaschine, der Lenkkraftverstärker, die Wasserpumpe oder der Klimakompressor müssen vom Motor angetrieben werden. Dafür sorgen Keil- bzw. Keilrippenriemen zwischen Kurbelwelle und den Aggregaten. Hat in früheren Zeiten einfach ein Keilriemen die Lichtmaschine und die Wasserpumpe getrieben, so wird heute aufgrund der Vielzahl auf engstem Raum angeordneter Aggregate teilweise die Vorder- und Rückseite eines Keilrippenriemens verwendet um sie alle anzutreiben. Mit Spann- und Umlenkrollen wird die einwandfreie Funktion sicher gestellt. 

Lichtmaschine - die Stromquelle

Die Lichtmaschine hat die Aufgabe, alle elektrischen Verbraucher des Fahrzeugs bei laufendem Motor, unter allen Betriebsbedingungen, zuverlässig mit elektrischer Energie zu versorgen.

Sowohl der Motor als auch zahlreichen Sicherheits- und Komfortkomponenten sind darauf angewiesen. Außerdem muss sie genügend Strom liefern, um auch die Batterie zuverlässig zu laden.

Fällt die Lichtmaschine aus beziehen die Verbraucher die Energie aus der Batterie, bis deren Energiereserven aufgebraucht sind. Dann herrscht allgemeiner Stillstand. Damit ist die Lichtmaschine ein zentraler Teil des Fahrzeugs, dessen volle Funktion von größter Wichtigkeit ist.

Es handelt sich also um einen Generator, der im Normalfall über einen Keilriemen vom Motor angetrieben wird. Die Leistung ist vom Fahrzeugtyp abhängig dimensioniert, wodurch es eine Vielzahl an Typen gibt.

Der Regler - jedem was er braucht

Der Regler ist ein Bauteil, der normalerweise auf der Lichtmaschine verbaut ist und dafür sorgt, dass sowohl die Verbraucher das ihre bekommen, als auch die Ladung der Batterie nicht zu kurz kommt.

Moderne Regler sorgen auch dafür, dass beispielsweise Lastwechsel wie das Einschalten einer Heckscheibenheizung vom System weich abgefangen werden und damit keine abrupten mechanischen Belastungen auf den Keilriemen wirken. Er ist also auch für die Lebensdauer des Antriebs der Lichtmaschine mitverantwortlich. In modernen Autos werden zunehmend Funktionen vom Steuergerät übernommen und der Regler selbst führt nur mehr aus was ihm befohlen wird. Eines bleibt aber Faktum: "Ohne Regler herrscht Stillstand!"

Starter - am Anfang stand die Kurbel

Verbrennungsmotoren benötigen einen Elektromotor als Startunterstützung um die Drehzahl zu erreichen, die den Selbstlauf ermöglicht. 

Dieser Startermotor soll natürlich klein, leicht und robust sein. Um die nötige Kraft zu erreichen wird die Drehzahl des Starters über das Starterritzel und den Motorzahnkranz untersetzt. Beim Startvorgang wird das Starterritzel mit Hilfe des Einrückrelais in den Zahnkranz gedrückt. Das Ritzel treibt über den Motorzahnkranz den Verbrennungsmotor bis zum Selbstlauf an. Nach dem Anspringen würde der Motor den Starter antreiben und zerstören, deshalb ist das Starterritzel mit einem Freilauf ausgestattet, der die Kraftübertragung nach dem Anspringen trennt. Läßt man den Zündschlüssel los, fällt das Starterrelais ab, und die Ausspurfeder führt das Ritzel aus dem Zahnkranz.

Bei Start-Stopp-Systemen wird bei Stillstand des Fahrzeugs der Motor abgestellt und zum Anfahren wieder gestartet. Dabei lässt sich natürlich Treibstoff sparen, aber der Starter muss natürlich auch darauf ausgelegt sein.

Kühlung - nur nicht überhitzen

Leider wird im Motor die meiste Energie des Kraftstoffs in Wärme umgewandelt. Im Winter ganz nützlich, sonst eher unerwünscht. Die Wärme muss abgeführt werden, sonst überhitzt der Motor und das wäre gar nicht gut.

Die Komponenten sind Wasserpumpe,  Thermostat, Kühler und Ausgleichsbehälter (mit Schlauchleitungen miteinander verbunden). Sie bilden ein geschlossenes System in dem das Kühlmittel zirkuliert. Dadurch wird die Wärme mit dem Kühlmittel zum Kühler transportiert, wo sie an die Außenluft abgeführt wird. Lüfter (zumeist elektrisch) unterstützen gegebenenfalls die Abkühlung des Kühlmittels im Kühler. Zur Verkürzung der Warmlaufphase und zum Konstant-Halten der Motortemperatur wird der Kühlmittelfluss durch ein Thermostat gesteuert.

Wasserpumpe - Auf Druck

Damit das Kühlsystem die vom Motor erzeugte Wärme ideal an die Umgebungsluft abgeben kann, muss das Kühlmittel im System zirkulieren. Die Wasserpumpe hat die Aufgabe, die Kühlflüssigkeit anzutreiben und die für den Wärmeaustausch benötigte Zirkulation sicherzustellen.

Damit trägt sei innerhalb des Heiz- und Kühlsystems dazu bei, dass die optimale Betriebstemperatur des Motors schnell erreicht, zuverlässig eingehalten und ein Überhitzen vermieden wird. Je nach Motorenkonzept werden bei modernen Automobilen mechanisch oder elektrisch angetriebene Wasserpumpen eingesetzt.

Mechanisch angetriebene Wasserpumpen sind entweder in den Zahnriemen- oder Keilrippenriementrieb integriert. Ihre Drehzahl ist durch das Übersetzungsverhältnis zwischen Kurbelwellenantriebsrad und Wasserpumpenrad fest an die Motordrehzahl gekoppelt.

Elektrisch angetriebene Wasserpumpen laufen unabhängig von der Motordrehzahl. Ihre Leistung kann an den Kühlbedarf angepasst werden. Damit kann die Betriebstemperatur schneller erreicht werden. Dank besserem Wirkungsgrad tragen elektrische Wasserpumpen außerdem zum Senken des Kraftstoffverbrauchs bei.

Zündung - so einfach geht's

Die Zündspule

Mit 12 V Bordspannung ist das Erzeugen eines geeigneten Zündfunkens an der Zündkerze nicht so einfach, deshalb kommt die Zündspule zum Einsatz die auf die erforderliche hohe Zündspannung transformiert.

Das Funktionsprinzip ist einfach. Primärwicklung (wenige Windungen) -  Sekundärwicklung (sehr viele Windungen).

  • 12 V an die Primärwicklung der Zündspule - Strom fließt.
  • Ein Magnetfeld wird aufgebaut.
  • Stromfluss wird unterbrochen.
  • Magnetfeld baut sich schlagartig ab
  • in der Sekundärwicklung wird die erforderliche Hochspannung induziert.

 

Der Verteiler

Bei älteren Fahrzeugen verteilt ein mechanischer Zündverteiler die Hochspannung über den rotierenden Verteilerfinger an die Zündkerzen. Die Zündwinkelverstellung wird durch Nutzung der Zentripedalkraft gelöst und die Einstellung des Zündzeitpunktes erfolgte durch Drehung des Verteilers. Der mechanische Unterbrecherkontakt ist sehr Verschleiß-intensiv und arbeitet nicht ganz exakt.

Mit der Transistorzündung wurde der Unterbrecherkontakt durch ein Transistorschaltgerät ersetzt und die Ansteuerung durch einen Hall- oder Induktionsgeber realisiert.. 

Die Elektronische Zündung verteilt die Hochspannung zwar noch mechanisch, die Zündwinkelverstellung erfolgt jedoch schon mit einer elektronischen Steuerung unter Berücksichtigung von Drehzahl und Last und Nutzung eines Zündwinkelkennfeldes. Die Zündspule wird durch ein Steuergerät angesteuert.

Der heutige Standard ist die vollelektronische Zündung bei der kein Zündverteiler mehr erforderlich ist. Die Spannungsverteilung erfolgt auf elektronischem Wege in einem Zündungssteuergerät („ruhende Hochspannungsverteilung“).

Je nach Zündsystem kommen unterschiedliche Zündspulenbauarten zum Einsatz.

  • Becherzündspulen
  • Verteilerzündspulen
  • Blockzündspulen
  • Kerzenschacht-/Steckerzündspulen 
  • Zündspulenleisten

 

Zündkabel

Die Zündleitungen sind dafür verantwortlich, die benötigte Spannung (U) möglichst verlustfrei zur Zündkerze zu leiten.

Da hier Spannungen um die 36.000 Volt herrschen, müssen die Zündleitungen entsprechend sicher sein. Die Ummantelung muss ein Durchschlagen zur Fahrzeugmasse verhindern, da es sonst zu Zündaussetzern kommt. In diesem Zusammenhang gibt es immer wieder Probleme durch Marderschäden die genau diese Ummantelungen sehr schmackhaft finden. Das Internet ist voll an geeigneten und ungeeigneten Tipps zur Marderabwehr. Machen Sie sich bitte selbst ein Bild. In diversen Foren können Sie auch Erfolgsberichte finden.

Um eine optimale Funkentstörung zu gewährleisten werden in allen Zündleitungssystemen Widerstände verwendet, obwohl ja grundsätzlich eine verlustarme Übertragung angestrebt wird. Dabei wird der Strom begrenzt, aber die an der Zündkerze anliegende Spannung ist hoch genug um zuverlässig zu zünden. Damit wird für Autoradio und Handy ein ungestörter Betrieb möglich.

Sensorik - denn Wissen ist Macht

Sensoren sind sozusagen die Sinnesorgane des Fahrzeugs selbst und ermöglichen es auch komplexe Zustände zu erfassen und geeignet zu steuern.

Sensoren hat es im Fahrzeugbau immer schon gegeben, nur waren sie zumeist mechanisch realisiert und ihr Einflußbereich war zumeist auf eine "lokale" Regeleinheit abgestimmt. Man nannte sie auch oft Geber.
Als einfaches Beispiel ist hier der Thermostat zu nennen, der die Kühlmitteltemperatur gemessen und bei überschreiten einer bestimmten Temperatur den Kühlkreislauf in Gang gebracht hat.

Die Elektronik ermöglicht es heute dem Regelsystem unmittelbarer zu reagieren und Entscheidungen auf Basis einer Vielzahl an Messwerten der verschiedensten Sensoren zu treffen. Damit ist also nicht nur Reaktionsgeschwindigkeit, sondern auch die Qualität der Steuerungsvorgänge wesentlich verbessert worden. Natürlich ist im Umkehrschluss die steigende Abhängigkeit von immer mehr Bauteilen zu sehen. Die Hersteller haben das auch erkannt und reagieren bei Ausfall diverser Sensoren mit sog. Notprogrammen, die zwar keinen optimalen, aber immerhin Betrieb ermöglichen.

Der Variantenreichtum und die Anzahl der Sensoren im Fahrzeug ist schon beachtlich, wird aber wohl weiter steigen.

Was wird denn so gemessen und für verschiedenste Dinge herangezogen (ohne Anspruch auf Vollständigkeit):

  • Drosselklappenstellung,
  • Saugrohr-Druck,
  • Gas- bzw. Bremspedalstellung,
  • Weg- und Winkelpositionen in Dieseleinspritzpumpen,
  • der Füllstands im Kraftstoffbehälter,
  • der Lenkwinkels,
  • der Neigungswinkels,
  • Abständen zu Hindernissen,
  • Geschwindigkeit,
  • Kurbelwellendrehzahl,
  • Nockenwellendrehzahl,
  • Kurbelwellenposition,
  • Nockenwellenposition,
  • Getriebedrehzahl,
  • Dieseleinspritzpumpendrehzahl,
  • Raddrehzahl,
  • Drehbewegung des Fahrzeugs,
  • Beschleunigung der Karosserie,
  • Saug- beziehungsweise Ladedruck,
  • Kraftstoffdruck,
  • Bremsdruck,
  • Reifendruck,
  • Hydraulikvorratsdruck,
  • Kältemitteldruck,
  • Modulationsdruck,
  • Ansaug- bzw. Ladelufttemperatur,
  • Umgebungs- und Innenraumtemperatur,
  • Verdampfertemperatur,
  • Kühlwassertemperatur,
  • Motoröltemperatur,
  • Kraftstofftemperatur,
  • Reifenlufttemperatur,
  • Antriebsmoment,
  • Bremsmomente,
  • Lenkmomente,
  • Gewicht der Fahrzeuginsassen,
  • Kraftstoffdurchfluss,
  • Luftmengendurchfluss,
  • Zusammensetzung des Abgases,
  • Schadstoffe in der Frischluftzufuhr,
  • Außentemperatur,
  • Innenraumtemperatur,
  • Kühlmitteltemperatur ,
  • Klopfen,
  • Motorölstand,
  • Kühlmittelstand,
  • Bremsbelagverschleiß,
  • und vieles mehr

Katalysator - der Transformer

In der Chemie wird ein Katalysator verwendet um durch die Senkung der Aktivierungsenergie einer chemischen Reaktion hervorzurufen oder zu steigern. Das heisst, der Katalysator selbst tut nichts, ruft aber bestimmte Reaktionen hervor.

 

Der Katalysator im Fahrzeug wandelt schädliche Abgasbestandteile durch solch eine chemische Reaktion in unschädliche Gase um und wird für Benzin- und Diesel-Fahrzeugen eingesetzt.

Aufbau

Er besteht aus einem Edelstahlgehäuse in dem ein keramischer oder metallischer Träger befindet. Der Träger verfügt über eine Vielzahl der Länge nach laufender feiner Kanäle, die eine maximale Oberfläche und damit Wirkung schaffen. Auf diese Oberfläche ist eine hauchfeine Schicht Edelmetalle aufgebracht die als eigentlicher Katalysator wirken. 

Wirkungsweise

Der Drei-Wege-Katalysator ist für Ottomotoren bestimmt und wandelt bei Betriebstemperatur unverbrannte Kohlenwasserstoffe (HC) in CO2 und Wasserdampf (H2O), Kohlenmonoxid (CO) in Kohlendioxid (CO2) und Stickoxide (NO, NO2) in Stickstoff (N2) und Sauerstoff (O2) um.

Lamda-Sonde

Um diese Umwandlung zu gewährleisten muss dabei genau so viel Sauerstoff freigesetzt werden, wie zur Oxidation der Kohlenwasserstoffe und des Kohlenmonoxids benötigt wird. Um dieses Gemisch zu erreichen, misst die zwischen dem Motor und Katalysator liegende Lambda-Sonde den Restsauerstoffgehalt im Abgas und die Motorsteuerung reagiert entsprechend.

Dieselmotoren

Der Katalysator für Dieselmotoren oxidiert Kohlenmonoxid (CO) zu Kohlendioxid (CO2) sowie Kohlenwasserstoffe (HC) zu Kohlendioxid (CO2) und Wasserdampf (H2O). 

 

 

Auspuff - hart im Nehmen

Die Auspuffanlage fasst die bei der Verbrennung entstehenden Abgase über den Krümmer zusammen, reinigt sie von Schadstoffen, reduziert die Abgasgeräusche und leitet an günstigen Stelle ab. Je nach Motor-Typ werden Ein- oder auch Zweistrangsysteme verwendet. 

Eine moderne Abgasanlage ist mit dem schlichten Auspuff von früher kaum noch zu vergleichen. Im Prinzip bestehen die Anlagen aus dem vorderen System mit Abgaskrümmer, dem Katalysator und den verbindenden Rohren, sowie dem hinteren System mit dem Schalldämpfersystem und Rohren. Das gesamte System ist elastisch am Fahrzeug befestigt, einzig der Krümmer ist fest mit dem Motor verbunden. Die einzelnen Komponenten müssen motor- und fahrzeugspezifisch aufeinander abstimmen sein.

Der Motor erzeugt durch den pulsierenden Gasausstoß aus den Zylindern ein so genanntes „Auspuffgeräusch“, welches durch Absorption und die Reflexion des Schalles im Schalldämpfer wesentlich reduziert wird. Mit Resonatoren und Abgasklappen kann auch der Sound modifiziert werden.

Dazu hat auch der Katalysator eine schalldämpfende Wirkung.

Bedenkt mann, dass im Brennraum Temperaturen bis 2.400 °C herrschen und das Abgas mit Überschallgeschwindigkeit in den Auspuff schießt, der Motor seine Eigenvibration an den Auspuff weitergibt und auch die Karosserie nicht gerade schwingungsfrei ist, hat das gute Stück einiges auszuhalten. Dazu kommt dann noch die Korrosionsbelastung von Innen und Aussen, was bei den dort herrschenden Temperaturen auch nicht leicht wegzustecken ist. Ja und letztlich geht es auch noch um die Reste der Kraftstoffverbrennung - Blei und Schwefel töten den Katalysator.

 

Turbo - weil es schnell gehen muss

Der Abgas-Turbolader verdichtet die Verbrennungsluft, die dem Motor zugeführt wird. Dadurch wird eine wesentlich bessere Füllung der Zylinderbrennräume und damit mehr Leistung bei geringerem Verbrauch erreicht.

Es wird hier ein Teil der Abgasenergie zum Antrieb einer Turbine genutzt die einen Verdichter antreibt. Zumeist handelt es sich um Radialturbinen und Radialverdichter. 

Die Turbine wandelt den Druck des Abgases innerhalb des Spiralgehäuses in kinetische Energie um und treiben damit die Welle auf der auch der Verdichter sitzt. 

Der Radialverdichter saugt mittels Verdichterrad Luft an and beschleunigt diese sehr stark. Im Diffusor wird die Geschwindigkeit verringert und damit Druck aufgebaut und die Luft erwärmt, welche im Spiralgehäuse dann nochmals gebremst wird und über den Verdichteraustritt zur Verbrennung abgegeben wird.

Ladedruckregelung

Für eine optimale Funktion des Turbomotors muss der Ladedruck des Abgasturboladers an die Motorlast und die Motordrehzahl angepasst werden.

  • Die einfachste Form der Ladedruckregelung ist der turbinenseitige Bypass (Umgehungskanal), wobei nach dem Erreichen des erforderlichen Ladedruckes ein Teil der Abgasmenge durch einen Bypass um die Turbine herum geleitet wird.
  • Die bessere Variante ist die verstellbare Turbinengeometrie (VTG) mit drehbaren Leitschaufeln, die den Strömungsquerschnitt der Turbine den momentanen Anforderung des Motors anpasst. Damit kann nicht nur eine merkbare Verbesserung des Drehmoments im unteren Drehzahlbereich, sondern auch eine weitere Senkung des Treibstoffverbrauchs und der Emissionen, erzielt werden.

 

Einspritzung - Vergaser

Wurden Vergaser über viele Jahrzehnte in verschiedenen Konstruktionen immer wieder verbessert und optimiert, so spielen Sie in aktuellen Fahrzeugen keine Rolle mehr. Sie wurden durch moderne Einspritzsysteme ersetzt.

Hier wird der Kraftstoffe mit hohem Druck (Pumpe) über Rohrleitungen mit einem gesteuerten Ventil und einer Zerstäubungsdüse mit Luft vermischt und der Verbrennung zugeführt.

Einspritzanlagen werden sowohl für Diesel- wie auch für Benzinmotoren eingesetzt.

Während die ersten Anlagen noch mechanisch betrieben wurden sind heute elektronische Einspritzsysteme der Standard. Zielsetzungen zu Verbrauch und Emission haben die Vergasertechnik nahezu vollständig verdrängt.

Eine Einspritzanlage besteht prinzipiell aus folgenden Komponenten:

  • Druckerzeugung
  • Druck-Leitungssystem
  • Rücklauf-Leitungssystem
  • Kraftstofffilterung
  • Einspritzventile
  • Regelung

Es gibt folgende Systemtypen

Benzin

  • Saugrohreinspritzung (Single Point, Multi Point)
  • Direkteinspritzung

Diesel

  • Dieseleinspritzanlage
  • Vorkammereinspritzung
  • Wirbelkammereinspritzung
  • Direkteinspritzung
  • Pumpe-Leitung-Düse bzw. Pumpe-Düse
  • Common-Rail-Einspritzung