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Fachkunde:Kraftfahrzeugtechnik KFZ-Elektrik KFZ-Elektronik.

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Präsentation zum Thema: "Fachkunde:Kraftfahrzeugtechnik KFZ-Elektrik KFZ-Elektronik."—  Präsentation transkript:

1 Fachkunde:Kraftfahrzeugtechnik KFZ-Elektrik KFZ-Elektronik

2 Spannungsversorgung und Bordnetz Elektrische Motoren, Starter Zündanlagen/systeme Sensoren Einspritzsysteme Komforttechnik (Elektrisch verstellbare Sitze/Außensiegel, Diebstahlschutzsyteme,Fahrerassistenzsysteme,Infotainmentsystem ) Inhalt

3 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. Elektrische Motoren

4 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). Elektrische Motoren 1. Gleichstrommotoren

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

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

7 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. Elektrische Motoren 2. Schrittmotoren

8 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. Elektrische Motoren 2. Schrittmotoren

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

10 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 Elektrische Motoren 2. Schrittmotoren

11 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. Elektrische Motoren 3. Bürstenlose Motoren

12 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. Elektrische Motoren 3. Bürstenlose Motoren

13 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. Elektrische Motoren 3. Bürstenlose Motoren

14 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. Elektrische Motoren 3. Bürstenlose Motoren

15 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) Elektrische Motoren 4. Starter

16 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. Elektrische Motoren 4. Starter

17 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. Elektrische Motoren 4. Starter

18 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. Elektrische Motoren 4. Starter

19 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. Elektrische Motoren 4. Starter

20 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 Elektrische Motoren 4. Starter

21 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. Elektrische Motoren 4. Starter

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

23 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. Elektrische Motoren 4. Starter

24 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. Elektrische Motoren 4. Starter

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

26 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. Elektrische Motoren 4. Starter

27 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. Elektrische Motoren 5. Werkstatthinweise

28 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. Elektrische Motoren 5. Werkstatthinweise

29 Elektrische Motoren


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