Dossier MM 3G

MM EFZ

MM 3 G

Motorradmechaniker /-in EFZ MT Motorradtechnik GL Grundlagen

Name: Vorname:

1

MM 3 G

MM EFZ

Inhalt B1 Kupplung

3

B2 Getriebe

27

B3 Antriebsstränge

99

B3 Berechnungen

125

B4 Stufenlose Antriebe 169 C3 Abgastechnik

205

C5 Gassteurungen

237

D1 Starterbatterie

265

D2 Ladeanlagen

305

D3 Startanlagen

345

D5 Beleuchtungs- und Signalanlage 369

2

F4 Auftragswesen

413

F5 Ersatzteilwesen

425

MM EFZ

B1 Kupplung

Motorradmechaniker /-in EFZ MT Motorradtechnik B1 Kupplung

3

B1 Kupplung

Hinweis Hier finden Sie Zusatzinformationenen, Lernhilfen etc.

Merke Informationen, die Sie immer wieder brauchen, werden hier hervorgehoben.

MM EFZ

MM EFZ

1 BILDUNGSPLAN

INHALT 1 Bildungsplan 2 Kraftübertragung 3 Aufgaben der Kupplung 4 Kupplungsarten 4.1 Nasskupplung 4.1.1 Eigenschaften 4.2 Trockenkupplung 4.2.1 Eigenschaften 4.3 Einscheibenkupplung 4.3.1 Wirkungsweise 4.4 Mehrscheibenkupplung 4.4.1 Eigenschaften 4.4.2 Wirkungsweise 4.5 Backenkupplung 4.5.1 Eigenschaften 5 Hydrodynamische Kupplung 5.1 Aufbau 5.2 Wirkungsweise 5.3 Drehmomentwandler 6 Kupplungsbetätigung 6.1 Mechanische Betätigung 6.1.1 Betätigung von innen 6.1.2 Betätigung von aussen 6.2 Hydraulische Betätigung 6.3 Hydraulisch unterstützte Kupplung 6.4 Automatische Betätigung 6.4.1 Fliehkraftkupplung 6.4.2 Automatisches Kupplungssystem 6.4.2.1 Yamaha FJR 1300 AS 6.4.3 Doppelkupplungssystem 6.4.3.1 Honda VFR 7 Bremsmomentbegrenzung 7.1 Geteilte Kupplungsnabe mit Freilauf 7.2 Entlastung der Kupplungsfedern 7.3 Geringe Federvorspannung 8 Berechnungen 9 Repetitionsfragen

5 6 6 7 7 7 8 8 8 8 9 9 11 12 12 13 13 13 14 15 15 15 15 16 16 17 17 17 17 18 19 20 20 21 22 23 24

Aufgaben der Kupplung erklären.

Kupplungsarten, insbesondere Nass- und Trockenkupplung, Ein- und Mehrscheibenkupplung sowie Backenkupplung unterscheiden und deren Eigenschaften nennen.

Aufbau und die Wirkungsweise der hydrodynamischen Kupplung erklären.

B1 Kupplung

Reserve Praxiswissen mit der Theorie verlinken.

Erfahrungen aus der Werkstatt und den ÜK vergleichen mit theoretischem Wissen.

Mechanische, hydraulische und automatische Kupplungsbetätigung erklären.

Aufbau und die Wirkungsweise der Bremsmomentbegrenzung erklären.

Berechnungen im Zusammenhang mit der Kupplung lösen.

Auftrag Lesen Sie den Auftrag.

Führen Sie nur die geforderten Arbeiten aus.

FM 155 - 160 FA 398 - 410 RB 39, 81,82

Idealerweise speichern Sie diese im Kopf ab.

FO 20, 42 SVBA 101 Shell Broschüre

4

5

B1 Kupplung

Lesen Sie das Manuskript und das Fachbuch.

Bearbeiten Sie die Texte und Bilder gemäss eigener Vorstellung und bearbeiten Sie alle Aufträge.

Beantworten Sie die Repetitionsfragen mit ihrem erworbenen Wissen. Kontrollieren Sie ihre Antworten mit Hilfe der Unterlagen.

MM EFZ

2 KRAFTÜBERTRAGUNG Der Antrieb geht vom Motor (Kurbelwelle) zum Rad (Reifen) und die Kraftübertragung besteht aus Primärantrieb, Kupplung, Getriebe und Sekundärantrieb.

Einzelne Baugruppen können je nach Fahrzeugkonzept wegfallen

MM EFZ

4 KUPPLUNGSARTEN Man unterscheidet nasse und trockene Mehrscheibenkupplungen, trockene Einscheibenkupplungen, innen, aussen, mechanisch oder hydraulisch betätigte Kupplungen

B1 Kupplung

Erstellen Sie ein Organigramm zum Thema Kupplungen.

Zwischen Motor und Getriebe ist die Kupplung angeordnet.

Zeitrahmen: 6 LE Datum EK: ___________

Kennzeichnen Sie die Baugruppen des Antriebes im Bild mit Farben und Beschriftung.

3 AUFGABEN DER KUPPLUNG Weiches und ruckfreies Anfahren ermöglichen Motordrehmoment auf das Getriebe übertragen

FM 155 lesen und bearbeiten.

Kraftschluss zwischen Motor und Getriebe unterbrechen Antriebsschwingungen dämpfen Geschwindigkeitsregulierung beim Manövrieren

6

4.1 Nasskupplung Nasskupplungen laufen im Ölbad.

4.1.1 Eigenschaften Reibwert 0,08 bis 0,12 (Reibwertminderer: Ölqualität JASO MA) Mehrere Reibscheiben mit gleicher Anpresskraft Höheres Gewicht Komplizierte Montage / Demontage Kleine Belagdurchmesser Gute Kühlung, Schmutz- und Wasserschutz Höherer Drehwiderstand (Öl muss bewegt werden) Reibbelag Papier, Carbon, Sinterbronze, gepresstes Graphit

7

B1 Kupplung

MM EFZ

MM EFZ

B1 Kupplung

Geringer Verschleiss und Lärm Verschleiss erhöht Kupplungsspiel (Betätigungsabhängig) Reibbeläge und Lamellen können verkleben Motorölqualität leidet bei Überhitzung

4.2 Trockenkupplung Trockenkupplungen laufen in der Luft.

4.2.1 Eigenschaften Reibwert Belag organisch 0,27 - 0,32, anorganisch 0,40 - 0,46 1 oder 2 Reibscheiben Geringeres Gewicht Einfachere Montage / Demontage Grössere Belagdurchmesser bei Längskurbelwellen Temperatur, Schmutz und Wasser ausgesetzt (offene Deckel) Geringer Drehwiderstand Reibbelag Hoher Verschleiss und Lärm Verschleiss verringert Kupplungsspiel (Betätigungsabhängig)

4.3 Einscheibenkupplung

4.4 Mehrscheibenkupplung

Trockene Einscheibenkupplungen sind vorzugsweise bei Motorrädern mit längs eingebauter Kurbelwelle vorzufinden.

4.4.1 Eigenschaften

4.3.1 Wirkungsweise Der als Schwungrad ausgebildete Kupplungskorb ist fest mit der Kurbelwelle verschraubt. Die Mitnehmerscheibe (Kupplungsscheibe) ist durch eine Keilwellenverzahnung axial verschiebbar mit der Getriebewelle verbunden.

Zur Übertragung des Motordrehmoments wird der Druckring durch die Tellerfeder gegen die Mitnehmerscheibe und die Druckplatte gepresst.

8

1 Kupplungskorb (Schwungrad) 2 Stützscheibe 3 geschlitzte Tellerfeder (Membranfeder) 4 Druckring 5 Mitnehmerscheibe (Kupplungsscheibe) 6 Druckplatte

Mehrscheibenkupplungen sind meist Nasskupplungen, das heisst, die Kupplung läuft im Ölbad. Da Nassreibung kleiner ist als Trockenreibung sind zur Übertragung grosser Motordrehmomente bis zu szwölf Reiblamellen nötig.

Jede Reibfläche kann eine bestimmte Kraft (Reibkraft) übertragen, abhängig vom Reibwert und der Anpresskraft (Normalkraft). Eine Reibscheibe besitzt zwei Reibflächen, eine Neunscheibenkupplung hat also achtzehn Reibflächen. Um grosse Motordrehmomente zu übertragen sind auch ein möglichst grosser Reibscheibendurchmesser und eine genügend starke Anpresskraft (Normalkraft) der Kupplungsfedern nötig. Die Kupplung wird mit einem Sicherheitsfaktor von 1,5 bis 2,0 ausgelegt, damit sie unter keinen Umständen schleift (durchrutscht) im Betrieb.

Diese physikalisch bestimmten Grössen stehen im Gegensatz zu den konstruktiven Anforderungen. Der Motor soll möglichst kompakt und leicht sein, der Kraftaufwand für das Auskuppeln soll möglichst gering sein.

9

B1 Kupplung

MM EFZ

MM EFZ

4.4.2 Wirkungsweise

Bezeichnen Sie die Einzelteile der Mehrscheibenkupplung deutsch und englisch.

10

Nr. Deutsch Englisch

Mehrere Reibscheiben und Stahlscheiben liegen abwechselnd aufeinander. Die Reibscheiben greifen aussen im Kupplungskorb ein, die Stahlscheiben innen in der Kupplungsnabe. Diese ist mit einer Keilwellenverzahnung mit der Getriebewelle verbunden.

Im eingekuppelten Zustand pressen die Kupplungsfedern die Druckplatte gegen das Scheibenpaket. Die aussen verzahnten Reibscheiben nehmen durch Reibung die innen verzahnten Stahlscheiben mit. Kupplungskorb und Kupplungsnabe sind dadurch kraftschlüssig verbunden. Das Motordrehmoment wird über den Kupplungskorb, die Reibscheiben, die Stahlscheiben und die Kupplungsnabe auf die Getriebewelle übertragen.

Beim Auskuppeln drückt der Ausrücker über den Druckbolzen und das Druck-stück gegen die Druckplatte. Diese wird gegen die Kraft der Kupplungsdruckfedern von den Kupplungsscheiben abgehoben. Der Kraftfluss ist unterbrochen.

Im ausgekuppelten Zustand muss ein ausreichendes Lüftspiel zwischen den Kupplungsscheiben vorhanden sein, damit der Kraftfluss sicher unterbrochen werden kann. Die Reibscheiben und die Stahlscheiben müssen deshalb in ihren Führungsnuten leicht verschiebbar sein.

B1 Kupplung

Zeichnen Sie den Kraftverlauf vom Primärantrieb bis zur Getriebewelle mit grüner Farbe ein.

Wozu dient die rot eingekreiste Feder?

11

B1 Kupplung

MM EFZ

MM EFZ

B1 Kupplung

4.5 Backenkupplung Eine Fliehkraftkupplung ist eine Kupplung, bei der Kraftschluss hergestellt wird, indem mit Kupplungsbelägen versehene, bewegliche Klappen durch die Fliehkraft bei steigender Drehzahl nach außen gezogen werden, wodurch Kontakt zur Innenwandung des Kupplungsgehäuses (Kupplungsglocke) hergestellt wird, welches gleichzeitig als Abtrieb dient.

4.5.1 Eigenschaften Fliehkraftkupplungen arbeiten selbstständig. Das übertragbare Drehmoment ist drehzahlabhängig. Bei Drehzahlabfall trennen sie selbsttätig durch eine einzelne umlaufende Rückholfeder oder eine Rückholfeder je Klappe. Über die Federkraft kann eingestellt werden, dass der Motor im Leerlauf ausgekuppelt ist. Erhöht man die Drehzahl, so greift die Kupplung, und der Motor liefert ein Drehmoment an die Abtriebswelle. Dadurch ist ohne zusätzlichen Steuereingriff des Bedieners ein Anlauf eines Verbrennungsmotors möglich.

Da nur eine Seite der Kupplung die Auslenkung der Klappen beeinflussen kann, wirkt eine Fliehkraftkupplung im nicht eingekuppelten Zustand richtungsabhängig bezüglich des Momentflusses, nicht auf die Drehrichtung (Starten funktioniert, anschieben nicht). Ist der Kraftschluss hergestellt, wirkt das Drehmoment von beiden Seiten (Antrieb und Motorbremse).

Fixiert man die Abtriebsseite, so erhält man eine Fliehkraftbremse.

Sie bewahrt Maschinen mit rotierenden Elementen vor Überdrehzahl.

5 HYDRODYNAMISCHE KUPPLUNG 5.1 Aufbau Eine hydrodynamische Kupplung besteht aus Pumpen- und Turbinenrad in einem ölgefüllten Gehäuse. Sie überträgt Bewegungsenergie vom Pumpenrad auf das Turbinenrad durch Flüssigkeit. Das Pumpenrad beschleunigt die Flüssigkeit und diese Energie treibt das Turbinenrad an.

5.2 Wirkungsweise Primärseite: Das Pumpenrad, vom Motor angetrieben, wandelt die mechanische Energie in Strömungsenergie (beschleunigtes Öl).

Sekundärseite: Das Turbinenrad nimmt die Strömungsenergie auf und treibt die Getriebeeingangswelle an.

Eine spezielle Backenkupplung war im Solex verbaut. Federn ermöglichten automatisches Starten und Fliehgewichte automatisches Einkuppeln.

12

13

B1 Kupplung

MM EFZ

5.3 Drehmomentwandler Der Drehmomentwandler besteht aus den Bauteilen Pumpenrad, Turbinenrad und Leitrad, die in einem gemeinsamen öldichten Gehäuse eingebaut sind. Das Leitrad ist fest mit dem Gehäuse verbunden und kann sich daher nicht drehen. Das Öl stützt sich an den gekrümmten Schaufeln des Leitrades ab und bewirkt dabei einen starken Rückstau, der an den Schaufeln des Turbinenrades eine Vergrößerung des Drehmomentes zur Folge hat.

Dadurch ist das Drehmoment an der Abtriebswelle größer als an der Antriebswelle. Gleichzeitig erfährt auch das Leitrad ein entsprechendes Moment, das am Gehäuse abgestützt werden muss. Das Leitrad leitet den Ölstrom in einem günstigen Winkel zurück auf die Schaufeln des Pumpenrades, damit ist der Ölkreislauf in sich geschlossen. Die übertragbare Leistung ist nur von der Drehzahl abhängig und steigt mit dieser an.

Die Drehmomentwandlung hängt von der Drehzahldifferenz zwischen Pumpen- und Turbinenrad ab. Je größer die Differenz, desto größer die Drehmomentüverstärkung. Wenn sich beide Drehzahlen angleichen, sinkt auch der Wirkungsgrad ab.

Beim Trilok-Wandler ist das Leitrad auf einem Freilauf gelagert, dass der Wandler im Kupplungsbereich zur reinen hydrodynamischen Kupplung wird. Es dreht sich frei mit.

Bei den meisten Wandlern wird eine Wandlerüberbrückungskupplung (WÜK) eingesetzt. Diese verbindet das Pumpenrad direkt mit dem Turbinenrad. Die mechanische Verbindung zwischen Antriebs- und Abtriebsseite entspricht einem Wirkungsgrad von fast 100 % .

Der Wandler dämpft auch Drehschwingungen im Antriebsstrang.

www.youtube.com/watch?v=97EKbN1ZXrs

14

MM EFZ

B1 Kupplung

6 KUPPLUNGSBETÄTIGUNG 6.1 Mechanische Betätigung Die Ausrückkraft wird vom Kupplungshebel über einen Seilzug zum Ausrückhebel der Kupplung gebracht. Die Hebelübersetzungen sind so ausgelegt, dass die zum Betätigen der Kupplung benötigte Kraft nicht zu gross und der Hebelweg nicht zu lang wird.

Zwischen Kupplungshebel und Hebelbefestigung ist ein Spiel erforderlich. Das Hebelspiel muss von Zeit zu Zeit nachgestellt werden.

Die Seilzüge werden in Hüllen geführt und sind zur Verminderung der Reibung Teflon ummantelt. Ein Schmieren der Seilzüge im eigentlichen Sinne entfällt deshalb meist. Die Kabelzüge werden als komplette Einheit geliefert und sind für eine beschränkte Einsatzdauer bestimmt. Schlecht gängige Züge sollten durch neue ersetzt werden, wobei bei der Montage auf richtige Verlegung zu achten ist, damit nicht durch unnötige Bogen zusätzliche Reibung entsteht.

6.1.1 Betätigung von innen Der Druckbolzen führt durch die hohle Getriebewelle. Zwischen Druckbolzen und Druckstück ist meist eine Kugel als Drucklager angebracht. Es werden auch Axialnadellager verwendet. Die Druckplatte wird nach aussen gedrückt. Das Kupplungsspiel wird durch den Belagverschleiss kleiner.

6.1.2 Betätigung von aussen Die Ausrückvorrichtung ist im Kupplungsgehäusedeckel untergebracht. Der Ausrückvorgang erfolgt durch ein Schneckengewinde oder eine Zahnstange. In der Druckplatte ist ein Drucklager angebracht Die Druckplatte wird meist nach aussen gezogen. Das Kupplungsspiel wird durch den Belagverschleiss grösser.

15

B1 Kupplung

MM EFZ

6.2 Hydraulische Betätigung Der hydraulische Teil besteht aus einem Geberzylinder mit Ausgleichsbehälter, der Verbindungsleitung, dem Nehmerzylinder und der Hydraulikflüssigkeit.

Durch die Handkraft wird im Geberzylinder ein hydraulischer Druck erzeugt, der sich durch die Schlauchleitung zum Nehmerzylinder fortpflanzt.

Der Druck im Nehmerzylinder bewirkt am Kolben eine Kraft.

Die unterschiedlichen Kolbendurchmesser im Geber- und Nehmerzylinder ergeben eine hydraulische Übersetzung. Diese Übersetzung ermöglicht eine komfortable Kupplungsbetätigung mit geringem Kraftaufwand auch bei gross dimensionierten Kupplungen mit starken Kupplungsfedern.

Der Geberzylinder entspricht in seinem Aufbau dem des Hauptbremszylinders einer Bremsanlage. Durch verschieben des Kolbens wird die Ausgleichsbohrung verschlossen und ein Druck kann aufgebaut werden.

Die Ausgleichsbohrung ermöglicht einen Volumenausgleich bei Erwärmung und den automatischen Ausgleich des Verschleisses der Kupplungsbeläge.

Der Nehmerzylinder ist im Aufbau vergleichbar mit einer einfachen Einkolbenbremszange. Der Kolbenweg ist jedoch bedeutend grösser. Die Rückstellung des Kolbens erfolgt nicht durch die plastische Verformung eines Vierkantdichtringes, sondern durch die Kupplungsfedern.

Das Hydrauliksystem muss vollständig entlüftet sein und die Hydraulikflüssigkeit (Bremsflüssigkeit DOT 4) periodisch ausgewechselt werden.

Die Verbindungsleitungen werden zum Teil in den Hohlräumen der Rahmenprofile geführt, damit sie weniger der Motorwärme ausgesetzt sind.

Der Entlüftungsvorgang ist derselbe wie bei der Bremsanlage.

6.3 Hydraulisch unterstützte Kupplung Um bei drehmomentstarken Motoren genügend Anpresskraft auf die Kupp-lungsscheiben zu erzeugen, werden starke Kupplungsfedern benötigt. Dies wirkt sich störend auf die benötigte Ausrückkraft aus. Aus dem Schmiersystem wird Drucköl in einen Hohlraum unter der Druckplatte geführt. Das Scheibenpaket wird durch die Tellerfeder und den Öldruck zusammengedrückt. Zur Übertragung des Drehmomente wird die Federkraft und der Öldruck benötigt. Beim Ausrücken der Kupplung wird die Ausrückplatte nach aussen gedrückt, die Ablassbohrungen werden frei. Der Öldruck in der Kupplung wird abgelassen, dabei wird das Öl in den Kupplungsraum abgelassen. Die Anpresskraft der Kupplung ist stark reduziert, die Handkraft wird verringert.

16

MM EFZ

B1 Kupplung

6.4 Automatische Betätigung 6.4.1 Fliehkraftkupplung Eine Fliehkraftkupplung ist eine Kupplung, bei der Kraftschluss hergestellt wird, indem mit Kupplungsbelägen versehene, bewegliche Klappen durch die Fliehkraft bei steigender Drehzahl nach außen gezogen werden, wodurch Kontakt zur Innenwandung des Kupplungsgehäuses (Kupplungsglocke) hergestellt wird, welches gleichzeitig als Abtrieb dient.

6.4.2 Automatisches Kupplungssystem Ein Automatisches Kupplungssystem (AKS), Automatic Clutch System (ACS), ist ein selbständiges Kupplungssystem für Fahrzeuggetriebe, bei dem das Aus- und Einkuppeln durch Sensorsignale ausgelöst und durch Hilfsantriebe getätigt wird. Der Kuppelvorgang direkt durch den Fahrer entfällt, ein Kupplungshebel ist nicht vorhanden.

Die Absicht des Fahrers zur Schaltungsauslösung wird durch einen Sensor erfasst. Weitere Sensorsignale sind: Zündschalter Motordrehzahl Gangerkennung Schaltabsichtserkennung Ausrückweg Gasstellung Fahrgeschwindigkeit Antiblockiersystems (ABS) Antriebsschlupfregelung (ASR) Ausrückgeschwindigkeit

6.4.2.1 Yamaha FJR 1300 AS «AS» steht für «Automatic Shifting», also «automatische Schaltung».

Korrekt ist diese Bezeichnung im Grunde genommen nicht. Das Yamaha-System basiert lediglich auf einer automatischen Kupplung. Das Getriebe ist ein konventionelles Klauengetriebe mit fünf Gängen, das automatisiert wurde (YCC-S: Yamaha Chip Controlled-Shift).

Es ist also nach wie vor der Fahrer, der den Zeitpunkt des Gangwechsels bestimmt. Und dazu gibt es zwei Möglichkeiten: entweder manuell mit einer Schaltwippe am linken Lenkerende oder mit dem Fuss über einen herkömmlichen Schalthebel. Letzterer hat jedoch keine direkte Verbindung zum Getriebe, sondern aktiviert – wie der Handhebel – die Elektronik. Obwohl Schalten mit dem Fuss perfekt funkti-

17

B1 Kupplung

MM EFZ

oniert, wählten wir auf unserer Testfahrt mehrheitlich die manuelle Wippe.

Zum Starten des Motors muss eine der beiden Bremsen betätigt werden. Ein leichter Zug mit dem Zeigefinger an der Schaltwippe, und der erste Gang rastet hörbar ein. Gasgeben und abfahren, ohne die Kupplung schleifen zu lassen.

Der Gangwechsel bei der AS wird mit dem Zeigefinger (raufschalten) und dem Daumen (runterschalten) eingeleitet.

Im Zeitraum einer Zehntelsekunde regelt das System von der Zündung über die Motordrehzahl bis hin zum Kupplungs- und Schaltautomaten alle dazu notwendigen Massnahmen. Ein wertvolles Update ist der per Knopfdruck aktivierbare Stopp-Modus, der beim Verlangsamen in Bereiche unterhalb von 30 km/h selbständig die Gänge Stufe um Stufe bis in den ersten Gang zurückschaltet.

Runterschalten aus hohen Drehzahlen verweigert das System.

Dadurch kann das unterstützende Bremsmoment des Motors nicht ganz so effizient genutzt werden wie bei einem Töff mit konventioneller Schaltung.

Dagegen ist der Kraftschluss beim Gangwechsel dermassen sanft, nahtlos und kaum spürbar, dass selbst beim Beschleunigen aus Kurven in voller Schräglage bedenkenlos geschaltet werden kann.

6.4.3 Doppelkupplungssystem Ein Doppelkupplungsgetriebe ist ein automatisiertes Schaltgetriebe, das mittels zweier Teilgetriebe einen vollautomatischen Gangwechsel ohne Zugkraf tunterbre chung ermöglicht.

Die Getriebesteuerung wählt die Gänge selbsttätig oder nach Fahrerwunsch im Rahmen der zugelassenen Drehzahlbereiche. Im Gegensatz zu Automatikgetrieben mit hydraulischem Drehmomentwandler erfolgt die Übertragung des Moments über eine von zwei Kupplungen, die zwei Teilgetriebe mit dem Antrieb

18

MM EFZ

verbinden. Wie beim automatischen Getriebe mit hydraulischem Drehmomentwandler ermöglicht auch dieses Prinzip einen Gangwechsel ohne Zugkraftunterbrechung. Hier, indem gleichzeitig eine Kupplung schließt, während die andere öffnet.

Wie das Prinzipbild zeigt, besteht das Doppelkupplungsgetriebe aus zwei Teilgetrieben mit jeweils einer Kupplung. Ein Teilgetriebe trägt die geraden Gänge, das andere die ungeraden. Eine Besonderheit ist der Getriebeausgang. Die beiden Teilgetriebe arbeiten auf einem gemeinsamen Getriebeausgang.

B1 Kupplung

Beschriften Sie die Bauteile des DKG.

6.4.3.1 Honda VFR Honda hat ein D o p p e l ku p p l u n g s g e triebe für hubraumstarke Motorräder entwickelt, das Schaltvorgänge praktisch ohne Lastunterbrechung ermöglicht. Die DCT-Technik (Dual Clutch Transmission) verspricht leichte Bedienung und hohen Schaltkomfort.

Die neue Schaltbox unterscheidet sich deutlich von traditioneller Getriebetechnik bei der Bedienungund der Funktion. Es gibt beim DCT-Getriebe weder einen Kupplungshebel noch einen Schalthebel. Stattdessen bietet das Doppelkupplungsgetriebe dem Benutzer zwei Wahlmöglichkeiten: Die sechs Gangstufen manuell wählen, und zwar über Drucktasten an der linken Lenkerarmatur. Mit dem Zeigefinger kann unter Last hoch geschaltet werden, mit dem Daumen wird herunter geschaltet.

Vollautomatik-Betrieb, die sechs Gänge automatisch wechseln zu lassen, jeweils passend zu Drehzahl und Geschwindigkeit. Hierbei kann wiederum ein Modus vorgewählt werden: normale, kraftstoffsparende Gangart (D) oder sportliche Fahrweise (S).

In beiden Betriebsarten wird das Einkuppeln beim Gasgeben zum Anfahren automatisch bewerkstelligt, ebenso das Auskuppeln beim Anhalten, sobald Drehzahl und Geschwindigkeit eine Mindestgrenze unterschreiten.

Neben dem Bedienungskomfort ermöglicht die neue Technik nicht nur stets perfekte, sondern auch verblüffend sanfte Gangwechsel. Schaltpausen und Lastunterbrechungen fallen extrem kurz aus. Dadurch werden jene Nickbewegungen des Motorrads verringert, die bei Fahrer wie Beifahrer durchaus unharmonische Bewegungsabläufe zur Folge haben können.

19

B1 Kupplung

MM EFZ

MM EFZ

7 BREMSMOMENTBEGRENZUNG

7.2 Entlastung der Kupplungsfedern

Durch die starke Bremswirkung des 4-Taktmotors beim Gaswegnehmen in kleinen Gängen neigt das Hinterrad zum Stempeln. Dies kann zu gefährlichen Situationen im Fahrbetrieb führen. Durch ein Anti-Hopping-System (Bremsmomentbegrenzung) kann diese negative Eigenschaft durch gezieltes Rutschen der Kupplung verhindert werden.

Beim Fahren mit konstanter Geschwindigkeit greift die äussere Kupplungsnabe C und die innere Kupplungsnabe D über die Flächen der Rampen ineinander. Die Kupplung überträgt das Antriebsmoment. Das Bremsmoment bremst die innere Kupplungsnabe (D) gegenüber der äusseren Kupplungsnabe ab. Die äussere Kupplungsnabe steigt an den Rampen (F) auf und verschiebt sich axial gegen die Federkraft. Dabei werden die Kupplungsscheiben entlastet und rutschen.

7.1 Geteilte Kupplungsnabe mit Freilauf

B1 Kupplung

Bei diesem System findet eine geteilte Kupplungsnabe und ein Freilauf 2 Verwendung. Die Kupplungsnabe ist in eine innere 3 und äussere Kupplungsnabe 1 unterteilt, wobei die äussere Kupplungsnabe über den Freilauf mit der Getriebewelle verbunden ist.

Zur Übertragung des Motordrehmoments funktioniert die Kupplung auf bekannte Weise. Der Freilauf sperrt. Das Drehmoment wird auch auf der äusseren Kupplungsnabe übertragen.

Bei grossem Bremsmoment wird der Freilauf überholt. Die Kupplungsscheiben (A) der äusseren Kupplungsnabe sind nicht mehr kraftschlüssig mit der Getriebewelle.

Die verbleibenden Kupplungsscheiben rutschen, das Stempeln wird verhindert.

20

21

B1 Kupplung

MM EFZ

7.3 Geringe Federvorspannung

Bei diesem System werden die Kupplungsfedern durch einen Kulissenring stärker vorgespannt, wenn der Motor Kraft auf die Getriebewelle überträgt.

Die volle Anpresskraft der Federn wird erst erreicht, wenn der Kraftfluss von der Kurbelwelle über die Kupplung zum Getriebe verläuft. Dabei werden die Federn nach innen gedrückt und stärker vorgespannt.

MM EFZ

8 BERECHNUNGEN Eine Einscheibenkupplung hat eine Anpresskraft von 3200 N und eine Reibkraft von 1780 N.

B1 Kupplung

Lösen Sie die Berechnungsaufgaben.

Wie gross ist die Haftreibungszahl μH?

Eine im Öl laufende Mehrscheibenkupplung mit 7 Lamellen, die einen mittleren Durchmesser von 88 mm haben, werden durch 6 Druckfedern mit einer Anpresskraft von je 145 N angepresst.

Die Haftreibungszahl beträgt 0.15.

Wie gross ist die am mittleren Radius angreifende Drehkraft in N? Wie gross ist das übertragbare Drehmoment in Nm?

Im Leerlauf und Schiebebetrieb sind die Federn nur etwa 40% vorgespannt. Durch die geringere Federvorspannung reduzieren sich die Bedienungskräfte zur Betätigung der Kupplung. Die Kupplung kann ebenfalls ein geringeres Bremsmoment übertragen und reduziert so die Neigung zum Stempeln des Hinterrades.

Die Vorspannung der Federn hängt von der Wirkungsrichtung des Drehmoments ab.

Hinweis RB 81 - 82 FO 42 SVBA 101

22

23

B1 Kupplung

MM EFZ

MM EFZ

B1 Kupplung

9 REPETITIONSFRAGEN 1. Erklären Sie die Aufgaben der Kupplung 7. Erklären Sie den Aufbau der hydrodynamischen Kupplung

2. Nennen Sie Eigenschaften von Nasskupplungen 8. Erklären Sie die Wirkungsweise der hydrodynamischen Kupplung

3. Nennen Sie Eigenschaften von Trockenkupplungen 9. Erklären Sie die mechanische Kupplungsbetätigung

4. Nennen Sie Eigenschaften von Einscheibenkupplungen 10. Erklären Sie die hydraulische Kupplungsbetätigung

5. Nennen Sie Eigenschaften von Mehrscheibenkupplungen 11. Erklären Sie die automatische Kupplungsbetätigung

6. Nennen Sie Eigenschaften von Backenkupplungen

24

25

B1 Kupplung

MM EFZ

12. Erklären Sie die elektronische Kupplungsbetätigung

13. Erklären Sie den Aufbau der Bremsmoment Begrenzung

14. Erklären Sie die Wirkungsweise der Bremsmoment Begrenzung

15. Lösen Sie Berechnungen zur Kupplung

26

MM EFZ

B2 Getriebe

Motorradmechaniker /-in EFZ MT Motorradtechnik B2 Getriebe

27

MM EFZ

B2 Getriebe

INHALT 10 Bildungsplan 11 Getriebe 11.1 Getriebearten 11.1.1 Zweiwellengetriebe 11.1.2 Dreiwellengetriebe 11.1.3 Schaltklauengetriebe 11.1.4 Schaltmuffengetriebe 11.1.5 Ziehkeilgetriebe 11.1.6 Kassettengetriebe 11.2 Aufgaben des Getriebes 11.3 Eigenschaftens des Getriebes 12 Schaltgetriebe 12.1 Aufbau 12.2 Wirkungsweise 12.2.1 Schaltmechanismus 12.2.2 Schaltwalze und Schaltgabeln 12.2.3 Sicherungsringe 12.2.4 Schaltklauengetriebe 12.2.5 Schaltmuffengetriebe 12.2.6 Ziehkeilgetriebe 12.3 Kraftverlauf 12.3.1 Schaltklauengetriebe 12.3.2 Schaltmuffengetriebe 12.3.3 Ziehkeilgetriebe 13 Gangwechsel 13.1 Gangwechsel zum besten Zeitpunkt 13.2 Mechanisch 13.2.1 Hochschalten 13.2.1.1 Ablauf für den Fahrer 13.2.1.2 Ablauf im Getriebe 13.2.2 Hinunterschalten 13.2.2.1 Ablauf für den Fahrer 13.2.2.2 Ablauf im Getriebe 13.3 Elektromechanisch 13.3.1 Yamaha YCC-S 13.3.1.1 Aufbau 13.3.1.2 Funktion 13.3.1.3 Elektronische Regelung 13.3.2 Honda DCT 13.3.2.1 Aufbau 13.3.2.2 Funktion 13.3.2.3 Ölflussdiagramm 13.3.2.4 Elektroschema 13.3.3 Weitere Schaltautomaten 13.3.3.1 Schalten bei Vollgas 13.3.3.2 Power Commander Quick Shifter 13.4 Elektrohydraulisch 13.4.1 Honda HFT 13.4.1.1 Geschichte des HFT-Getriebes 13.4.1.2 Aufbau 13.4.1.3 Aufgaben der Bauteile 13.4.1.4 Funktion des HFT Getriebes 13.4.1.5 Funktion der Verteilerventile und Kolben 13.4.1.6 Übersetzungsverhältnis

28

31 32 32 32 33 33 33 34 35 35 35 36 36 37 37 37 37 38 40 40 41 41 43 43 44 44 45 45 45 46 46 46 46 47 47 48 49 50 53 56 58 59 62 64 66 75 77 78 78 79 81 81 83 84

29

B2 Getriebe

Hinweis Hier finden Sie Zusatzinformationenen, Lernhilfen etc.

MM EFZ

13.4.1.7 Überbrückungssystem 13.4.1.8 Anfahrkupplung 13.4.1.9 HFT-Steuerung 14 Differenzial 14.1 Aufgaben 14.2 Anforderungen 14.3 Bauarten 14.4 Eigenschaften 14.5 Sperrwert 15 Berechnungen 16 Repetitionsfragen

MM EFZ

85 86 87 90 90 90 91 91 91 92 94

10 BILDUNGSPLAN Aufgaben und Eigenschaften des Getriebes nennen.

Aufbau und die Wirkungsweise sowie den Kraftverlauf von Schaltgetrieben erklären.

Den mechanischen und elektro-hydraulischen Gangwechsel beschreiben.

B2 Getriebe

Reserve Praxiswissen mit der Theorie verlinken.

Erfahrungen aus der Werkstatt und den ÜK vergleichen mit theoretischem Wissen.

Berechnungen im Zusammenhang mit Getrieben lösen.

Aufgaben, Anforderungen, Eigenschaften und Bauarten des Differenzials beschreiben.

Auftrag Lesen Sie den Auftrag.

Führen Sie nur die geforderten Arbeiten aus.

Merke Informationen, die Sie immer wieder brauchen, werden hier hervorgehoben.

FM 161 - 168

Idealerweise speichern Sie diese im Kopf ab.

RB 42 - 44, 83 - 86

FA 411 -416, 417 - 436, 443 - 448

FO 21, 43, 44 SVBA 35 - 38, 103 - 112, 181 - 182

30

31

B2 Getriebe

Ordnen Sie die ihnen bekannten Motorradgetriebearten im Organigramm sinnvoll.

MM EFZ

11 GETRIEBE Der Verbrennungsmotor entwickelt nur in einem engen Drehzahlbereich ein brauchbares Drehmoment. Durch die Verwendung von mehrstufigen Getrieben kann der Motor bei unterschiedlichen Bedingungen im optimalen Drehzahlbereich bei dem nötigen Drehmoment betrieben werden. Das Getriebe erhöht das Drehmoment und senkt die Drehzahl im gleichen Verhältnis. Die Leistung, Drehmoment mal Drehzahl, wird nicht verändert (ausgenommen Wirkungsgrad). In der Praxis werden Getriebe mit 4, 5, 6 und selten 7 Gängen verwendet.

MM EFZ

B2 Getriebe

11.1.2 Dreiwellengetriebe Drehzahl und Drehmoment werden über 2 Zahnradpaare verändert.

1: Eingangs-, Kupplungswelle.

2: Zwischen-, Neben-, Vorgelegewelle 3: Abtriebs-, Hauptwelle

11.1 Getriebearten

11.1.3 Schaltklauengetriebe Radial feste, axial verschiebbare Zahnräder mit Klauen stellen den Kraftschluss zwischen der Getriebewelle und den radial losen, axial festen Zahnrädern her.

Beantworten Sie die Repetitionsfragen mit ihrem erworbenen Wissen. Kontrollieren Sie ihre Antworten mit Hilfe der Unterlagen.

11.1.1 Zweiwellengetriebe Drehzahl und Drehmoment werden über 1 Zahnradpaar verändert.

1: Eingangs-, Kupplungs-, Primärwelle.

2: Ausgangs-, Ritzel-, Sekundärwelle

Zeitrahmen: 15 LE

Zeichnen Sie den Kraftfluss durch die Getriebe ein.

Bezeichnen Sie die Bauteile

Lesen Sie das Manuskript und das Fachbuch.

Bearbeiten Sie die Texte und Bilder gemäss eigener Vorstellung und bearbeiten Sie alle Aufträge.

Datum EK: ___________

11.1.4 Schaltmuffengetriebe Axial schiebbare Muffen (1) stellen den Kraftschluss zwischen der Getriebewelle und allen radial losen Zahnrädern (2) her. Die Klauen (3) greifen in die Aussparungen der Muffen ein und übertragen die Kraft.

32

33

B2 Getriebe

MM EFZ

MM EFZ

B2 Getriebe

11.1.6 K assettengetriebe Die Getriebewellen sind auf einer Gehäuseplatte montiert und können als ganze Einheit seitlich aus dem Motor ausgebaut werden. Diese Bauart wird oft im Renneinsatz verwendet. Sie ermöglicht eine schnelle Anpassung der Getriebeabstufung ohne den Motor auszubauen.

11.2 Aufgaben des Getriebes 11.1.5 Ziehkeilgetriebe Auf der Eingangswelle sind alle Zahnräder fest mit der Welle verbunden. Die Abtriebswelle ist eine Hohlwelle und alle Zahnräder sind lose. Darin wird eine Schaltstange 1 mit Nocken (Schaltkreuz) verschoben. Der Kraftschluss erfolgt über Kugeln oder Mitnehmerstifte, welche in den Nuten der Losräder eingreifen. Diese Getriebeart ist zwar kompakt, wird aber selten verwendet.

34

Motordrehmoment schlupflos übertragen und anpassen Motordrehzahl anpassen Leerlauf ermöglichem Drehsinn ändern (Mehrspurige Fahrzeuge > 200 kg)

11.3 Eigenschaftens des Getriebes Erweitert den nutzbaren Drehzahlbereich des Verbrennungsmotors auf den Geschwindigkeitsbereich des Fahrzeuges. Überträgt Leistung formschlüssig (Zahnradgetriebe) oder kraftschlüssig (Variomat), ändert Drehmoment und Drehzahl im umgekehrten Verhältnis und aufeinander abgestuft. Überträgt Drehmoment in gleicher oder veränderter Achs- oder Drehrichtung Überträgt Energie mechanisch oder hydraulisch, mehrstufig oder stufenlos, gleichförmig (Elektromotor) oder ungleichförmig (Verbrennungsmotor), schlupflos oder durch Schlupf.

Getriebespezifische Eigenschaften siehe 2.1

35

B2 Getriebe

MM EFZ

12 SCHALTGETRIEBE Das Schaltgetriebe überträgt Drehmoment und Drehzahl formschlüssig und schlupflos über Zahnradpaare. Der nutzbare Drehzahlbereich des Motors wird auf den Geschwindigkeitsbereich des Motorrades gespreizt durch reduzieren der Motordrehzahl auf Raddrehzahl. Im gleichen Mass wie die Drehzahl reduziert wird erhöht sich das Motordrehmoment auf das Antriebsdrehmoment am Rad. Die Leistung, Drehmoment mal Drehzahl, bleibt bis auf den Reibunsverlust (Wirkungsgrad) unverändert.

Im Motorrad werden vorwiegend Schaltklauengetriebe, in einigen Schaltmuffengetriebe und in Fahrzeugen mit wenig Leistung Ziehkeilgetriebe verwendet. Die Getriebe sind nicht synchronisiert. In Rollern sind stufenlose oder gestufte Variomaticgetriebe eingebaut.

12.1 Aufbau Bezeichnen Sie die Bauteile des Getriebes.

Schaltgetriebe bestehen aus dem integrierten oder eigenen Gehäuse, einer mit der Kupplung verbundenen Eingangs- und der mit dem Sekundärantrieb verbundenen Ausgangswelle. Das Dreiwellengetriebe hat dazwischen eine Nebenwelle.

Auf der Eingangsseite sind kleine und auf der Ausgangsseite grosse Zahnräder auf den Wellen unterschiedlich befestigt. Die Wellen sind beidseits im Gehäuse gelagert, eine Seite axial fest (Führungslager). Der Gehäuseausgang wird mit einem Radialwellendichtring (Simmerring) öl- und schmutzsicher abgedichtet.

Der Schalthebel dreht die Schaltwalze und bewegt dadurch die Schaltgabel. Diese ändert die kraftübertragenden Zahnradpaare und die Übersetzung.

MM EFZ

B2 Getriebe

12.2 Wirkungsweise 12.2.1 Schaltmechanismus Beim Motorradgetriebe werden die einzelnen Gänge sequenziell geschaltet. Eine Leerlaufstellung befindet sich normalerweise zwischen dem ersten und zweiten Gang. Die Leerlaufstellung wird mit einer grünen Kontrolllampe angezeigt.

Das Schalten der Gänge erfolgt über einen Fussschalthebel 1 und ein Gestänge 2 mit Ratschenmechanismus 3. Die Schaltklinke 4 betätigt die Schaltwalze, welche durch eine sternförmige Scheibe mit Wellenkontur 5 in den exakten Gangpositionen gehalten wird. In den Längsnuten der Schaltwalze 6 greifen die Mitnehmernocken 7 der Schaltgabeln 8 ein. Durch die axiale Bewegung der Schaltgabeln werden die entsprechenden Gänge ein- und ausgeschaltet.

12.2.2 Schaltwalze und Schaltgabeln Die Nuten 6 der Schaltwalze dürfen nicht ausgelaufen sein. Die Enden 9 der Schaltgabeln und der Mitnehmerzapfen 7 dürfen keinen Verschleiss haben. Sind die Schaltgabeln nicht rechtwinklig zur Schaltgabelwelle oder besteht übermässiges Spiel, so besteht die Gefahr, dass ein Gang unter Last herausspringt.

12.2.3 Sicherungsringe

Bezeichnen Sie die Bauteile mit den Nummern.

Bezeichnen Sie Zahnrad, Sicherungsring und Getriebewelle.

Bei der Montage der Sicherungsringe ist darauf zu achten, dass die scharfe Kante des Sicherungsringes in Druckrichtung zeigt.

36

37

B2 Getriebe

Erkären Sie die 3 Hinweise bei der Montage der Aussenseegerringe.

MM EFZ

MM EFZ

B2 Getriebe

Note: Replace any circlip that where removed with new ones.

Install the circlips (A) so that the opening is aligned with a spline groove (B).

Check that each gear spins or slides freely on the transmission shafts without binding after assembly.

Bemalen Sie das Gehäuse rot, die Eingangswelle hellblau, die Ausgangswelle hellgrün, die Lager orange, das Ritzel dunkelgrün, den Simmerring gelb, die Gangradpaare 1 gelb, 2 dunkelrot, 3 und 4 rosarot (pink), 5 violett und 6 oliv.

38

12.2.4 Schaltklauengetriebe Auf der Eingangs- und Ausgangswelle sind einzelne Zahnräder axial und radial fest, axial fest oder radial fest. Alle Zahnradpaare sind permanent im Eingriff und sind gerade verzahnt.

Die äussersten Räder sind fest mit der Eingangswelle verbunden. Ein Gangradpaar besteht aus einem Los- und einem Festrad. Das Festrad ist durch eine Keilnutverzahnung mit der Welle radial fest verbunden, kann jedoch axial bewegt werden. Das Losrad ist auf der Welle gelagert und axial fest.

Die vom Schaltmechanismus bewegte Schaltgabel schiebt die Festräder mit den Schaltklauen gegen die Losräder mit der Schaltkulisse. Jetzt ist das Losrad über das Festrad mit der Getriebewelle verbunden und kann das Drehmoment übertragen.

Schnelle und kräftige Schaltbewegungen gewährleisten sicheren Gangwechsel (eingreifen der Schaltklauen in die Vertiefungen). Grosse Drehzahlunterschiede beim Gangwechsel durch Zwischengas angepassen. Bei sequenziellen Getrieben können keine Gänge übersprungen werden.

Pos. 1 2 3 4 5 6 7/11 8/12/20 9/10/13 14 15 16 17 18 19

Bauteil

part

Notieren Sie die Bauteile deutsch und englisch in der Tabelle.

Bemalen Sie die Eingangswelle rot, die Ausgangswelle grün, die Lager braun, das Ritzel violett und die Gangradpaare 1 gelb, 2 pink, 3 und 4 orange, 5 dunkelblau und 6 hellblau.

39

B2 Getriebe

MM EFZ

MM EFZ

12.2.5 Schaltmuffengetriebe

12.3 Kraftverlauf

Auf der Neben- und Abtriebswelle sind einzelne Zahnräder axial oder radial fest. Alle Zahnradpaare sind permanent im Eingriff und sind schräg verzahnt. Die Eingangswelle mit einem Zahnrad und Schwingungsdämpfer kompensiert Drehsinnänderung und Drehzahlreduktion des Primärantriebes bei Klauenschaltgetrieben.

Schräg verzahnte Räder können nicht axial verschoben werden, sind jedoch laufruhiger, weniger belastet an den Zähnen und üben Seitenkräfte auf das Lager und Gehäuse aus.

Zwischen 2 Losrädern ist eine drehfest mit der Getriebewelle verbundene Schaltmuffe platziert, welche durch die Schaltgabel bewegt wird. Die seitlichen Nocken der Gangräder greifen in die Vertiefungen (Kulisse) der Schaltmuffe ein und werden drehfest mit der Getriebewelle verbunden.

Der Schaltmechanismus ist wie beim Schaltklauengetriebe.

Der Kraftverlauf durch das Getriebe wird für jeden Gang mit einer anderen Farbe ganz exakt eingezeichnet von der Eingangs- bis zur Ausgangswelle mit Richtungsangabe. Die Zahnräder werden als Losrad (L) oder radial lose, axial fest (af), als Festrad (F) oder radial fest, axial lose (rf) und Fixräder (F2) oder axial fest, radial fest (arf) bezeichnet. Zu jedem Schema gehört eine Legende (Gangstufe, Gangräder).

B2 Getriebe

Zeichnen Sie den kraftverlauf in den Getrieben 3.3 ein und erstellen Sie eine Legende.

Beschreiben Sie ihr Vorgehen.

12.3.1 Schaltklauengetriebe

12.2.6 Ziehkeilgetriebe

Bezeichnen Sie die Getriebewellen, Fest- und Losräder in beiden Getrieben.

40

Auf der Eingangswelle sind alle Zahnräder fest mit der Welle verbunden. Die Abtriebswelle ist eine Hohlwelle und alle Zahnräder sind lose. Darin wird die Schaltstange mit Nocken (Schaltkreuz) verschoben. Der Kraftschluss erfolgt über Kugeln oder Mitnehmerstifte, welche in den Nuten der Losräder eingreifen.

Diese Getriebeart ist sehr kompakt, wird aber selten verwendet.

41

B2 Getriebe

MM EFZ

MM EFZ

B2 Getriebe

12.3.2 Schaltmuffengetriebe

12.3.3 Ziehkeilgetriebe

42

43

B2 Getriebe

MM EFZ

MM EFZ

B2 Getriebe

13 GANGWECHSEL Beim Schalten unterscheiden wir zwischen hoch- und hinunterschalten. Wird die Hinterraddrehzahl tiefer als die entsprechende Leelaufdrehzahl des Motors schalten wir einen Gang hinunter, wenn sie höher wird als die maximale Motordrehzahl schalten wir einen Gang höher. Bei unsynchronisierten Getrieben unterscheiden sich diese beiden Abläufe.

Artikel Motosport Schweiz

44

13.1 Gangwechsel zum besten Zeitpunkt Eine der häufigsten Tätigkeiten beim Motorradfahren ist das Schalten. Wir wissen alle, wie es geht. Aber welches ist eigentlich für optimale Beschleunigung der beste Zeitpunkt, um den nächsten Gang einzulegen?

Wer es auf dem Motorrad einigermassen zügig mag, kommt ums gute Schalten nicht herum. Dazu gehört die richtige Handhabung von Kupplung, Gas und Schalthebel, aber auch das richtige Timing. Denn nur wer seine Maschine im optimalen Drehzahlbereich hält, erntet auch die Leistung, welche der Prospekt verspricht.

Die allgemein verbindliche Regel für den perfekten Schaltzeitpunkt existiert nicht, zu unterschiedlich sind die Motorentypen. Eine Faustregel liefert uns Peter Bossert, Dragster-Meister und Tuning-Spezialist, aber doch: «Kurz nach der Leistungsspitze.» Wer sich nur am Drehzahlbegrenzer orientiere, liege falsch. Die Spitzenleistung und die Nenndrehzahl, wo diese abgegeben wird, findet man in den technischen Daten (z.B. 101 PS bei 6750/min). Oder man hat, wie Bossert, einen Leistungsprüfstand und misst.

Da hat man (siehe oben) die Drehmoment- und Leistungskurve einer Suzuki GSX 1400 vor sich. Der Vierzylinder-Hubraumriese entwickelt das maximale Drehmoment («Punkt der optimalen Zylinderfüllung», so Bossert) bereits bei 5100/min. Die Folge: Die Leistung (Drehmoment x Drehzahl) erreicht bereits vor 7000/min ihr Maximum und fällt bis zum Drehzahlbegrenzer bei 9300/min deutlich ab.

An diesem etwas untypischen Kurvenverlauf lässt sich zeigen, wie sich richtiger und falscher (in diesem Fall zu später) Schaltzeitpunkt auf das Vorwärtskommen auswirken.

Die rote Kurve zeigt die Kraftentwicklung beim Schalten nahe der Leistungsspitze (7000/min). Beim Hochschalten fällt die Drehzahl je nach Gang um rund 1000 auf 6000/min, wo knapp 100 PS anstehen. Die blaue Kurve zeigt, was beim Ausdrehen des Reihenvierers bis zum Begrenzer geschieht. Zwar werden nach dem Einkuppeln jeweils über 100 PS erreicht, die grosse Schwungmasse reisst die Leistung für ganz kurze Zeit sogar deutlich über diesen Wert, doch danach befindet man sich sogleich im Bereich, wo die Leistungskurve abfällt. Die Folge auf der Zeitachse: Nach etwas mehr als acht Sekunden ist im Szenario Rot der 5. Gang und das damit verbundene Tempo erreicht. Im Falle der blauen Kurve dauert diese Übung rund zwölf Sekunden.

Durchgeschaltet: Die Kurven zeigen den Leistungsverlauf über der Zeitachse beim Hochschalten – rot bei optimalem, blau bei zu spätem Schaltzeitpunkt.

13.2 Mechanisch 13.2.1 Hochschalten 13.2.1.1 Ablauf für den Fahrer Kupplung ziehen und gleichzeitig Gas zudrehen. Den Fussschalthebel zügig nach oben an den Anschlag ziehen. Kupplung lösen und gleichzeitig Gas geben, damit am Schleifpunkt keine Differenz zwischen Motordrehzahl und entsprechender Raddrehzahl besteht.

Ist die Motordrehzahl zu tief, bremst das Fahrzeug, im Extremfall blockiert das Hinterrad. Ist die Motordrehzahl zu hoch, macht das Fahrzeug einen Satz nach vorne, im Extremfall dreht das Hinterrad durch.

45

B2 Getriebe

MM EFZ

13.2.1.2 Ablauf im Getriebe

13.3 Elektromechanisch

Das Drehmoment wird vom Motor über Kupplung, Getriebe und Kette auf das Hinterrad übertragen, beschleunigt das Motorrad und die Drehzahl steigt. Wird die Kupplung gezogen, werden die Kupplungsfedern durch die Druckplatte zusammengedrückt, Reib- und Stahlscheiben lösen sich und unterbrechen den Kraftfluss. Die Motordrehzahl sinkt. Über Schalthebel, Gestänge und Ratschenmechanismus wird die Schaltwalze verdreht und die Schaltgabel so geführt, dass zuerst der eingelegte Gang entkoppelt und darauf das nächste Gangrad formschlüssig über die Klauren mit der Getriebewelle verbunden wird.

Die Motordrehzahl steigt an und die Kupplung wird kraftschlüssig, das Drehmoment wird wieder zum Hinterrad geleitet und beschleunigt wieder.

Für den Gangwechsel gibt der Fahrer ein elektrisches Signal. Das Steuergerät prüft alle einprogrammierten Bedingungen. Wenn alle erfüllt sind, wird Gas weggenommen, ausgekuppelt, der Gang gewechselt, eingekuppelt und gleichzeitig wieder Gas gegeben. Diese Abläufe werden von Elektromotoren, angesteuert über mehrere Steuergeräte, präziser und schneller abgewickelt als beim mechanischen Gangwechsel.

13.2.2 Hinunterschalten 13.2.2.1 Ablauf für den Fahrer Kupplung ziehen und gleichzeitig Gas zudrehen. Den Fussschalthebel zügig nach unten an den Anschlag drücken. Kupplung lösen und gleichzeitig Gas geben, damit am Schleifpunkt keine Differenz zwischen Motordrehzahl und entsprechender Raddrehzahl besteht.

Ist die Motordrehzahl zu tief, bremst das Fahrzeug, im Extremfall blockiert das Hinterrad. Bei hohen Drehzahlen sollte während dem Schaltvorgang das Gas kurz aufgedreht werden (Zwischengas), damit beim Einkuppeln die Motordrehzahl nicht zu tief ist. Ist die Motordrehzahl zu hoch, macht das Fahrzeug einen Satz nach vorne, im Extremfall dreht das Hinterrad durch.

13.2.2.2 Ablauf im Getriebe Das Drehmoment wird vom Rad über Kette, Getriebe und Kupplung auf den Motor übertragen, verzögert das Motorrad und die Drehzahl sinkt.

Wird die Kupplung gezogen, werden die Kupplungsfedern durch die Druckplatte zusammengedrückt, Reib- und Stahlscheiben lösen sich und unterbrechen den Kraftfluss. Die Motordrehzahl sinkt. Über Schalthebel, Gestänge und Ratschenmechanismus wird die Schaltwalze verdreht und die Schaltgabel so geführt, dass zuerst der eingelegte Gang entkoppelt und darauf das nächste Gangrad formschlüssig über die Klauren mit der Getriebewelle verbunden wird.

Die Motordrehzahl steigt an und die Kupplung wird kraftschlüssig, das Drehmoment wird wieder zum Motor geleitet und verzögert wieder.

46

MM EFZ

B2 Getriebe

13.3.1 Yamaha YCC-S «AS» steht für «Automatic Shifting», also «automatische Schaltung». Korrekt ist diese Bezeichnung im Grunde genommen nicht.

Das Yamaha-System basiert lediglich auf einer automatischen Kupplung. Das Getriebe ist ein konventionelles Klauengetriebe mit fünf Gängen, das automatisiert wurde (YCC-S: Yamaha Chip Controlled-Shift).

Es ist also nach wie vor der Fahrer, der den Zeitpunkt des Gangwechsels bestimmt. Und dazu gibt es zwei Möglichkeiten: entweder manuell mit einer Schaltwippe am linken Lenkerende oder mit dem Fuss über einen herkömmlichen Schalthebel. Letzterer hat jedoch keine direkte Verbindung zum Getriebe, sondern aktiviert – wie der Handhebel – die Elektronik.

Obwohl Schalten mit dem Fuss perfekt funktioniert, wählten wir auf unserer Testfahrt mehrheitlich die manuelle Wippe.

Zum Starten des Motors muss eine der beiden Bremsen betätigt werden. Ein leichter Zug mit dem Zeigefinger an der Schaltwippe, und der erste Gang rastet hörbar ein. Gasgeben und abfahren, ohne die Kupplung schleifen zu lassen. Der Gangwechsel bei der AS wird mit dem Zeigefinger (raufschalten) und dem Daumen (runterschalten) eingeleitet.

Im Zeitraum einer Zehntelsekunde regelt das System von der Zündung über die Motordrehzahl bis hin zum Kupplungs- und Schaltautomaten alle dazu notwendigen Massnahmen. Ein wertvolles Update ist der per Knopfdruck aktivierbare Stopp-Modus, der beim Verlangsamen in Bereiche unterhalb von 30 km/h selbständig die Gänge Stufe um Stufe bis in den ersten Gang zurückschaltet.

Runterschalten aus hohen Drehzahlen verweigert das System.

Dadurch kann das unterstützende Bremsmoment des Motors nicht ganz so effizient genutzt werden wie bei einem Töff mit konventioneller Schaltung.

Dagegen ist der Kraftschluss beim Gangwechsel dermassen sanft, nahtlos und kaum spürbar, dass selbst beim Beschleunigen aus Kurven in voller Schräglage bedenkenlos geschaltet werden kann.

47

B2 Getriebe

Weisen Sie die Bauteile im Bild zu und zeichnen Sie die Leitungen der Sensorsignale rot und der Aktorsignale blau ein.

MM EFZ

MM EFZ

13.3.1.1 Aufbau

13.3.1.2 Funktion

Das System besteht aus Steuergerät, Kupplungsautomat, Gangwechselschalter, Wahlschalter, Sensoren (Geschwindigkeit, Drehzahl, Drosselklappenwinkel, Getriebe, Schalthebel, Schaltautomat), Schaltautomat und Kupplungsnehmerzylinder.

Anfahren Leerlaufdrehzahl 1´050 min-1, unter 900 min-1 trennt die Kupplung.

Beim Gasgeben rückt die Kupplung mit geeigneter Geschwindigkeit ein und das Motorrad beschleunigt.

B2 Getriebe

Hochschalten oder Zurückschalten Der Gangwechsel kann vom Steuergerät, per Fuss- oder Handschalter ausgelöst werden.

Der Kupplungsautomat trennt die Kupplung, der Schaltautomat vollzieht den Gangwechsel (eingelegten Gang heraus und neuen einlegen) und der Kupplungsautomat rückt die Kupplung wieder ein. Das Steuergerät wechselt Gänge beim Erreichen von vorprogrammierten Werten (Drehzahl).

2) Schaltsensor 3) Elektromotor 4) Zahnräder

48

49

B2 Getriebe

Beschriften Sie die Regelung nach dem EVA Prinzip. Unterscheiden Sie 2 Sensorarten, Aktoren und Steuergerät farblich.

Vergleichen Sie die beiden Blockschaltbilder und beschreiben Sie die Unterschiede.

50

MM EFZ

13.3.1.3 Elektronische Regelung Die YCC-S ECU ist ein 32-Bit-Rechner. Aufgrund der Sensorsignale erkennt die ECU die Absichten des Fahrers und steuert die entsprechenden Aktoren an, wenn alle Signale im grünen Bereich sind. Würden vorgegebene Grenzen überschritten (Drehzahl), wird die Aktion nicht ausgeführt.

MM EFZ

B2 Getriebe

Beschreiben Sie das Zurückschalten vom 3. in den 2. Gang.

Beschreiben Sie das Anhalten bei aktiviertem zurückschalten zum Anhalten.

51

B2 Getriebe

MM EFZ

B2 Getriebe

13.3.2 Honda DCT

Beschreiben Sie das Hochschalten vom 2. in den 3. Gang.

Bestimmen Sie die Schaltzeiten aus dem Diagramm (Motorrad).

BMW mit Schaltautomat: BMW ohne Schaltautomat: FJR AS: Mana manuell: Mana automatisch:

52

MM EFZ

Ein Doppelkupplungsgetriebe ist ein automatisiertes Schaltgetriebe, das mittels zweier Teilgetriebe einen vollautomatischen Gangwechsel ohne Zugkraftunterbrechung ermöglicht. Die Getriebesteuerung wählt die Gänge selbsttätig oder nach Fahrerwunsch im Rahmen der zugelassenen Drehzahlbereiche.

Im Gegensatz zu Automatikgetrieben mit hyd rau li s c h e m Drehmomentwandler erfolgt die Übertragung des Moments über eine von zwei Kupplungen, die zwei Teilgetriebe mit dem Antrieb verbinden. Wie beim automatischen Getriebe mit hydraulischem Drehmomentwandler ermöglicht auch dieses Prinzip einen Gangwechsel ohne Zugkraftunterbrechung. Hier, indem gleichzeitig eine Kupplung schließt, während die andere öffnet.

53

B2 Getriebe

MM EFZ

Wie das Prinzipbild zeigt, besteht das Doppelkupplungsgetriebe aus zwei Teilgetrieben mit jeweils einer Kupplung. Ein Teilgetriebe trägt die geraden Gänge, das andere die ungeraden. Eine Besonderheit ist der Getriebeausgang. Die beiden Teilgetriebe arbeiten auf einem gemeinsamen Getriebeausgang.

Honda hat ein Doppelkupplungsgetriebe für h u b r a u m s t a r ke Motorräder entwickelt, das Schalt vorgänge praktisch ohne Lastunterbrechung ermöglicht.

Die DCT-Technik (Dual Clutch Transmission) verspricht leichte Bedienung und hohen Schaltkomfort.

Die neue Schaltbox unterscheidet sich deutlich von traditioneller Getriebetechnik bei der Bedienungund der Funktion. Es gibt beim DCT-Getriebe weder einen Kupplungshebel noch einen Schalthebel. Stattdessen bietet das Doppelkupplungsgetriebe dem Benutzer zwei Wahlmöglichkeiten:

Die sechs Gangstufen manuell wählen, und zwar über Drucktasten an der linken Lenkerarmatur. Mit dem Zeigefinger kann unter Last hoch geschaltet werden, mit dem Daumen wird herunter geschaltet.

54

MM EFZ

B2 Getriebe

Vollautomatik-Betrieb, die sechs Gänge automatisch wechseln zu lassen, jeweils passend zu Drehzahl und Geschwindigkeit. Hierbei kann wiederum ein Modus vorgewählt werden: normale, kraftstoffsparende Gangart (D) oder sportliche Fahrweise (S).

In beiden Betriebsarten wird das Einkuppeln beim Gasgeben zum Anfahren automatisch bewerkstelligt, ebenso das Auskuppeln beim Anhalten, sobald Drehzahl und Geschwindigkeit eine Mindestgrenze unterschreiten.

Neben dem Bedienungskomfort ermöglicht die neue Technik nicht nur stets perfekte, sondern auch verblüffend sanfte Gangwechsel. Schaltpausen und Lastunterbrechungen fallen extrem kurz aus. Dadurch werden jene Nickbewegungen des Motorrads verringert, die bei Fahrer wie Beifahrer durchaus unharmonische Bewegungsabläufe zur Folge haben können.

55

B2 Getriebe

MM EFZ

MM EFZ

B2 Getriebe

13.3.2.1 Aufbau

Bezeichnen Sie die Bauteile im Schema.

56

Das Getriebe besteht aus 2 unabhängigen Kupplungen, 2 Getriebewellen mit je 3 geraden und 3 ungeraden Gängen. Es ist ein Schaltklauengetriebe, das durch einen Elektromotor geschaltet wird. Die Kupplungen werden vom Motoröl über eine Hydrauliksteuerung betätigt. Das ganze System wird von Sensoren überwacht und vom Steuergerät geregelt.

57

B2 Getriebe

Bezeichnen Sie die Bauteile.

Zeichnen Sie den Kraftverlauf ein im 3. und 4.

Gang.

MM EFZ

13.3.2.2 Funktion

MM EFZ

B2 Getriebe

13.3.2.3 Ölflussdiagramm

Bezeichnen Sie die Bauteile.

Das Getriebe hat 2 hydraulisch betätigte Kupplungen. Die 1. ist auf der inneren Welle und mit den Gängen 1, 3, und 5 verbunden, die 2. ist auf einer Hohlwelle und mit den Gängen 2, 4, und 6 verbunden. Das Steuergerät öffnet uns schliesst Magnetventile, die den Motoröldruck zu den Kupplungen leiten oder den Rücklauf öffnen. In Fahrt ist immer 1 Kupplung offen und die 2. geschlossen.

Auch vom Steuergerät betätigt ist das Schaltmagnetventil. Dieses verdreht die Schaltwalze und bewegt dadurch die Schaltgabeln in die gewünschte Position. Im Schaltzeitpunkt wird die Drosselklappe geschlossen, die kraftschlüssige Kupplung entlastet, gleichzeitig die offene Kupplung geschlossen und die Drosselklappe auf den berechneten Winkel geöffnet. Der Schaltvorgang ist abgeschlossen. Er dauert 500 ms.

1

2 3

4

5 6 7

7

8 10

9

11 12

1 2 3 4 5 6 7 Das Getriebe schaltet vollautomatisch oder auf Fahrerwunsch je nach vorgewähltem Modus (D, Drive und S, Sport) treibstoffsparend oder leistungsoptimiert.

8 9 10 11

You Tube

58

12

59

B2 Getriebe

60

MM EFZ

MM EFZ

B2 Getriebe

61

B2 Getriebe

MM EFZ

MM EFZ

B2 Getriebe

13.3.2.4  Elektroschema

62

63

B2 Getriebe

Artikel Motorrad

MM EFZ

13.3.3 Weitere Schaltautomaten Die schönsten Dinge sind die, die das Leben einfacher machen. Diese Weisheit muss die Herren Meier, Gassner und Schwarzfischer von der Firma Alpha-Technik dazu inspiriert haben, eine pneumatisch betätigte Schaltung zu entwickeln, die den linken Fuss nahezu arbeitslos macht.

Zunächst setzten die Alpha-Techniker das System, dessen Grundidee aus der Dragster-Szene stammt, bei ihren hauseigenen Suzuki-Superbikes in der DM ein. Der Härtetest während der Rennsaison verlief denn auch völlig problemlos: Keinerlei Ausfälle, und nach anfänglicher Skepsis begeisterte Fahrer, die nicht mehr auf den Power-Shifter verzichten wollten. Was Rennfahrern recht ist, kann Strassen- und Sportfahrern nur billig sein, dachte sich Josef Meier, Mitinhaber der Firma Alpha-Technik.

Er erweiterte das System um einen kleinen Kompressor, der den ursprünglich mit endlicher Puste versehenen Druckspeicher permanent mit Arbeitsdruck versorgt und somit die dauernde Benutzung des Power-Shifters im Alltagsbetrieb ermöglicht.Mehrere Grössen nehmen Einfluss auf die Funktion: Abhängig von Drehzahl, Geschwindigkeit und Gangstufe leitet der Rechner ein Signal an ein Magnetventil weiter, das die Leitung zum Druckspeicher freigibt. Der Kolben in einem Pneumatikzylinder betätigt dann über ein Gestänge automatisch die Schaltung. Die Bedienung ist denkbar einfach: Der Fahrer kann entweder durch Drücken des Lichthupenknopfs hochschalten oder das System, etwa beim harten Beschleunigen, bei einer einstellbaren Grenzdrehzahl automatisch hochschalten lassen. Damit dies ruckfrei geschieht, unterbricht die Elektronik kurz die Zündung. Heruntergeschaltet wird ebenso einfach durch Ziehen der Kupplung. Lediglich beim Start legt der Fahrer den Gang wie gewohnt mit dem Fuss ein und fährt per Kupplung an. Ein weiterer Vorteil, die oft lästige Leerlaufsuche fällt leichter.

Bei eingelegtem ersten Gang schaltet das System durch gleichzeitiges Betätigen von Lichthupenschalter und Kupplungshebel in die Neutralstellung.

64

MM EFZ

B2 Getriebe

Was vielversprechend klingt, begeistert nach kurzer Eingewöhnung im Praxisbetrieb. Ganz ohne Hilfe des Fusses gelingen weiche, nahezu lastwechselfreie Gangwechsel, die etwas Zwischengas beim Herunterschalten und Gaswegnehmen beim Hochschalten brauchen. Was für ein Fahrkomfort, was für eine Arbeitserleichterung. Normal- wie auch Sportfahrer lernen das weniger an Arbeit und das Mehr an Aufmerksamkeit und damit Fahrsicherheit sofort zu schätzen und merken schnell, wie sehr das Umsetzen des Fusses bei sportlicher Fahrweise stört.

Die Probleme beim Schalten in grosser Links-Schräglage gehören ebenfalls der Vergangenheit an. Während einiger Tausend gangwechselreicher Alpenkilometer an Josef Meiers ZX-9R hat das knapp zwei Kilogramm schwere System seine Premiere trotz Schmutz und Wasser ausfallfrei bestanden. Übrigens: Bei Bedarf oder einem eventuellen Ausfall kann ganz normal per Fuss geschaltet werden.Grundsätzlich lässt sich der klein bauende Power-Shifter an jedem Motorrad montieren, wobei die endgültige Ausführung zur einfacheren Unterbringung aus mehreren Modulen bestehen wird.

Nutzbringend ist das System prinzipiell für jeden vom Crosser bis zum Tourenfahrer. Auch Invaliden, die bisher aufs Motorradfahren verzichten mussten, kann geholfen werden. Ach ja, ein bedeutender süddeutscher Motorrad-Hersteller interessiert sich für das Patent des Power-Shifters, der ab der INTERMOT je nach Ausführung für 2000 bis 2500 Mark verkauft wird.

65

B2 Getriebe

Artikel PS

MM EFZ

13.3.3.1 Schalten bei Vollgas Schaltautomaten für Motorräder ermöglichen das Schalten bei Vollgas und sollen auf der Rennstrecke entscheidende Zehntelsekunden sparen.

Wie gut sind Nachrüstsysteme und wie leicht lassen sie sich einbauen? PS testet Schaltautomaten.

Aprilia RSV4 Schaltung. Foto: fact Welcher Racer würde nicht gerne auf Anhieb einige Zehntel pro Runde schneller fahren? Mit einem Kniff geht das relativ leicht: Man spart beim Hochschalten das Gaswegnehmen und Kuppeln, drückt einfach den nächsten Gang rein. Gangwechsel unter Last und ohne Kupplung schaden jedoch der Schaltbox, bereits nach kurzer Zeit kann es zu Getriebeschäden kommen. Schaltautomaten, neudeutsch Quickshifter, sollen das verhindern.

Vereinfacht ausgedrückt erkennt ein Sensor am Schaltgestänge den Schaltwunsch des Fahrers, ein Steuergerät unterbricht daraufhin für wenige Millisekunden die Zündung und nimmt so die Last von den Zahnrädern der Gang rastet sanft, präzise und schnell ein, ohne dass gekuppelt werden muss. Soweit die Theorie. Doch wie sieht die Praxis aus?

Am Start sind Schaltautomaten der Hersteller Bazzaz, Dynojet, KLS, Lohmann, Starlane und Tellert. Als Testmotorrad kommt eine Suzuki GSX-R 1000 zum Einsatz. Bei ihr lässt sich das Schaltschema serienmäßig umdrehen. Heißt: erster Gang oben, der Rest unten. Auf Rennstrecken ist dieses Schema beliebt, weil der Pilot beim Beschleunigen in Schräglage nur auf den Schalthebel treten, und den Fuß nicht umständlich unter den Schalthebel quetschen muss. Nachteil der GSX-R 1000: Wie alle jüngeren Suzukis hat sie die Besonderheit, dass bei einer Unterbrechung der Zündung von mehr als 65 Millisekunden die FI-Lampe im Cockpit blinkt und die Elektronik so lange eine Fehlermeldung speichert, bis die Zündung aus- und wieder eingeschaltet wird.

66

MM EFZ

B2 Getriebe

Die gelieferten Schaltautomaten sollen genau das verhindern. Sie kosten wegen zusätzlicher Bauteile aber teilweise deutlich mehr als die Normalversionen, die bei jeder anderen Marke problemlos funktionieren.

Laut Bedienungsanleitungen lassen sich die Quickshifter alle kinderleicht und ohne Spezialwerkzeug einbauen. Das stimmt oft, aber nicht immer. Während sich der Einbau bei den Shiftern von Bazzaz, Dynojet und Lohmann dank der verwendeten Plug-and-play-Systeme beinahe von selbst erklärt, erfordert die Montage des Starlane, Tellert und KLS genaueres Lesen der Anleitung.

Bei diesen Modellen müssen die vier Impuls führenden Zündleitungen zwischen Steuergerät und Zündspulen gekappt, und die jeweilige Elektronik dazwischengeschaltet werden. Wer sich keine feinen Lötarbeiten am Kabelbaum zutraut, sollte diese Schaltautomaten beim Händler montieren lassen oder sogenannte Lötverbinder verwenden. Diese werden auf die Kabelenden gesteckt und einfach mit einem Feuerzeug oder einer anderen Hitzequelle erwärmt. Dabei zerläuft im Inneren ein Ring aus Lötzinn und verbindet die Kabelenden sicher miteinander.

Von Montagezeit und -aufwand unterscheiden sich die Schaltautomaten kaum. Dennoch bekommen die Systeme, bei denen die Zündkabel getrennt werden müssen, einen Punkt Abzug im Kriterium Montageaufwand.

Der Originalzustand ist nämlich nur mühevoll wieder herzustellen, zudem kann nicht jeder löten oder hat das passende Werkzeug in der Garage.

67

B2 Getriebe

MM EFZ

Tellert liefert die beste Anleitung im Test. Auf 16 Seiten ist exakt und verständlich beschrieben, wie der „CTS7F“ eingebaut und eingestellt wird, Detailfotos ergänzen den Text. Hinzu kommen exakte Anschlusspläne mit korrekten Klemmenbezeichnungen und Kabelfarben der wichtigsten Hersteller. Mit diesem Plan lässt sich hervorragend arbeiten.

Ganz anders bei KLS. Allein mit der beiliegenden Anleitung ist der „MQS-SU“ vom Hobbyracer kaum selbst einzubauen. Zum einen, weil mühsam aus Blechen und Winkeln zwei Halter bzw. Hebel für die Sensorbox angefertigt werden müssen. Mit etwas Zeit und Geduld ist das allerdings zu schaffen. Schlimmer ist, dass das mitgelieferte Blockschaltbild nur eine grobe Darstellung ist und zumindest in unserem Fall nicht zum Einbau taugt. Es war ein originaler Schaltplan nötig, den wir bei Suzuki angefordert haben. Der offenbarte, dass sich der Shifter nur mit beträchtlichem Aufwand einbauen lässt. Zusätzlich zu den Impuls führenden Kabeln müssten auch die Strom führenden Kabel an den Zündspulen gekappt werden.

Aus Rücksicht auf das Testmotorrad und aus Zeitgründen haben wir uns entschlossen, den Test für das KLS-System abzubrechen.

Zur Verteidigung von KLS sei gesagt, dass der Schaltautomat bei Privatpersonen in der Regel nur einmal eingebaut wird und dann am Motorrad bleibt, was den Aufwand möglicherweise rechtfertigt. Dennoch muss sich KLS die Frage gefallen lassen, warum das teuerste System im Test nicht annähernd so leicht einzubauen ist wie beispielsweise die mehr als 200 Euro günstigeren Schaltautomaten von Bazzaz oder Starlane, die zudem gut funktionieren.

Eines haben alle getesteten Schaltautomaten gemeinsam: Sie arbeiten am besten bei artgerechtem Einsatz, also hohen Drehzahlen. Kraftvolles, schnelles Schalten bringt optimale Ergebnisse mit kaum spürbaren Gangwechseln. Zaghaftes Zupfen am Schalthebel ist fehl am Platz. Auch wenn die klassische Methode, Kupplung ziehen und schalten, Zeit kostet und Unruhe ins Fahrwerk bringt, fühlen sich die Gangwechsel so immer noch deutlich weicher an als mit den meisten Shiftern. Eine Ausnahme bildet der Tellert, der mit Abstand die sanftesten Gangwechsel ermöglicht.

In ihrer Funktion liegen die Automaten dicht beieinander, große Unterschiede gibt es nicht. Das mag daran liegen, dass die voreingestellten Unterbrechungszeiten bei allen Shiftern (außer bei Tellert und KLS) im Bereich von 50 bis 65 Millisekunden liegen und auf Erfahrungswerten der Hersteller basieren. Je nach Drehzahl und Schaltvorgang fühlt sich mal der eine, mal der andere Schaltautomat besser an.

Zum Schluss noch ein paar Worte zur Gesetzeslage: Alle Anbieter weisen darauf hin, dass die Schaltautomaten ausschließlich auf abgesperrten Strecken genutzt werden dürfen. Wer im öffentlichen Straßenverkehr mit montiertem Schaltautomat einen Unfall baut, riskiert den Versicherungsschutz oder kann von der Versicherung in Regress genommen werden.

68

MM EFZ

Bazzaz QS4

Gut versteckt: Elektronik-Box im Heck.

Foto: Heerwagen

B2 Getriebe

Preis 499 Euro Fazit: Der Bazzaz QS4 lässt sich erstaunlich leicht montieren und mit der mitgelieferten Software per Laptop im Handumdrehen einstellen.

Bereits in der Werkseinstellung ermöglicht der Automat vor allem bei hohen Drehzahlen relativ weiche Gangwechsel. Hin und wieder ist dennoch ein leichtes Rucken spürbar, je nachdem wie kraftvoll und präzise man schaltet.

Unter 6000/min macht Schalten mit dem Bazzaz wenig Sinn, die Schaltvorgänge sind dann teilweise deutlich spürbar.

Plus: Einfache Montage per Plug-and-play, hochwertiger Kabelbaum mit Schaltblitzausgang, vergleichsweise preiswert, bei hohen Drehzahlen weiche und präzise Schaltvorgänge.

Minus: Bei niedrigen Drehzahlen (unter 6000/min) zum Teil deutlich spürbare Gangwechsel.

PS-Urteil: gut

69

B2 Getriebe

MM EFZ

MM EFZ

Dynojet Ignition-Quickshifter

KLS MQS-SU

Findet Platz unter dem Soziussitz: Elektronik-Box am Kabelstrang.

Die Elektronik-Box verschwindet auch hier im Heck.

Foto: Heerwagen

Foto: Heerwagen

Preis 578 Euro Fazit: Der Dynojet Quickshifter überzeugt mit leichter Montage, Zündkabel müssen hier nicht gekappt werden. Besonderheit: Der Schaltautomat lässt sich an bereits vorhandene Dynojet-Powercommander anschließen. Der Sensor arbeitet nur auf Zug oder Druck, wodurch das Schaltschema nicht beliebig umgedreht werden kann. Ein anderer Sensor kostet stattliche 259 Euro. Über den gesamten Drehzahlbereich sind die Schaltvorgänge relativ weich, wenn auch hin und wieder ein leichtes Rucken spürbar ist.

Plus: Leichte Montage, lässt sich mit bereits vorhandenen Powercommandern kombinieren, weiche Schaltvorgänge schon ab niedrigen Drehzahlen.

Minus: Unterbrechungszeiten sind etwas umständlich einzustellen, Sensor entweder nur für Zug oder Druck verwendbar, der (Universal-)Kabelbaum ist etwas zu lang.

B2 Getriebe

Preis 719 Euro Fazit: Ein Test des KLS-Schaltautomaten war nicht möglich, weil der sehr komplizierte Einbau in der uns zur Verfügung stehenden Zeit nicht vertretbar war. Insgesamt haben wir uns über einen Tag lang mit der Montage des „MQS-SU“ beschäftigt. So muss bei diesem System die Halterung der Sensorbox am Motor in mühevoller Kleinarbeit selbst angefertigt werden.

Gleiches gilt für einen Anlenkhebel am Schaltgestänge, der den Schaltschieber betätigt. Von den komplexen Anschlüssen der Elektronik ganz zu schweigen.

Plus: Minus: Mangelhafte Einbauanleitung und komplizierter Anschluss der Elektronik, umständliche Montage der Sensorbox an Schalthebel und Rahmen/Motor, teuerster Shifter im Test.

PS-Urteil: -

PS-Urteil: gut

70

71

B2 Getriebe

MM EFZ

MM EFZ

Lohmann FSM Evo

Starlane Power Shift NRG IS

Die Box passt hinter die Batterie; mittels Tipptasten lässt sich die Unter brechungszeit einstellen.

Auch die Starlane-Box wird im Heck befestigt.

Foto: Heerwagen

Foto: Heerwagen

B2 Getriebe

Preis 487 Euro

Preis 509 Euro Fazit: Gemeinsam mit Bazzaz und Dynojet der am leichtesten zu montierende Schaltautomat - die Einbau- und Einstellanleitung ist verständlich und lässt keine Fragen offen. Die Unterbrechungszeiten für die fünf Kanäle des FSM Evo sind voreingestellt und sollten nur vom Fachmann verändert werden. Das ist jedoch kaum nötig, denn bereits in der Grundeinstellung sind relativ weiche Gangwechsel möglich. Je nach Drehzahl und Härte des Schaltvorgangs ist ab und zu ein Rucken im Antriebsstrang spürbar.

Fazit: Der günstigste Sensor im Test fühlt sich jenseits der 8000/min am wohlsten - dann lassen sich die Gänge fast ruckfrei durchsteppen. Die voreingestellte Zündunterbrechung von 50 Millisekunden (ms) passt eigentlich immer, eine testweise Verlängerung auf 70 ms brachte keine Verbesserung. Der Sensor im Schaltgestänge darf nur leicht (mit 9 Nm) angezogen werden und kann sich lockern, daher unser Tipp: Den winzigen Sensor mit einer selbstsichernden Mutter kontern und einen Tropfen mittelfeste Schraubensicherung verwenden.

Plus: Unkomplizierter Einbau per Plug-and-play, vom Fachmann leicht zu ändernde Unterbrechungszeiten, funktioniert auch mit umgedrehtem Schaltschema (auf Zug oder Druck einstellbar)

Plus: Nahezu ruckfreie Gangwechsel bei hohen Drehzahlen, Sensor arbeitet in beide Richtungen - auf Zug und Druck, leichtes Ändern der Unterbrechungszeit, gute Einbauanleitung

Minus: Schaltvorgänge nicht so weich wie beim Testsieger (Tellert)

Minus: Zündkabel müssen getrennt werden, Unterbrechungszeit nicht für jeden Gang einzeln einstellbar, sehr dünnes Sensorkabel

PS-Urteil: gut PS-Urteil: gut

72

73

B2 Getriebe

MM EFZ

MM EFZ

13.3.3.2 Power Commander Quick Shifter Product Overview

Tellert CTS7F

Ein spezielles Zusatzmodul für Suzuki unterdrückt die Fehlermeldung „FI“ im Cockpit.

Foto: Heerwagen Preis 644 Euro

Fazit: Der Tellert CTS7F überzeugt auf ganzer Linie. Zwar gestaltet sich der Einbau etwas kompliziert, doch der erhöhte Aufwand wird mit äußerst weichen Gangwechseln wettgemacht. Der Tellert unterbricht die Zündung nicht für eine vorgegebene Zeit, sondern für die Dauer des Schaltvorgangs, ein Sensor erkennt, ob der Gang tatsächlich drin ist und gibt erst dann die Zündung wieder frei. Vorteil für Schaltschema-Wechsler: Der Kraftsensor funktioniert sowohl in Druck- als auch in Zugrichtung.

Plus: Beste Einbauanleitung im Test, butterweiche Gangwechsel selbst bei niedrigen Drehzahlen, Kraftsensor lässt sich von Zug- auf Druckrichtung umbauen Minus: Zündleitungen müssen getrennt und wieder zusammengelötet werden, justieren des Positions-Sensors nicht ganz einfach

Normally during «up shifting» you must roll off of the throttle and pull in the clutch in order to engage the next higher gear. In racing (both drag and road race), split seconds count. Rolling off the throttle, even slightly, slows your times and can be the difference between winning and losing. The Dynojet Quick Shifter (DQS) allows full throttle, clutch less shifting. This is done by momentarily cutting the fuel and or ignition, which unloads the transmission. During this time, the rider can shift up to the next gear without rolling off the throttle or using the clutch.

The Power Commander incorporates all of the Quick Shifter functionality in with the main fuel controller and is fully programmable*. No cutting or splicing of your bike›s wiring harness is necessary. The amount of «kill time» is adjustable by the user via the provided software. The user can also set a minimum rpm for the system to function. This keeps the system from activating at too low of an rpm, such as low speed road riding. *Note: Certain bikes require an ignition module for Quick Shifter functionality.

B2 Getriebe

Lesen Sie Power Commander Quick Shifter und übersetzen Sie die Übersicht in allen wichtigen Punkten.

Switches to activate Quick Shifter Shift Rod Pressure/Tension Sensor - This universal sensor mounts inline with the shift rod. The customer must provide the appropriate «length and thread» shift rod. This sensor is available in both «push» and «pull» styles depending on the direction the shift rod moves during an up shift. For most applications, a Shift Rod Kit is available.

Linear Travel Sensor Kit - For applications where a bike does not have a shift rod, or the Shift Rod Sensor will not fit, we offer a Linear Travel Sensor. One end of this sensor is mounted to the shift lever itself and the other to a fixed point on the chassis. This sensor is available in both «push» and «pull» style to suit all installations. A universal mounting kit is included.

Handlebar Mounted Switch - A handlebar mounted activation switch is offered for situations where a Quick Shifter sensor is not legal for a particular racing organization, impractical to fit, or not preferred by the rider. The button features gold plated contacts for durability and the least amount of electrical resistance. The CNC machined handlebar button bracket has been designed specifically to position the button for the most comfortable operation and accessibility during use. To use this type of switch, the rider must first slightly pre load the shift lever, press the handlebar mounted switch, and then complete the shifter movement.

PS-Urteil: sehr gut Bundling with Power Commander Each Dynojet Quick Shifter Kit includes instructions and software that activates your Quick Shifter through your Power Commander.

74

75

B2 Getriebe

MM EFZ

MM EFZ

B2 Getriebe

13.4 Elektrohydraulisch Hondas HFT bezeichnet eine kompakte Antriebseinheit zur hydraulischen Drehmomentübertragung und Drehzahlanpassung. HFT bedeutet „Human Friendly Transmission“, also menschenfreundliche Kraftübertragung.

Kaufen werden die HFT-getriebenen DN-01 jedenfalls gewiss nicht nur klassische Motorradfahrer.

Trotz ihrer 270 Kilogramm fährt sie sich sehr leicht, wie ein gewaltiger, äußßerst fahrstabiler Roller. Ihr Fahrer wähnt sich in einem Science-Fiction-Film aus den 70ern Aufmerksamkeit garantiert.

Der Fahrer wählt zwischen Vollautomatik und manueller Tippschaltung von Gangstufen.

Eine Fliehkraftkupplung dosiert zum Anfahren sanft Drehmoment ein.

Dieses treibt einen Hydraulikmotor auf der Primär- oder Eingangsseite. Eine winkelig auf der Primärwelle fixierte Taumelscheibe drückt durch ihre Drehbewegung gegen axial ausgerichtete, hydraulisch wirkende Geberkolben und überträgt via zwischengelagertes Öl hydraulischen Druck auf analoge Nehmerkolben. Die wiederum pressen auf eine zweite, diesmal in variablem Winkel zur Sekundärwelle angebrachte Taumelscheibe. Durch die Kraft der Rampenwirkung weicht die zweite Taumelscheibe dem Druck der Kolben aus und wird in eine Drehung versetzt, die wiederum die fest verbundene Sekundärwelle antreibt. Die überträgt das hier abgeleitete Drehmoment ans Hinterrad, wir fahren, während der Öldruck nach dem unteren Totpunkt ventilgesteuert nachlässt und das Öl niederdruckseitig zum Motor zurückfließt, von wo der Kreislauf neu beginnt.

Der Winkel der zweiten Taumelscheibe bestimmt das Übersetzungsverhältnis und wird, passend zu Vorwärtsdrang oder manueller Gangwahl, elektronisch eingestellt, je ausgeprägter, desto höher. Bei Topspeed steht die Scheibe senkrecht zur Sekundärwelle, taumelt also nicht mehr und wird mechanisch fixiert, um das System zu entlasten. Davon merkt der Fahrer nichts, genießt vielmehr sanftes Anfahren und ebensolche Kraftübertragung.

Keine neue Technik, bereits 1991 gewann die Honda RC 250 MA mit HFT die japanische Motocross-Meisterschaft, gewiss keine Kaffeefahrt.

Es ist eine Frage von Toleranzen und Einstellung, ob die Zeitersparnis beim Schalten die Wandlerverluste aufwiegt.

76

Artikel Motorrad

Bilder Motodesign Pratteln

77

B2 Getriebe

MM EFZ

13.4.1 Honda HFT

MM EFZ

B2 Getriebe

13.4.1.2 Aufbau

13.4.1.1 Geschichte des HFT-Getriebes

ATV TRX500 FA

78

1950 erwirbt HRD (alter Name für Honda R&D) die Patentrechte von «Cambi Idraulici Badalini» für eine «stufenlose Kraftübertragung», die in Werkzeugmaschinen eingesetzt wurde. Honda verfolgt das Ziel, mit dem entsprechend angepassten System ein Fahrzeug anzutreiben 1962 stellt Honda den Roller «Juno M85» mit diesem außergewöhnlichen «stufenlosen Getriebe», das über einen Schalthebel betätigt wird.

Seit 1980 entwickelt und baut Honda erfolgreich hydrostatische Getriebe für Schneefräsen, Rasenmäher und kleine Motorgeräte 1985 entwickelt Honda diese Technik weiter, um sie im Moto Cross einzusetzen mit den Zielen: Maximales Ausgangsdrehmoment und optimales Übersetzungsverhältnis. Bereits im zweiten Jahr nach dem Erscheinen, gewinnt 1991 die RC250MA mit dem «Human Fitting Transmission» die «All Japan Championship Series» Tokio, 4. Oktober 2007. Honda gibt die Entwicklung des Human-Friendly Transmission (HFT) bekannt, eines neuen automatischen Getriebes für Motorräder, einem stufenlosen hydraulisch-mechanischen Getriebe.  Durch seine einfache Bedienbarkeit ermöglicht das HFT herausragenden Fahrkomfort, ohne Einschränkungen im Ansprechverhalten oder bei der K ra f t ü b e r t ra g u n g hinnehmen zu müssen.  Das HFT wird im Modell DN-01 erstmals zum Einsatz kommen, einem neuen Motorrad das anlässlich der 40sten Tokyo Motor Show im Markt eingeführt wird.

1 2 3 4 5 6 7 Beim hydrostatische Getriebe HFT sind keine große Kupplung und kein komplizierter Schaltmechanismus erforderlich. Dafür sind zwei , eine Anfahr- und eine Fahrkupplung (N/D, Neutral / Drive Kupplung) notwendig.

Den Rest erledigt das stufenlos variable Getriebe automatisch.

79

B2 Getriebe

MM EFZ

MM EFZ

B2 Getriebe

13.4.1.3 Aufgaben der Bauteile Die Ölpumpe ( ) wandelt die mechanische Motorkraft in Hydraulikdruck um. Der Ölmotor ( ) wandelt den Hydraulikdruck in mechanische Kraft um. Die Kolben ( ) in Pumpe und Motor sind kreisförmig angeordnet.

Die Taumelscheiben ( ) bewegen die Kolben. Die pumpenseitige ( ) rotiert mit einem Teil des Gehäuses, während die motorseitige ( ) feststeht. Ihr Neigungswinkel wird zur Übersetzungsänderung variiert. Die Verteilerventile ( ) leiten den Ölfluss um. Zylinder. Pumpen- und Motorzylinder ( ) sind über eine Keilverzahnung auf der Ausgangswelle befestigt und rotieren mit ihr. Der Überbrückungsmechanismus ( ) minimiert den internen Schlupf und senkt dadurch den Kraftstoffverbrauch beim beschleunigungsfreien Rollen oder Fahren mit geringer Last. Die Anfahrkupplung ( ), ein Hydraulikventil, das mit einer Fliehkraftverstellung gekoppelt ist, ermöglicht ein weiches Anfahren, wenn die Motordrehzahl allmählich erhöht wird.

13.4.1.4 Funktion des HFT Getriebes

1 2 3 4 5 6

80

Der Motor treibt die Ölpumpe über ein großes Zahnrad auf dem Pumpengehäuse an. In der Pumpe wird das Motordrehmoment in Hydraulikdruck umgewandelt (± 36 MPa / 360 bar), um den Ölmotor anzutreiben.

Dieser wandelt den Hydraulikdruck wieder in ein Drehmoment um, das über die Ausgangswelle abgegeben wird. Die pumpenseitige Taumelscheibe ist in einem festen Winkel geneigt. Ihre Rotation bewegt ringförmig angeordnete kleine Kolben in ihren Zylinder hin und her. Beim Eintauchen in den Zylinder erzeugen diese Kolben hydraulischen Druck. Über kugelförmige Vertiefungen halten die Kolben den Kontakt zur Taumelscheibe.

81

B2 Getriebe

MM EFZ

MM EFZ

B2 Getriebe

13.4.1.5 Funktion der Verteilerventile und Kolben

Wenn die pumpenseitige Taumelscheibe Kolben in ihre Zylinder drückt, presst der resultierende Hydraulikdruck die entsprechenden Kolben des Ölmotors aus ihren Zylindern. Das erzeugt eine Hochdruckströmung (rot) durch die Hochdruckringkammer.

Der Hochdruck der Ölpumpe drückt die Motorkolben gegen deren Taumelscheibe. Da diese feststeht, rotiert anstelle der taumelscheibe die Zylindereinheit, die Pumpen- und Motorkolben trägt. Da die Zylindereinheit mit der Ausgangswelle verzahnt ist, wird das Drehmoment der Motorkolben auf die Ausgangswelle übertragen.

Die Bewegung der Verteilerventile wird über einen Exzenterring gesteuert. Abgestimmt auf die Position der Kolben steuern die Ventile den Fluss der Hydraulikflüssigkeit und sorgen so für die Zirkulation innerhalb des Systems.

Ölpumpenseitige Verteilerventile Die pumpenseitigen Verteilerventile verbinden beim Druckaufbau die Pumpenzylinder mit der Hochdruckkammer und beim Druckabbau mit der Niederdruckkammer.

Pumpenkolben bewegt sich zur Druckseite: Hydraulikflüssigkeit strömt in Hochdruckkammer Pumpenkolben bewegt sich zur Saugseite: Hydraulikflüssigkeit strömt aus Niederdruckkammer

Wenn die Kolben des Ölmotors wieder in ihre Zylinder zurückgedrückt werden, strömt die Niederdruckhydraulikflüssigkeit (blau) durch die Niederdruckringkammer vom Motor zur Pumpe zurück. Die Strömung der Hydraulikflüssigkeit wird von den Verteilerventilen gesteuert.

82

Ölmotorseitige Verteilerventile Diese arbeiten entgegengesetzt. Die motorseitigen Verteilerventile verbinden beim Druckaufbau die Pumpenzylinder mit der Niederdruckkammer und beim Druckabbau mit der Hochdruckkammer.

Motorkolben bewegt sich zur Saugseite: Hydraulikflüssigkeit strömt aus Hochdruckkammer Motorkolben bewegt sich zur Druckseite: Hydraulikflüssigkeit strömt zurück zur Niederdruckkammer

83

B2 Getriebe

MM EFZ

MM EFZ

13.4.1.6 Übersetzungsverhältnis Das Übersetzungsverhältnis eines hydrostatischen Getriebes ist proportional zum Volumenverhältnis von Ölpumpe zu Ölmotor.

Der Neigungswinkel der ölpumpenseitigen Taumelscheibe ist immer gleich. Das bedeutet, die Pumpenkolben erzeugen eine Hydraulikströmung und einen Hydraulikdruck, welche proportional zur Motordrehzahl und Motorleistung sind.

Ein vom TCM (Transmission Control Module, Getriebesteuergerät) gesteuerter Servomotor ändert über Zahnräder und ein Kugelgewinde den Anstellwinkel der motorseitigen Taumelscheibe, wodurch der Hub der motorseitigen Kolben und das geförderte Hydraulikflüssigkeitsvolumen stufenlos geändert wird. Dadurch ändert sich das Übersetzungsverhältnis.

B2 Getriebe

13.4.1.7 Überbrückungssystem Aufgabe Das Kolbenlaufspiel in den Zylindern ist äußerst gering (± 7μ). Trotzdem kommt es durch die hohen Drücke (360 bar) während des Betriebs zu inneren Undichtigkeiten. Wenn bei hohen Geschwindigkeiten das Übersetzungsverhältnis auf 1:1 eingestellt ist (Neigungswinkel der Motortaumelscheibe = 0), kommt es zu geringen Leistungsverlusten, da Öl durch die Verteilerventile zirkuliert und Reibungs- sowie Druckverluste erzeugt.

Funktion Um den Ölfluss von der Pumpe zum Motor zu unterbinden, wird das Gehäuse der motorseitigen Verteilerventile von seiner eigentlichen exzentrischen Lage in eine konzentrische Position verschoben. In dieser konzentrischen Stellung werden die Verteilerventile nicht mehr bewegt und verriegeln den Hochdruckströmungsweg. Die internen Verluste werden stark reduziert und die Effizienz steigt unter diesen Bedingungen um gut 10%, wodurch auch der Kraftstoffverbrauch sinkt. Das hydraulische Stellglied, das den Überbrückungsmechanismus aktiviert, wird elektronisch über ein Magnetventil gesteuert. Das TCM erkennt die direkte Übersetzung anhand der Motordrehzahl, der Ausgangswellendrehzahl und des Taumelscheibenwinkels. Treffen die erforderlichen Bedingungen zu, schaltet das Magnetventil Öldruck zum Stellglied und der exzentrische Antrieb der motorseitigen Ver- teilerventile wird in eine konzentrische Position verschoben. Beim Ein- und Ausschalten der Überbrückung kann ein leichter Schaltruck wahrgenommen werden. Er ist vergleichbar mit dem Schaltvorgang eines Automatikgetriebes.

Mit zunehmendem Neigungswinkel der Taumelscheibe steigt auch das Übersetzungsverhältnis. Bei 0° Neigungswinkel (rechtwinklig zur Ausgangswelle) findet keine Bewegung der motorseitigen Kolben mehr statt.Damit findet eine direkte Übertragung mit einem theoretischen Übersetzungsverhältnis von 1:1 statt. In diesem Zustand gibt es keinen Hydraulikfluss von der Pumpe zum Motor. Da die Pumpe aber weiter fördert, kommt es zu internen Verlusten. Aus diesem Grund ist der Überbrückungsmechanismus vorhanden.

84

85

B2 Getriebe

MM EFZ

13.4.1.8 Anfahrkupplung

MM EFZ

B2 Getriebe

13.4.1.9 HFT-Steuerung

ATVs, die mit dem HondAmatic Getriebe ausgerüstet sind, besitzen für das Anfahren eine Zentrifugalkupplung. Für den Einsatz im Motorrad musste eine Platz sparendere Möglichkeit gefunden werden. Sie besteht aus einem Fliehkraftregler und einem Hydraulikventil, das den Ölfluss zwischen Pumpe und Motor steuert.

Bauteile Die Anfahrkupplung besteht aus einem Kupplungsventil, das eine Passage zwischen der Hochdruck- und der Niederdruckkammer öffnet und schließt und einem Fliehkraftregler, der mit Drehzahl der Ölpumpentaumelscheibe rotiert und ab einer bestimmten Drehzahl das Kupplungsventil betätigt.

Funktion Bei höheren Drehzahlen drücken die Rollen des Fliehkraftreglers das Kupplungsventil nach innen Bei niedrigen Drehzahlen kehrt das Ventil in seine Ausgangslage zurück.

Wenn die Hochdruck- und die Niederdruckkammer über das Kupplungsventil verbunden sind, kann der aufgebaute Hydraulikdruck entweichen und es wird keine Kraft übertragen.

86

87

B2 Getriebe

88

MM EFZ

MM EFZ

B2 Getriebe

89

B2 Getriebe

Weisen Sie die Begriffe im Bild den Fachbegriffen in der Tabelle zu.

MM EFZ

14 DIFFERENZIAL 14.1 Aufgaben Drehzahlunterschiede der Antriebsräder bei Kurvenfahrt ausgleichen und Drehmoment auf beide Räder verteilen.

14.2 Anforderungen Das Differenzial soll Drehzahlunterschiede der Antriebsräder bei mehrspurigen Fahrzeugen so Ausgleichen, dass kein erhöhter Reifenverschleiss entsteht auf Asphalt. Es lässt das kurvenäussere Rad soviel schneller drehen wie das kurveninnere Rad langsamer ist.

Das Drehmoment wird gleichmässig auf die Antriebsräder verteilt bei Geradeaus- und bei Kurvenfahrt. Ist das Drehmoment höher als die übertragbare Reifenkraft, dreht das Rad durch und fast das ganze Drehmoment wird auf dieses Rad geleitet. In dieser Situation muss das Differenzial ausgeschaltet resp. gesperrt werden.

MM EFZ

B2 Getriebe

14.3 Bauarten Kegelradgetriebe Ist mit dem Achsantrieb im gleichen Gehäuse eingebaut.

Schneckenradgetriebe Torsendifferenzial, hat Selbstsperrwirkung Sperrdifferenzial Die Achswelle wird mit dem Gehäuse im Bedarfsfall fest verbunden.

Nur im Gelände verwenden (Reifen, Differential) Selbstsperrendes Differenzial Ab einem bestimmtem Drehzahlunterschied in % wird der Ausgleich selbsttätig gesperrt (Lamellen, Gleitsteine, Torsen, Visco).

Gleicht Drehzahlunterschiede bei Kurvenfahrt aus, verhindert festsitzen.

14.4 Eigenschaften Dsa Differenzial verteilt das Drehmoment gleichmässig auf die Antriebsräder. Für schnelle Kurvenfahrt und als Anfahrhilfe können einige ganz oder teilweise bei Bedarf oder selbsttätig gesperrt werden. Das verbessert die Traktion bei schlechten Fahrbahnverhältnissen und erhöht die Fahrstabilität, da das Fahrzeug beim Beschleunigen weniger ausbricht.

14.5 Sperrwert Der Sperrwert gibt an, wie viel Drehmomentunterschied zwischen linkem und rechtem Antriebsrad möglich ist. Der Sperrwert wird in % angegeben und bezieht sich auf das Eingangsdrehmoment vom Achsantrieb. Bei einem Sperrwert von 30% kann das Rad mit der besseren Traktion ein 30% höheres Drehmoment übertragen.

Tellerrad Kegelrad Achswellenrad Ausgleichsrad Antriebswelle Achswellen (Steckachsen) Ausgleisgehäuse

90

91

B2 Getriebe

Lösen Sie die Berechnungsaufgaben.

MM EFZ

MM EFZ

B2 Getriebe

15 BERECHNUNGEN Das Übersetzungsverhältnis wird als Zahl angegeben. Diese sagt aus, wie oft sich der Treiber auf eine Umdrehung des Getriebenen dreht. Je kleiner die Zahl ist, desto schneller fährt das Fahrzeug. Im gleichen Mass, wie die Drehzahl (Geschwindigkeit) zunimmt, verringert sich das Drehmoment (Motorkraft). Die Leistung (Drehmoment x Drehzahl) bleibt, abgesehen von Verlusten (Wirkungsgrad), konstant. n2 = ? min-1

n1 = 4‘000 min-1

28

Zeichnen Sie den Kraftverlauf im 2. Gang ein. Berechnen Sie die Übersetzungsverhältnisse in allen 5 Gängen.

Hinweis RB 82 FO 43 SVBA 103 - 108 SVBA 181 - 182

92

93

B2 Getriebe

MM EFZ

16 REPETITIONSFRAGEN

MM EFZ

B2 Getriebe

21. Erklären Sie den Aufbau von Muffenschaltgetrieben

16. Nennen Sie die Aufgaben des Getriebes

22. Erklären Sie die Wirkungsweise von Muffenschaltgetrieben 17. Nennen Sie die Eigenschaften des Getriebes

23. Erklären Sie den Kraftverlauf von Muffenschaltgetrieben 18. Erklären Sie den Aufbau von Klauenschaltgetrieben

24. Erklären Sie den Aufbau von Ziehkeilgetrieben 19. Erklären Sie die Wirkungsweise von Klauenschaltgetrieben

25. Erklären Sie die Wirkungsweise von Ziehkeilgetrieben

20. Erklären Sie den Kraftverlauf von Klauenschaltgetrieben

26. Erklären Sie den Kraftverlauf von Ziehkeilgetrieben

94

95

B2 Getriebe

MM EFZ

27. Erklären Sie den Aufbau von Kassettengetrieben

MM EFZ

B2 Getriebe

31. Beschreiben Sie den Gangwechsel beim Doppelkupplungsgetriebe

32. Beschreiben Sie den Gangwechsel beim automatisierten Getriebe

28. Beschreiben Sie den Gangwechsel beim Schaltklauengetriebe 33. Beschreiben Sie den Gangwechsel beim hydrostatischen Getriebe

29. Beschreiben Sie den Gangwechsel beim Schaltmuffengetriebe

34. Beschreiben Sie den Aufbau eines Differenzials

30. Beschreiben Sie den Gangwechsel beim Ziehkeilgetriebe 35. Beschreiben Sie die Anforderungen an ein Differenzial

96

97

B2 Getriebe

MM EFZ

36. Beschreiben Sie die Eigenschaften eines Differenzials

37. Beschreiben Sie die Bauarten von Differenzialen

38. Lösen Sie Berechnungsaufgaben zu Getriebeübersetzungen

39. Lösen Sie Technische Darstellungen zu Getrieben

98

MM EFZ

B3 Antriebsstränge

Motorradmechaniker /-in EFZ MT Motorradtechnik B3 Antriebsstränge

99

B3 Antriebsstränge

Hinweis Hier finden Sie Zusatzinformationenen, Lernhilfen etc.

Merke Informationen, die Sie immer wieder brauchen, werden hier hervorgehoben.

Idealerweise speichern Sie diese im Kopf ab.

MM EFZ

MM EFZ

INHALT 17 BILDUNGSPLAN 18 Kettenantrieb 18.1 Aufbau 18.1.1 Konventionelle Rollenkette 18.1.2 O- und X-Ringkette 18.1.3 Kettenschlösser 18.1.3.1 Clip-Schloss 18.1.3.2 Schraubschloss 18.1.3.3 Nietschloss 18.1.4 Spannvorrichtungen 18.2 Eigenschaften 18.2.1 Vorteile der Kette 18.2.2 Nachteile der Kette 18.2.3 Lebensdauer 18.2.4 X-Ringkette 18.3 Der Kettendurchhang 18.4 Kettenabmessungen 18.4.1 Motorradketten 18.5 Werkstatthinweise 18.5.1 Kettenaufbau 18.5.2 Ketten prüfen 18.5.3 Ritzel und Kettenrad prüfen 18.5.4 Kettendurchhang 19 Riemenantrieb 19.1 Aufbau 19.2 Eigenschaften 19.2.1 Vorteile des Zahnriemens 19.2.2 Nachteile des Zahnriemens 19.2.3 Beschädigungen am Zahnriemen 19.2.4 Umgang mit Zahnriemen 19.2.5 Zahnriemen spannen 20 Wellenantrieb 20.1 Aufbau 20.1.1 Verzahnungen am Kegelradantrieb 20.1.1.1 Klingelnberg-Palloid-Spiralverzahnung 20.1.1.2 Gleason-Kreisbogen-Verzahnung 20.1.1.3 Hypoidgetriebe 20.2 Eigenschaften 20.2.1 Vorteile des Kardanantriebs 20.2.2 Nachteile des Kardanantriebs 20.2.3 Kurbelwelle längs eingebaut 20.2.4 Kurbelwelle quer eingebaut 20.2.5 Gelenke 20.2.6 Antriebsschwingungsdämpfung 20.2.7 Tragbild am Achsgetriebe 21 Repetitionsfragen

17 BILDUNGSPLAN 101 102 102 102 102 103 103 103 103 103 104 104 104 104 104 105 105 106 107 107 108 109 110 111 111 111 111 111 112 113 113 115 115 115 115 115 116 116 116 116 117 117 118 118 119 120

Aufbau und die Eigenschaften von Kettenantrieben nennen.

Kettenabmessungen in Tabellen nachschlagen.

Aufbau und die Eigenschaften von Riemenantrieben nennen.

Aufbau und die Eigenschaften von Wellenantrieben nennen.

B3 Antriebsstränge

Reserve Praxiswissen mit der Theorie verlinken.

Erfahrungen aus der Werkstatt und den ÜK vergleichen mit theoretischem Wissen.

Berechnungen am Antriebsstrang lösen.

Auftrag Lesen Sie den Auftrag.

Führen Sie nur die geforderten Arbeiten aus.

FM 170 - 179 FA 720 FO RB TAB SVBA 35, 37, 181, 182

100

101

B3 Antriebsstränge

Lesen Sie das Manuskript und das Fachbuch.

Bearbeiten Sie die Texte und Bilder gemäss eigener Vorstellung und bearbeiten Sie alle Aufträge.

Beantworten Sie die Repetitionsfragen mit ihrem erworbenen Wissen. Kontrollieren Sie ihre Antworten mit Hilfe der Unterlagen.

Zeitrahmen: 6 LE Datum EK: ___________

MM EFZ

MM EFZ

18 KETTENANTRIEB

18.1.3 Kettenschlösser

Der Kettenantrieb ist die verbreiteste Hinterradantriebsart für Motorräder. Die Antriebskette verbindet dabei das Motorritzel über den Ruckdämpfer mit dem Zahnkranz des Hinterrades.

Die Antriebskette hat sich in den letzten Jahren stetig weiterentwickelt. Dauergeschmierte O- und X-Ringketten reduzieren die Antriebsverluste und garantieren auch bei starken Motorrädern eine hohe Laufleistung.

Motorradketten sollten wenn möglich immer als Satz zusammen mit den Zahrrädern ersetzt werden. In den Sätzen werden zum Teil Ketten mit Kettenschloss oder Endlosketten verwendet. Es stehen je nach Kettenhersteller verschiedene Kettenschloss-Typen zur Verfügung.

18.1 Aufbau Bei Motorradantrieben wird ausschliesslich die Rollenkette verwendet. Dabei ist über der Hülse eine drehbare Rolle angeordnet, diese kann beim Eingreifen in das Kettenrad abrollen. Es entsteht Rollreibung. Bei einer neuwertigen Rollenkette wird das entstehende Geräusch durch das Fettpolster zwischen Rolle und Hülse gedämpft.

18.1.1 Konventionelle Rollenkette

B3 Antriebsstränge

18.1.3.1 Clip-Schloss Das Clip-Schloss besitzt eine Federlasche, welche ein einfaches Öffnen und Schliessen der Kette ermöglicht. Bei der Montage sind keine Spezialwerkzeuge nötig. Die Federlasche muss so eingesetzt werden, dass der geschlossene Rücken in Drehrichtung zeigt.

18.1.3.2 Schraubschloss Das Schraubschloss besitzt an den Kettenbolzen ein Gewinde und eine Sollbruchstelle. Durch Anziehen der Mutter wird das Schloss optimal zusammen gepresst. Zum Schluss bricht der überstehende Teil des Nietbolzens mit der Mutter ab. Als Sicherung können kleine Splinte oder O Ringe verwendet werden.

18.1.3.3 Nietschloss Beim Nietschloss muss sehr sorgfältig gearbeitet werden. Ein richtiges Vernieten des Schlosses ist nur mit dem entsprechenden Spezialwerkzeug möglich.

Beschriften Sie die Bauteile in den Bildern.

102

18.1.2 O- und X-Ringkette

18.1.4 Spannvorrichtungen

Damit die Fettfüllung zwischen Rolle und Hülse möglichst lange erhalten bleibt, und somit eine lange Lebensdauer der Kette erreicht werden kann, sind zwischen Innen- und Aussenlasche O- oder X-Ringe eingelegt.

Zur Einstellung der Kettenspannung soll das Fahrzeug belastet und die Angaben des Herstellers beachtet werden. An den Schwingen werden verschiedene Spannvorrichtungen angewendet.

103

B3 Antriebsstränge

MM EFZ

MM EFZ

B3 Antriebsstränge

18.2 Eigenschaften 18.2.1 Vorteile der Kette niedriges Gewicht geringer Bauaufwand, deshalb günstig guter Wirkungsgrad im Neuzustand ca. 92% ermöglicht das schnelle Anpassen der Gesamtübersetzung

18.3 Der Kettendurchhang

18.2.2 Nachteile der Kette grosser Wartungsaufwand (schmieren und spannen) hoher Verschleiss (viele Gelenke) abnehmender Wirkungsgrad (Verschleiss, Korrosion) bis 65% nicht geräuscharm

18.2.3 Lebensdauer Das Problem der Schmierung und damit des Kettenverschleisses konnte durch die Entwicklung von O- und X-Ringketten, bei denen Dichtringe zwischen Hülse und Aussenlasche das Schmiermittel in der Kette auf die Dauer einschliessen, wesentlich verbessert werden. O-Ringketten erreichen bei guter Pflege Laufleistungen von mehreren 10 000 km. Nachgeschmiert werden muss aber trotzdem noch, und zwar die Rollen und Hülsen von aussen, damit der Verschleiss an den Kettenrädern verringert wird.

Da das Ritzel nicht konzentrisch zur Schwingendrehachse angeordnet ist, ändert sich die Kettenspannung während der Ein- und Ausfederbewegung. Die Kettenspannung ist am grössten, wenn sich Ritzel- , Schwingen- und Radachse in einer Flucht befinden.

Zur Einstellung der Kettenspannung soll das Fahrzeug belastet und die Angaben des Herstellers eingehalten werden. Spannvorrichtungen siehe 2.1.2.

18.4 Kettenabmessungen

18.2.4 X-Ringkette

Erklären Sie die Vorteile der X-Ringkette mit Hilfe des Textes und der Illustration.

104

Auf der Homepage des Kettenherstellers D.I.D. finden Sie folgende Hinweise über die X-Ringkette: D.I.D. X-Ring reduces friction by twisting between side plates insted of being squashed. Normal O-Rings and other makers’modified O-Rings have squashed points that increase friction. The twisting resilience of the X-Rings four sections greatly increases its sealing performance. This keeps the dirt out and the lubrication in much better than any other O-Ring or Non-O-Ring chain.

Für die Bezeichnung der Kettenabmessung kommen verschiedene Normen in Frage. Von je her bekannt sind die Angaben in Zoll, wo die Kettenteilung und die Innenbreite angegeben werden. Die Ketten werden mit einem internationalen Code bezeichnet. Der Zahlencode gibt Aufschluss über die Kettenabmessungen (Teilung und Innenbreite), verschiedene Buchstaben geben einen herstellerspeziefischen Hinweis auf Material, Verwendungszweck, Länge, Bauart oder ähnliches.

105

B3 Antriebsstränge

Kopieren und kleben Sie eine Kettenliste ein.

Wodurch unterscheiden sich Kettenabmessungen der verschiedenen Kettentypen?

106

MM EFZ

18.4.1 Motorradketten

MM EFZ

18.5 Werkstatthinweise 18.5.1 Kettenaufbau

B3 Antriebsstränge

Erklären Sie die Angaben und Abläufe auf den 4 Seiten umfassend (alle wichtigen Punkte enthaltend) in Stichworten.

107

B3 Antriebsstränge

MM EFZ

18.5.2 Ketten prüfen

108

MM EFZ

B3 Antriebsstränge

18.5.3 Ritzel und Kettenrad prüfen

109

B3 Antriebsstränge

MM EFZ

18.5.4 Kettendurchhang

MM EFZ

B3 Antriebsstränge

19 RIEMENANTRIEB Äusserlich ähnelt der Zahnriemenantrieb (Belt Drive) dem Zahnkettenantrieb. Das Antriebsritzel sitzt auf der Getriebeausgangswelle. Der Zahnriemen überträgt die Antriebskraft auf das Kettenrad. Der Zahnriemen muss auf den Zahnrädern mit einem Führungsbort gegen seitliches Ablaufen gesichert werden.

19.1 Aufbau Im Rücken des Riemens sind Zugkörper aus Glasfasern oder Aramid eingelegt. Sie übertragen die Zugkräfte. Der Riemenkörper besteht aus einem Elastomer, meist Polyuretan. Zum Schutz vor Verschleiss besitzt der Riemen einen Nylonüberzug.

19.2 Eigenschaften 19.2.1 Vorteile des Zahnriemens geräuscharmer, ruhiger Lauf wenig Wartung erforderlich Wirkungsgrad über 90% lange Lebensdauer

19.2.2 Nachteile des Zahnriemens gute Kühlung notwendig empfindlich gegen Öl- und Fettspritzer empfindlich gegen Knickung und Verdrehung

110

111

B3 Antriebsstränge

MM EFZ

MM EFZ

19.2.3 Beschädigungen am Zahnriemen

19.2.4 Umgang mit Zahnriemen

Ein Auszug aus dem Werkstatthandbuch (Kawasaki) zeigt mögliche Beschädigungen an Zahnriemen und zu treffende Massnahmen.

Nicht unter einen Mindestradius von 63,5 mm biegen.

B3 Antriebsstränge

Erklären Sie die Beschädigungen und zu treffenden Massnahmen in Stichworten.

Nicht unter einen Mindestradius von 127mm biegen.

1 2 3 4

Nicht verdrehen.

5 6 7

Zahnriemen in gespanntem Zustand nicht mit scharfen Werkzeugen in Position bringen.

8

19.2.5 Zahnriemen spannen Ein Auszug aus dem Werkstatthandbuch (Yamaha) zeigt die einzelnen Schritte auf.

112

113

B3 Antriebsstränge

MM EFZ

MM EFZ

B3 Antriebsstränge

20 WELLENANTRIEB Der Wellenantrieb (Gelenkwellenantrieb, Kardanantrieb) ist die betriebssicherste, aber auch aufwendigste Form des Hinterradantriebes.

Vor allem bei Motoren mit längs liegender Kurbelwelle ist die Verwendung eines Kardanantriebs sinnvoll, denn es ist nur eine Umlenkung des Drehsinns notwendig. Bei quer liegender Kurbelwelle muss der Drehsinn zweifach umgelenkt werden.

20.1 Aufbau Der Kardanantrieb besteht aus mindestens einem Kreuzgelenk (meistens 2), mindestens einem Achsgetriebe (bei quer eingebauten Motoren 2) mit Antriebskegelrad (Pignon) und Tellerrad und der Antriebswelle mit Torsionsdämpfer.

20.1.1 Verzahnungen am Kegelradantrieb Die bogenförmige Verzahnung des Achsantriebes ist als Klingelnberg-Palloid-Spiralverzahnung oder als Gleason-Kreisbogen-Verzahnung hergestellt. Beide Verzahnungen werden als Normal- oder Hypoidgetriebe verwendet.

20.1.1.1 Klingelnberg-Palloid-Spiralverzahnung Bei der Klingelnbergverzahnung sind die Zähne spiralförmig angeordnet. Die Zahnrücken sind dabei überall gleich breit und gleich hoch.

20.1.1.2 Gleason-Kreisbogen-Verzahnung Bei der Gleasonverzahnung sind die Zähne kreisbogenförmig angeordnet. Die Zahnrücken sind nach aussen hin breiter und höher als innen. Die Kreisbogenverzahnung ist die verbreitetste Kegelradverzahnung.

114

115

B3 Antriebsstränge

Normalantrieb

MM EFZ

MM EFZ

20.1.1.3 Hypoidgetriebe

20.2.3 Kurbelwelle längs eingebaut

Der Hypoidantrieb ist ein Kegelradgetriebe. Im Gegensatz zum normalen Kegelradantrieb sind hier die Achsen von Antriebs- und Tellerrad versetzt.

Durch den Achsversatz wird das Ritzel grösser und dadurch erhöhen sich die Laufruhe und die Belastbarkeit bei gleichzeitiger Platzersparnis. Aus diesen Gründen eignet sich der Hypoidantrieb besonders als Achsantrieb im Differentialgetriebe. Durch den Achsversatz wird die gesamte Kardanwelle tiefer gelegt. Dadurch sinkt der Schwerpunkt des Fahrzeuges geringfügig ab.

Neben der Abwälzbewegung der Zähne entsteht als Folge der Achsversetzung eine für Zahnräder unerwünschte Gleitbewegung. Dies stellt erhöhte Anforderungen an die Materialqualität, senkt den Wirkungsgrad und erfordert Getriebeöl mit speziellen Additiven (Hypoidöl). Kegel- und Tellerrad sind bogenverzahnt, was die Herstellung verteuert.

Motoren mit längs liegender Kurbelwelle nutzen den Vorteil, dass alle drehenden Wellen in der gleichen Richtung verlaufen. Die Kurbelwelle, die Getriebewellen und die Antriebswelle liegen in der gleichen Flucht. Es ist nur eine Umlenkung des Drehsinns am Hinterrad nötig. Der Wirkungsgrad ist dementsprechend hoch.

B3 Antriebsstränge

20.2.4 Kurbelwelle quer eingebaut Auch bei Motoren mit quer zur Fahrtrichtung eingebauter Kurbelwelle können Kardanantriebe verwendet werden. Es sind aber zwei Umlenkgetriebe nötig. Nebst dem üblichen Hinterachsgetriebe wird eine zusätzliche Kraftumlenkung am Getriebeausgang benötigt. Durch die doppelte Umlenkung sinkt der Wirkungsgrad leicht und das Gewicht des Antriebs wird grösser.

Bemalen Sie die Kegelräder rot und die Tellerräder blau.

20.2 Eigenschaften 20.2.1 Vorteile des K ardanantriebs hohe Betriebssicherheit nahezu wartungs- und verschleissfrei konstanter Wirkungsgrad ca. 94% sauber abgekapselt und geräuscharm

Spiralverzahnung

20.2.2 Nachteile des K ardanantriebs Kreisbogenverzahnung hohes Gewicht hoher Bauaufwand (ein bis zwei Winkeltriebe, Kreuzgelenke) teuer grosse Lastwechselreaktionen

116

117

B3 Antriebsstränge

MM EFZ

20.2.5 Gelenke Die Hinterradschwinge muss trotz Kardanantrieb einen grossen Federweg ermöglichen, deshalb ist in der Antriebswelle ein Gelenk eingebaut. Bei optimaler Anordnung (Kardandrehpunkt und Schwingendrehpunkt identisch) ist nur ein Gelenk nötig, auf einen Längenausgleich kann verzichtet werden.

Es werden meist Kreuzgelenke verwendet, Kugel Gleichlaufgelenke würden grössere Beugungswinkel ermöglichen, sind aber aufwändig, schwer und teuer.

MM EFZ

B3 Antriebsstränge

20.2.7 Tragbild am Achsgetriebe Die Einstellung des Kegelradantriebes muss optimal sein, um ein vorzeitiges Verschleissen der Verzahnung zu vermeiden. Der Eingriff der Verzahnung wird mit Hilfe von Tinte vorgenommen, das dabei erzeugte Tragbild gibt Aufschluss über die Position der Zahnräder.

20.2.6 Antriebsschwingungsdämpfung

Um der starren Konstuktion des Kardanantriebs die nötige Elastizität zu verleihen werden federbelastete Knaggendämpfer verwendet.

Bei einigen Konstruktionen wird die Antriebswelle unterteilt und gummielastisch verbunden, dabei wird die nötige Elastizität im Antriebsstrang erreicht und geringe Längenveränderungen können ausgeglichen werden.

118

119

B3 Antriebsstränge

MM EFZ

21 REPETITIONSFRAGEN

MM EFZ

B3 Antriebsstränge

45. Nennen Sie die Eigenschaften von Kettenantrieben

40. Beschreiben Sie den Aufbau eines Differenzials

46. Erklären Sie Kettenabmessungen 41. Beschreiben Sie die Anforderungen an ein Differenzial

42. Beschreiben Sie die Eigenschaften eines Differenzials

43. Beschreiben Sie die Bauarten von Differenzialen

47. Nennen Sie den Aufbau des Riemenantriebes

48. Nennen Sie die Eigenschaften des Riemenatriebes

44. Nennen Sie den Aufbau von Kettenantrieben 49. Nennen Sie den Aufbau des Wellenantriebes

120

121

B3 Antriebsstränge

MM EFZ

MM EFZ

50. Nennen Sie die Eigenschaften des Wellenatriebes

55. Beschreiben Sie die Eigenschaften des stufenlosen Antriebes

51. Beschreiben Sie die Bauarten des stufenlosen Antriebes

56. Erklären Sie die Wirkungsweise elektronisch gesteuerter stufenloser Antriebe

B3 Antriebsstränge

52. Beschreiben Sie die Wirkungsweise des stufenlosen Antriebes

57. Lösen Sie Berechnungen am Antriebsstrang

53. Beschreiben Sie die Aufgaben des stufenlosen Antriebes

54. Beschreiben Sie die Anforderungen an den stufenlosen Antrieb

122

123

B3 Antriebsstränge

MM EFZ

58. LĂśsen Sie Berechnungen am stufenlosen Antrieb

124

MM EFZ

B3 Antriebsstränge

Motorradmechaniker /-in EFZ MT Motorradtechnik B3 Berechnungen

125

B3 Antriebsstränge

Hinweis Hier finden Sie Zusatzinformationenen, Lernhilfen etc.

Merke Informationen, die Sie immer wieder brauchen, werden hier hervorgehoben.

MM EFZ

MM EFZ

INHALT 22 BILDUNGSPLAN 23 Berechnungen 23.1 Repetition physikalische Grundlagen 23.2 Fahrwiderstände (Motorradtechnik Stoffregen) 24 Grundlagen 25 Ducati 996 25.1 Berechnungen 26 Yamaha R6 26.1 Technische Daten 26.2 Berechnungen 27 Ducati Panigale 27.1 Technische Daten 27.2 Berechnungen 28 BMW HP 4 28.1 Technische Daten 28.2 Berechnungen 29 Aprilia RSV 4 29.1 Technische Daten 29.2 Berechnungen 30 KTM RC 8 30.1 Technische Daten 30.2 Berechnungen 31 Eigenes (Traum)Motorrad 31.1 Technische Daten 31.2 Berechnungen

22 BILDUNGSPLAN 127 128 128 129 139 141 144 145 146 148 149 149 153 154 154 158 159 160 162 163 164 165 166 167 168

Berechnungen am Antriebsstrang lösen.

B3 Antriebsstränge

Reserve Praxiswissen mit der Theorie verlinken.

Erfahrungen aus der Werkstatt und den ÜK vergleichen mit theoretischem Wissen.

Auftrag Lesen Sie den Auftrag.

Führen Sie nur die geforderten Arbeiten aus.

FM FA FO 44 RB 84 - 85, 92

Idealerweise speichern Sie diese im Kopf ab.

TAB 23 - 27, 60 SVBA 109

126

127

B3 Antriebsstränge

Repetieren Sie die Basiskenntnisse und lösen Sie zu jedem Themengebiet 2 bis 3 Beispiele.

Termin EK: ___________

Repetition physikalische Grundlagen zum Thema Antriebsberechnungen.

Lesen Sie das Manuskript und das Fachbuch.

Bearbeiten Sie die Texte und Bilder gemäss eigener Vorstellung und bearbeiten Sie alle Aufträge.

Beantworten Sie die Repetitionsfragen mit ihrem erworbenen Wissen. Kontrollieren Sie ihre Antworten mit Hilfe der Unterlagen.

MM EFZ

23 BERECHNUNGEN

MM EFZ

B3 Antriebsstränge

23.2 Fahrwiderstände (Motorradtechnik Stoffregen)

23.1 Repetition physikalische Grundlagen In den Berechnungen zum Antrieb werden viele physikalische Grundprinzipien angewendet. Repetieren Sie die Basiskenntnisse und lösen Sie zu jedem Themengebiet 2 bis 3 Beispiele. Wichtig dabei ist, dass Sie dieses Basiswissen mit der entsprechenden Formel im Kopf abrufen und auf das Fachthema übertragen und anwenden können.

Thema RB Reibung 39 Kupplungsberechnungen 1 81 Hebel 35 Druck 50 Kupplungsberechnungen 2 82 Übersetzung 42 Drehmoment 35 Getriebeberechnungen 1 83 Leistung 46 Wirkungsgrad 48 Geschwindigkeit 24 Umfangsgeschwindigkeit 25 Beschleunigung 26 Getriebeberechnungen 2 84 Berechnungen zum Antrieb 85

Zeitrahmen: 6 LE Datum EK: ___________

128

129

B3 Antriebsstränge

130

MM EFZ

MM EFZ

B3 Antriebsstränge

131

B3 Antriebsstränge

132

MM EFZ

MM EFZ

B3 Antriebsstränge

133

B3 Antriebsstränge

134

MM EFZ

MM EFZ

B3 Antriebsstränge

135

B3 Antriebsstränge

136

MM EFZ

MM EFZ

B3 Antriebsstränge

137

B3 Antriebsstränge

MM EFZ

MM EFZ

B3 Antriebsstränge

24 GRUNDLAGEN Das Motorrad hat ein festes Primärübersetzungsverhältnis zwischen Kurbelwelle und Kupplung, ein variables Übersetzungsverhältnis im Getriebe und ein festes Übersetzungsverhältnis am Sekundärantrieb. Die Motordrehzahl wird kleiner und das Motordrehmoment entsprechend grösser bei einem Übersetzungsverhältnis, das grösser ist als 1. Bei einem Übersetzungsverhältnis, das kleiner ist als 1, wird die Motordrehzahl grösser und das Motordrehmoment entsprechend kleiner. Aus der Hinterraddrehzahl und der Hinterradgrösse kann die Fahrgeschwindigkeit bestimmt werden.

Das Übersetzungsverhältnis i sagt, wie oft sich der Treiber dreht auf eine Umdrehung des getriebenen. Es bezieht sich auf die Drehzahl (Geschwindugkeit) und nicht auf die Kraft. Je kleiner diese Zahl ist, desto schneller dreht sich das Rad, desto schneller fahren wir. Kleine Zahl bedeutet grosser Gang, hohe Übersetzung, grosse Geschwindigkeit.

Antriebskraft FA

Antriebskraft FA

138

139

B3 Antriebsstränge

MM EFZ

MM EFZ

25 DUCATI 996 59. Berechnen Sie die Fahrgeschwindigkeit bei einer Motordrehzahl von 3‘000 min-1 im 3. Gang 60. Berechnen Sie die theoretisch mögliche Höchstgeschwindigkeit 61. Berechnen Sie die Motordrehzahl im zweitgrössten Gang bei 120 km/h 62. Berechnen Sie das Gesamtübersetzungsverhältnis im 2. Gang 63. Berechnen Sie die Höchstgeschwindigkeit des Motorrades im 1. Gang 64. Berechnen Sie die Antriebskraft am Hinterrad im 4. Gang beim höchsten Drehmoment 65. Berechnen Sie die maximale Beschleunigung des Motorrades im 1.

Gang in der Ebene 66. Berechnen Sie die Höchstgeschwindigkeit bei Höchstleistung

140

B3 Antriebsstränge

Berechnen Sie die Aufgaben 1 bis 8 zum Antriebsstrang.

141

B3 Antriebsstränge

MM EFZ

MM EFZ

B3 Antriebsstränge

Beschleunigung 0 bis 100 km/h..................................2,9 s

Leistung..............................................................112 PS bei 8‘500 min-1 Roter Bereich.......................................................10‘500 min-1 Drehmoment........................................................93 Nm bei 8‘000 min-1

142

143

B3 Antriebsstränge

MM EFZ

25.1 Berechnungen

MM EFZ

26 YAMAHA R6 1.

2.

3.

4.

5.

6.

Berechnen Sie die Fahrgeschwindigkeit bei einer Motordrehzahl von 3‘000 min-1 im 3. Gang Berechnen Sie die theoretisch mögliche Höchstgeschwindigkeit Berechnen Sie die Motordrehzahl im zweitgrössten Gang bei 120 km/h Berechnen Sie das Gesamtübersetzungsverhältnis im 2. Gang Berechnen Sie die Höchstgeschwindigkeit des Motorrades im 1. Gang Berechnen Sie die Antriebskraft am Hinterrad im 4. Gang beim höchsten Drehmoment 7. Berechnen Sie die maximale Beschleunigung des Motorrades im 1.

Gang in der Ebene 8. Berechnen Sie die Höchstgeschwindigkeit bei Höchstleistung

144

B3 Antriebsstränge

Berechnen Sie die Aufgaben 1 bis 8 zum Antriebsstrang.

145

B3 Antriebsstränge

MM EFZ

MM EFZ

B3 Antriebsstränge

26.1 Technische Daten

Maximaldrehzahl Beschleunigung 0 - 100 km/h

14‘500 min-1 3,4 s

fahrbereit 280 kg

146

147

B3 Antriebsstränge

MM EFZ

26.2 Berechnungen

MM EFZ

27 DUCATI PANIGALE 1.

2.

3.

4.

5.

6.

Berechnen Sie die Fahrgeschwindigkeit bei einer Motordrehzahl von 3‘000 min-1 im 3. Gang Berechnen Sie die theoretisch mögliche Höchstgeschwindigkeit Berechnen Sie die Motordrehzahl im zweitgrössten Gang bei 120 km/h Berechnen Sie das Gesamtübersetzungsverhältnis im 2. Gang Berechnen Sie die Höchstgeschwindigkeit des Motorrades im 1. Gang Berechnen Sie die Antriebskraft am Hinterrad im 4. Gang beim höchsten Drehmoment 7. Berechnen Sie die maximale Beschleunigung des Motorrades im 1.

Gang in der Ebene 8. Berechnen Sie die Höchstgeschwindigkeit bei Höchstleistung

B3 Antriebsstränge

Berechnen Sie die Aufgaben 1 bis 8 zum Antriebsstrang.

27.1 Technische Daten

148

149

B3 Antriebsstränge

MM EFZ

MM EFZ

B3 Antriebsstränge

Fahrer 65 kg

150

151

B3 Antriebsstränge

MM EFZ

MM EFZ

B3 Antriebsstränge

27.2 Berechnungen

Beschleunigung 0 - 100 km/h 2,9 s (Werk) 3,2 s PS - Messung

Maximaldrehzahl 11‘500 min-1

152

153

B3 Antriebsstränge

Berechnen Sie die Aufgaben 1 bis 8 zum Antriebsstrang.

MM EFZ

MM EFZ

B3 Antriebsstränge

28 BMW HP 4 1. Berechnen Sie die Fahrgeschwindigkeit bei einer Motordrehzahl von

3‘000 min-1 im 3. Gang 2. Berechnen Sie die theoretisch mögliche Höchstgeschwindigkeit bei maximaler Leistung 3. Berechnen Sie die Motordrehzahl im zweitgrössten Gang bei 120 km/h 4. Berechnen Sie das Gesamtübersetzungsverhältnis im 2. Gang 5. Berechnen Sie die Höchstgeschwindigkeit des Motorrades im 1. Gang 6. Berechnen Sie die Antriebskraft am Hinterrad im 4. Gang beim höchsten Drehmoment 7. Berechnen Sie die maximale Beschleunigung des Motorrades im 1.

Gang in der Ebene

28.1 Technische Daten

Fahrer 71 kg

154

155

B3 Antriebsstränge

MM EFZ

MM EFZ

B3 Antriebsstränge

Messwert PS: 3,2 s

156

157

B3 Antriebsstränge

MM EFZ

28.2 Berechnungen

MM EFZ

29 APRILIA RSV 4 1.

2.

3.

4.

5.

6.

Berechnen Sie die Fahrgeschwindigkeit bei einer Motordrehzahl von 3‘000 min-1 im 3. Gang Berechnen Sie die theoretisch mögliche Höchstgeschwindigkeit Berechnen Sie die Motordrehzahl im zweitgrössten Gang bei 120 km/h Berechnen Sie das Gesamtübersetzungsverhältnis im 2. Gang Berechnen Sie die Höchstgeschwindigkeit des Motorrades im 1. Gang Berechnen Sie die Antriebskraft am Hinterrad im 4. Gang beim höchsten Drehmoment 7. Berechnen Sie die maximale Beschleunigung des Motorrades im 1. Gang in der Ebene 8. Berechnen Sie die Höchstgeschwindigkeit bei Höchstleistung

158

B3 Antriebsstränge

Berechnen Sie die Aufgaben 1 bis 8 zum Antriebsstrang.

159

B3 Antriebsstränge

MM EFZ

MM EFZ

B3 Antriebsstränge

29.1 Technische Daten

Beschleunigung 0 - 100 km/h

160

3,1 s (Messung Motorrad)

161

B3 Antriebsstränge

MM EFZ

29.2 Berechnungen

MM EFZ

30 KTM RC 8 1.

2.

3.

4.

5.

6.

Berechnen Sie die Fahrgeschwindigkeit bei einer Motordrehzahl von 3‘000 min-1 im 3. Gang Berechnen Sie die theoretisch mögliche Höchstgeschwindigkeit Berechnen Sie die Motordrehzahl im zweitgrössten Gang bei 120 km/h Berechnen Sie das Gesamtübersetzungsverhältnis im 2. Gang Berechnen Sie die Höchstgeschwindigkeit des Motorrades im 1. Gang Berechnen Sie die Antriebskraft am Hinterrad im 4. Gang beim höchsten Drehmoment 7. Berechnen Sie die maximale Beschleunigung des Motorrades im 1.

Gang in der Ebene 8. Berechnen Sie die Höchstgeschwindigkeit bei Höchstleistung

162

B3 Antriebsstränge

Berechnen Sie die Aufgaben 1 bis 8 zum Antriebsstrang.

163

B3 Antriebsstränge

MM EFZ

30.1 Technische Daten

MM EFZ

B3 Antriebsstränge

30.2 Berechnungen

Beschleunigung 0 - 100 km/h 3,8 s (Messwert 1000 PS.at)

Höchstdrehzahl = 10‘800 min-1 Primärübersetzung 40 : 76 Sekundärübersetzung 17 : 38

164

165

B3 Antriebsstränge

Suchen Sie mindestens ein Bild (eigenes Foto) und alle nötigen technischen Daten ihres eigenen (Traum)Motorrades.

Kleben Sie die Bilder bei 10 ein und ergänzen Sie die technischen Daten bei 10.1.

Berechnen Sie die Aufgaben 1 bis 8 zum Antriebsstrang bei 10.2.

MM EFZ

31 EIGENES (TRAUM)MOTORRAD

MM EFZ

B3 Antriebsstränge

31.1 Technische Daten

1.

2.

3.

4.

5.

6.

Berechnen Sie die Fahrgeschwindigkeit bei einer Motordrehzahl von 3‘000 min-1 im 3. Gang Berechnen Sie die theoretisch mögliche Höchstgeschwindigkeit Berechnen Sie die Motordrehzahl im zweitgrössten Gang bei 120 km/h Berechnen Sie das Gesamtübersetzungsverhältnis im 2. Gang Berechnen Sie die Höchstgeschwindigkeit des Motorrades im 1. Gang Berechnen Sie die Antriebskraft am Hinterrad im 4. Gang beim höchsten Drehmoment 7. Berechnen Sie die maximale Beschleunigung des Motorrades im 1.

Gang in der Ebene 8. Berechnen Sie die Höchstgeschwindigkeit bei Höchstleistung

Abgabetermin: ________

166

167

B3 Antriebsstränge

MM EFZ

31.2 Berechnungen

168

MM EFZ

B4 Stufenlose Antriebe

Motorradmechaniker /-in EFZ MT Motorradtechnik B4 Stufenlose Antriebe

169

B4 Stufenlose Antriebe

Hinweis Hier finden Sie Zusatzinformationenen, Lernhilfen etc.

Merke Informationen, die Sie immer wieder brauchen, werden hier hervorgehoben.

Idealerweise speichern Sie diese im Kopf ab.

170

MM EFZ

MM EFZ

INHALT 32 Bildungsplan 33 Stufenloser Antrieb 33.1 Aufgaben 33.2 Aufbau 33.2.1 Antriebsriemenscheibenaggregat 33.2.2 Antriebsriemen 33.2.3 Abtriebsriemenscheibenaggregat 33.2.4 Reduktinsgetriebe 33.3 Eigenschaften 33.4 Anforderungen 33.5 Bauarten 33.6 Bauteile 34 Wirkungsweise 34.1 Mechanisch stufenloser Antrieb 34.1.1 Antriebsriemenscheibenaggregat 34.1.2 Antriebsriemen 34.1.3 Abtriebsriemenscheibenaggregat 34.1.4 Übersetzung 34.1.4.1 Tiefe Motordrehzahl 34.1.4.2 Mittlere Motordrehzahl 34.1.4.3 Hohe Motordrehzahl 34.1.5 Änderung der Fliehgewichte 34.1.6 BMW C 600 / C 650 34.1.7 Yamaha XP 500 T Max 34.1.7.1 Variomat 34.1.7.2 Kupplung 34.1.7.3 Zwischengetriebe 34.1.7.4 Endantrieb 34.2 Elektronisch stufenloser Antrieb 34.2.1 Suzuki AN 650 Burgman 34.2.1.1 SECVT 34.2.1.2 Antriebsriemen 34.2.1.3 Kupplung 34.2.1.4 Hinterradantrieb 34.2.1.5 Elektronische Steuerung 34.2.2 Aprilia Mana 34.2.2.1 Antriebs-Riemenscheibe 34.2.2.2 Kupplung / geführte Riemenscheibe 34.2.2.3 Getriebe-Steuerelektronik 34.2.2.4 Potentiometer 34.2.2.5 Armaturenbrett 34.2.2.6 Geschwindigkeitssensoren 34.2.2.7 Getriebe-Stellmotor 34.2.2.8 Fahrmodi 34.2.2.9 Sequentieller Modus 34.2.2.10 Automatischer Modus 34.2.2.11 Halbautomatischer Modus 34.2.2.12 Übersetzungsverhältnis 34.2.2.13 Recovery-Verfahren 35 Berechnungen 35.1 Grundlagen 35.2 Beispiel 1 36 Piaggio MP3 Hybrid 36.1 Technische Daten

171 172 172 172 172 172 173 173 173 173 173 174 175 175 175 175 175 176 176 176 176 177 178 180 180 181 181 181 182 182 182 182 183 183 184 185 186 186 186 187 187 187 187 188 188 188 189 189 190 192 194 195 196 197

36.2 Berechnungen 37 BMW C 650 37.1 Technische Daten 37.2 Berechnungen 38 BMW C Evolution 38.1 Technische Daten 38.2 Berechnungen

B4 Stufenlose Antriebe

198 199 199 200 201 202 203

Reserve Praxiswissen mit der Theorie verlinken.

Erfahrungen aus der Werkstatt und den ÜK vergleichen mit theoretischem Wissen.

Auftrag Lesen Sie den Auftrag.

Führen Sie nur die geforderten Arbeiten aus.

32 BILDUNGSPLAN Die Wirkungsweise eines stufenlosen Antriebs erklären.

FM 168

Aufgaben, Anforderungen, Eigenschaften und Bauarten des stufenlosen Antriebs beschreiben.

FA 714

Die Wirkungsweise elektronisch unterstützter stufenloser Antriebe im Prinzip erklären.

Berechnungsaufgaben am stufenlosen Antrieb lösen.

TAB FO 20 RB SVBA 97, 99, 109

171

B4 Stufenlose Antriebe

Lesen Sie das Manuskript und das Fachbuch.

Bearbeiten Sie die Texte und Bilder gemäss eigener Vorstellung und bearbeiten Sie alle Aufträge.

Beantworten Sie die Repetitionsfragen mit ihrem erworbenen Wissen. Kontrollieren Sie ihre Antworten mit Hilfe der Unterlagen.

Zeitrahmen: 6 LE Datum EK: ___________

MM EFZ

33 STUFENLOSER ANTRIEB Der Variomatikantrieb arbeitet mit variablen Übersetzungsverhältnissen. Der Antrieb zwischen Motor und Hinterrad erfolgt mit zwei kegelförmigen Radscheibenpaaren und einem Antriebsriemen.

33.1 Aufgaben Motordrehmoment übertragen und anpassen Motordrehzahl anpassen Leerlauf ermöglichen

33.2 Aufbau Der Variomat besteht aus dem Antriebsriemenscheibenaggregat, dem Antriebsriemen und dem Abtriebsriemenscheibenaggregat. Dieses ist über eine Kupplung und ein Reduktionsgetriebe mit dem Hinterrad verbunden.

MM EFZ

B4 Stufenlose Antriebe

Drehmomente übertragen. Durch die hohe Reibung sind die Kräfte auf die Lager und der Wirkungsgrad gering. Da ein Keilriemen relativ dick ist, kommt es bei der Umlenkung zu einer Stauchung innen und somit zur Erwärmung.

Man kann den Keilriemen zahnen, um kleinere Scheibendurchmesser zu erlauben und die Verluste zu verringern. Keilriemen, arbeiten kraftschlüssig durch die Keilwirkung an den Flanken (Reibkraft).

33.2.3 Abtriebsriemenscheibenaggregat Das Abtriebsriemenscheibenaggregat ist zusammen mit der Fliehkraftkupplung und dem Reduktionsgetriebe am Hinterrad montiert. Es besteht aus einer festen und einer losen Kegelscheibe. Die lose Kegelscheibe kann sich axial verschieben und wird durch eine Druckfeder gegen die feste Kegelschebe gedrückt. Das frei auf der Antriebswelle drehbare Abtriebsaggregat ist mit einer Fliehkraftkupplung verbunden.

33.2.4 Reduktinsgetriebe Das Reduktionsgetriebe besteht aus einer doppelten Zahnradübersetzung, welche die Drehzahl senkt und das Drehmoment erhöht. Auf der Eingangswelle ist das Abtriebsriemenscheibenaggregat mit der Fliehkraftkupplung (Aufbau und Funktion MT B1) befestigt und auf der Ausgangswelle das Hinterrad.

33.3 Eigenschaften kein Schaltvorgang nötig Übersetzung wird automatisch angepasst wartungsarm, geringer Verschleiss Verluste durch Riemenschlupf feste Distanz zwischen den Wellen (Antriebsschwinge oder -wippe)

33.2.1 Antriebsriemenscheibenaggregat Das Antriebsriemenscheibenaggregat ist auf der Kurbelwelle montiert. und besteht aus einer festen und einer losen Kegelscheibe. Die lose Kegelscheibe kann sich axial auf der Welle verschieben. Die Anlaufplatte, welche die Gewichtsrollen gegen die Antriebsscheibe drückt, ist mit einer Mutter auf der Kurbelwelle befestigt.

33.2.2 Antriebsriemen Ein Keilriemen überträgt die Antriebskraft vom Motor auf das Rad. Die Reibung der Flanken des Riemens in einer keilförmigen Rille ist wesentlich höher als bei einer flachen Auflage. Diesen Umstand nutzen die Keilriemen aus. Sie bestehen aus Gummi mit einer Textil- oder Stahlseileinlage und werden endlos gefertigt. Sie können bei geringem Platzbedarf hohe

172

33.4 Anforderungen Drehmoment und Drehzahl dauerhaft übetragen Drehmoment und Drehzahl ideal abgestuft anpassen Hoher Wirkungsgrad Geringe Geräuschentwicklung

33.5 Bauarten Fliehkraftgesteuerte (mechanische) Variomatic Elektronisch geregelte Variomatic mit Steuergerät

173

B4 Stufenlose Antriebe

MM EFZ

MM EFZ

B4 Stufenlose Antriebe

34 WIRKUNGSWEISE

33.6 Bauteile

Der Variomat verändert die Motordrehzahl und das Motordrehmoment indirekt proportional in sehr kleinen Schritten.

Dadurch stehen unendlich viele Gänge zur Verfügung. Der Motor arbeitet deshalb im elastischen Bereich (Drehzahl zwischen höchstem Drehmoment und höchster Leistung).

34.1 Mechanisch stufenloser Antrieb Das Übersetzungsverhältnis wird durch die Fliehkräfte an den Rollen gesteuert, die den Abstand der Antriebsriemenscheiben verändern.

34.1.1 Antriebsriemenscheibenaggregat Mit zunehmender Drehzahl wird die auf die Gewichtsrollen wirkende Fliehkraft grösser. Die Gewichtsrollen werden nach aussen gedrückt. Die lose Riemenscheibe wird axial gegen die feste Riemenscheibe verschoben. Der Antriebsriemen wird nach aussen gedrückt. Der wirksame Durchmesser der Riemenscheibe wird stufenlos grösser.

34.1.2 Antriebsriemen bewegliche Antriebsrolle (Fliehgewicht) Auftrag Weisen Sie in der Tabelle die englischen Bezeichnungen aus dem Bild den Fachbegriffe zu.

bewegliche Antriebsscheibe feste Antriebsscheibe mit Lüfter Keilriemen Antriebswelle feste Abtriebsscheibe bewegliche Abtriebsscheibe Kupplungskorb Kupplungsbelag (Schuh) komplett Hinterachswelle Endabtriebszahnrad, Reduktionsgetriebe

174

Die gegenüber dem Riemen schneller drehenden Varioscheiben (ca. 2%) drücken seitlich auf den Riemen und bauen eine Reibkraft auf. Der Riemen wird mitgedreht und baut an den federbelasteten Abtriebsriemenscheiben auch Reibkraft auf und übeträgt die Drehbewegung auf das Rad.

34.1.3 Abtriebsriemenscheibenaggregat Bei niedriger Drehzahl ist die Fliehkraftkupplung ausgerückt. Mit zunehmender Drehzahl greifen die Kupplungbacken allmählich und ruckfrei im Kupplungskorb ein. Die Druckfeder drückt die Abtriebsriemenscheiben zusammen und sorgt damit für eine ausreichende Spannung des Antriebsriemens und gleicht die Längenänderung aus.

175

B4 Stufenlose Antriebe

MM EFZ

MM EFZ

B4 Stufenlose Antriebe

34.1.4 Übersetzung 34.1.4.1 Tiefe Motordrehzahl Im Stand ist die Motordrehzahl niedrig (Standgas). Die Fliehgewichte sind in Ruheposition. Der Keilriemen befindet sich in der tiefsten Position des Antriebsaggregates und gleichzeitig durch die Federkraft der Spannfeder am äussersten Umfang des Abtriebsaggregates.

Der Antrieb weist das grösste Übersetzungsverhältnis auf, die Motordrehzahl wird verringert und das Drehmoment vergrössert

34.1.5 Änderung der Fliehgewichte Leichtere Fliehgewichte erhöhen das Drehmoment am Hinterrad.

Unter Umständen wird die Höchstgeschwindigkeit nicht mehr erreicht.

34.1.4.2 Mittlere Motordrehzahl Mit steigender Motordrehzahl (Anfahren) bewegen sich die Fliehgewichte nach aussen. Die bewegliche Riemenscheibe wird zur festen Riemenscheibe gedrückt. Dies hat zur Folge, dass der Antriebsriemen im Antriebsaggregat nach aussen gedrückt wird. Gleichzeitig, und entgegen der Federkraft, wird der Riemen zwischen den Abtriebsriemenscheiben nach innen gezogen. Das Übersetzungsverhältnis nimmt langsam ab. Die Drehzahl des Abtriebsriemenaggregates nimmt langsam zu.

34.1.4.3 Hohe Motordrehzahl Bei weiter steigender Motordrehzahl werden die Fliehgewichte ganz nach aussen bewegt. Der Antriebsriemen wird dadurch zum äussersten Umfang der Antriebsriemenscheiben gedrückt und gleichzeitig in den Abtriebsriemenscheiben ganz nach innen gezogen. Dies ergibt das kleinste Übersetzungsverhälnis. Das Hinterrad erreicht seine maximale Drehzahl (Höchstgeschwindigkeit) und gleichzeitig das kleinste Drehmoment.

176

177

B4 Stufenlose Antriebe

MM EFZ

MM EFZ

B4 Stufenlose Antriebe

34.1.6 BMW C 600 / C 650 Stufenloses Automatik Getriebe CVT Mittelabtrieb von der Kurbelwelle über Kette und Ruckdämpfer.

Radial wirkende Fliehkraftkupplung Schrägverzahntes 3 Wellengetriebe Koaxiale Schwingenlagerung Mechanische Parkbremse bei ausgeklappter Seitenstütze Sekundärantrieb über Kette in ölbefüllter Schwinge Diebstahlwarnanlage (DWA)

178

179

B4 Stufenlose Antriebe

MM EFZ

MM EFZ

34.1.7 Yamaha XP 500 T Max

34.1.7.2 Kupplung

Anstelle einer Triebsatzschwinge oder –wippe wurde der Motor fest im Rahmen verschraubt. Der Motor ist mittragend und gibt dem Rahmen zusätzliche Stabilität.Eine im Ölbad laufende Mehrscheiben-Fliehkraft-Kupplung und die Variomatik sind im Motorgehäuse untergebracht.Die separate Schwinge ist direkt im Motorgehäuse gelagert und beherbergt zwei spielfreie Zahnketten für den Endantrieb.Die ungefederte Masse konnte so stark herabgesetzt werden, was zusammen mit dem Rahmen und den grossen Raddurchmessern ein motorradähnliches Fahrverhalten ermöglicht.

Die im Ölbad laufende 5-Scheiben Kupplung besitzt zwischen den Reibscheiben Membranfedern, um ein sicheres Auskuppeln zu gewährleisten. Die Fliehgewichte beginnen ab ca. 1800 /min das Scheibenpaket zusammen zu drücken.

B4 Stufenlose Antriebe

34.1.7.3 Zwischengetriebe

Das Zwischengetriebe verbindet die Kupplung mit dem Hinterradantrieb. Die Zwischengetriebewelle liegt genau im Schwingendrehpunkt.

34.1.7.1 Variomat 34.1.7.4 Endantrieb Die Variomatik ist auf engem Raum rechts im Motorgehäuse integriert. Damit die entstehenden hohen Temperaturen nicht zu hoch werden, sind an beiden Abtriebsriemenscheiben Lüfter angebracht. Sie sorgen für einen hohen Luftduchsatz und eine optimale Kühlung.

180

Zwei im Ölbad laufende Zahnketten übernehmen den Antrieb des Hinterrades. Die Ketten laufen geräuscharm auf spielfreien Zahnrädern. Durch die zusätzliche Übersetzung der beiden Ketten entfällt das Reduktionsgetriebe am Hinterrad. Die Getriebezwischenwelle verläuft konzentrisch mit dem Schwingenlager, es entsteht deshalb keine Längenänderung im Kettentrieb.

181

B4 Stufenlose Antriebe

MM EFZ

34.2 Elektronisch stufenloser Antrieb Das ideale oder das vom Fahrer gewünschte Übersetzungsverhältnis wird vom Steuergerät berechnet. Ein Stellmotor verändert den Abstand der Antriebsriemenscheiben und stellt die gewünschte Übersetzung her. Das Steuergerät überprüft diese und regelt gegebenenfalls nach.

34.2.1 Suzuki AN 650 Burgman Der Motor des AN 650 ist im Rahmen fest montiert. Für die Kraftübertragung wird ein elektronisch gesteuertes Variomatgetiebe (SECVT, Suzuki Electrically-controlled Continuously Variable Transmission), eine nasse Mehrscheiben Fliehkraftkupplung und ein Stirnradradsatz im Hinterradschwingarm verwendet. Die Hinterradschwinge ist direkt im Motorgehäuse gelagert.

MM EFZ

B4 Stufenlose Antriebe

Einlagen mit mit hoher Zugfestigkeit eingelassen. Der CVT-Riemen verbessert den Wirkungsgrad gegenüber konventionellen Antriebsriemen.

34.2.1.3 Kupplung Die im Ölbad laufende 5-Scheiben Fliehkraftkupplung besitzt zwischen den Reibscheiben Tellerfedern, damit ein sauberes Auskuppeln im Leerlauf gewährleistet ist.

34.2.1.4 Hinterradantrieb Das Reduktionsgeriebe ist der Kupplung nachgeschaltet. Die Ausgangswelle des Reduktionsgetriebes ist zentrisch mit der Schwingenlagerung ausgerichtet. Eine Serie von Stirnrädern überträgt die Antriebskraft in der kompakten Schwinge auf das Hinterrad.

34.2.1.1 SECVT Das CVT-Steuergerät stellt das Übersetzungsverhältnis durch Verbreitern oder Verschmälern der Antriebsriemenscheiben ein. Die bewegliche Riemenscheibe wird dabei durch einen elektrischen Stellmotor axial verschoben.

Die Position der Riemenscheibe wird vom Positionssensor überwacht und an das Steuergerät gemeldet. Zur Steuerung des Übersetzungsverhältnisses stehen zwei automatische Modi (Normal und Power) und ein manueller Modus zur Verfügung.

34.2.1.2 Antriebsriemen Der Antriebsriemen ist aus drei Teilen aufgebaut (Dry Hybrid Composite Belt). Das Gerippe bildet ein H förmiger Gliederblock mit hoher Flexibilität. In den Flanken sind zwei faserverstärkte und wärmebeständige

182

183

B4 Stufenlose Antriebe

184

MM EFZ

MM EFZ

34.2.1.5 Elektronische Steuerung

34.2.2 Aprilia Mana

Das SECVT-Steuergerät errechnet die optimale Übersetzung aus dem aktuellen Übersetzungsverhältnis und dem zu erreichenden Übersetzungsverhältnis. Das Steuergerät betätigt den Stellmotor solange, bis die errechnete Riemenscheibenposition erreicht wurde.

Es ist ein Antrieb mit stufenloser bzw. sequentieller Änderung der Übersetzungsverhältnisses. Er besteht aus einem mit einem Riemen verbundenen Automatikgetriebe mit Ausdehnungsscheiben (mit variablem Nutz-Durchmesser). Es gibt 2 Riemenscheiben: Die vordere Antriebs-Riemenscheibe mit fest auf der Kurbelwelle verkeilter Riemenhalbscheibe, durch die er angetrieben wird, und eine bewegliche Riemenhalbscheibe, die in Achsrichtung (über eine Reihe von Zahnrädern) durch einen Elektro-Stellmotor an der Steuerbuchse verstellt wird. Die hintere geführte Riemenscheibe wird vom Riemen mitgeführt und überträgt den Antrieb auf die Sekundärübersetzung. Jede Riemenscheibe ist in zwei Teile (Riemenhalbscheiben) unterteilt, eine feste und eine bewegliche. Die Steuerung dieses Systems erfolgt durch eine Steuerelektronik, die mehrere Parameter berücksichtigt, unter anderem die Fahrzeuggeschwindigkeit und Motordrehzahl.

B4 Stufenlose Antriebe

185

B4 Stufenlose Antriebe

MM EFZ

MM EFZ

34.2.2.1 Antriebs-Riemenscheibe

34.2.2.4 Potentiometer

Die Antriebs-Riemenscheibe wird von der Kurbelwelle mitgeführt, um den Antrieb auf den Riemen zu übertragen. Der Arbeitsdurchmesser des Riemens wird durch Axialverstellung der beweglichen Riemenhalbscheibe über einen Stellmotor geändert. Deshalb ist die Axialbewegung der beweglichen Riemenhalbscheibe unabhängig von der Drehbewegung.

Die Riemenhalbscheibe, und nicht die Buchse, wird in Achsrichtung zu verstellt. Das Ende der Buchse mit 2 O-Ringen hat eine Aufnahme in dem im Antriebsdeckel eingetriebenen Lager. So wird eventuelles Spiel ausgeglichen und Vibrationen gedämpft.

Grundlegender Sensor für die Kontrolle der von der beweglichen Antriebs-Riemenhalbscheibe erreichte Position. Wie bei allen Positionssensoren ist eine Nullstellung bei Austausch eines beliebigen Antriebs-Bauteils erforderlich.

B4 Stufenlose Antriebe

34.2.2.5 Armaturenbrett Ausser den traditionellen Funktionen kontrolliert es sie beiden Schalt-Steuertasten am Lenker.

Taste Mode Ermöglicht die Einstellung des Schaltbetriebs E-CVT. Steuertasten am Lenker Ermöglichen die Änderung der Geschwindigkeit. Anschluss (und Diagnose) am Armaturenbrett. Schalter mit doppeltem Kontakt, Signal 12 Volt.

Steuertasten am Fusshebel Wie die Steuertasten am Lenker, aber mit direkter Verbindung zur Getriebe-Steuerelektronik. Schalter mit doppeltem Kontakt, Signal 12 Volt.

34.2.2.6 Geschwindigkeitssensoren 34.2.2.2 Kupplung / geführte Riemenscheibe Der Riemen führt die geführte Riemenscheibe mit. Durch die Fliehkraft bewegen sich die Kupplungsbeläge. Die Drehzahl für den Mitnahmebeginn wird durch den Widerstand der Kupplungsfedern bestimmt. Die Reibung der Beläge am Kupplungskorb verbindet die Welle der Sekundärübersetzung fest mit der geführten Riemenscheibe. Die Getriebe-Steuerelektronik erhöht, über den Stellmotor, den Arbeitsdurchmesser an der Antriebs-Riemenscheibe. Die geführte Riemenscheibe öffnet sich unter dem Zug des Riemens, überwindet dabei den Widerstand der Druckfeder und verändert damit das Übersetzungsverhältnis.

34.2.2.3 Getriebe-Steuerelektronik

Ein Geschwindigkeitssensor erfasst die Drehung der geführten Riemenscheibe (4 Schrauben an der Riemenscheibe). Es ist ein abgeschirmter induktiver Sensor, Wechselspannung am Ausgang 1 - 2 V, Spulenwiderstand bei Raumtemperatur 0,7 - 1,1 kOhm. Der zweite Geschwindigkeitssensor erfasst die Drehung der Antriebs-Vorgelegewelle (Ritzel) hinter der Kupplung. Er ist also der Sensor für die Fahrzeuggeschwindigkeit, ein Dreh-Potentiometer mit doppelter Spur. Widerstand der Spuren 1,5 kΩ, Widerstand am Signal min 1,0 kΩ (Sensor losgelassen), max 2,5 kΩ (Sensor gedreht).

34.2.2.7 Getriebe-Stellmotor Der Getriebe-Stellmotor ist ein Gleichstrommotor, der über Impulse umkehrbar gesteuert wird, Spannung 12 Volt, Wicklungs-Widerstand: < 1 Ohm, Stromaufnahme max 22A, nom 10A. Auf diese Weise kann die Steuerelektronik nicht nur die Position der beweglichen Riemenscheibe, sondern auch die Geschwindigkeit, mit der die Soll-Position erreicht werden soll, kontrollieren.

Sie überwacht die gesamte Getriebesteuerung: Erfassen der Eingangssignale der Sensoren, Ausführung der Steuerung für das Verstellen der Antriebs-Riemenscheibe und Steuerung der Vorgänge und Auslösen von Recovery.

186

187

B4 Stufenlose Antriebe

MM EFZ

34.2.2.8 Fahrmodi 34.2.2.9 Sequentieller Modus Anhand der Werte des Positions-Potentiometers der beweglichen Riemenscheibe erstellt die Getriebe-Steuerelektronik die gewünschten Antriebs-Übersetzungsverhältnisse. Die Getriebe-Steuerelektronik betätigt den Stellmotor der Antriebs-Riemenscheibe, um ein neues Übersetzungsverhältnis herzustellen. Beim Umschalten von einem kurzen auf ein längeres Verhältnis wird von der Getriebe-Steuerelektronik bei der Marelli Zündelektronik bis zum erfolgten Umschalten eine Drehmomentsbegrenzung angefordert.

MM EFZ

B4 Stufenlose Antriebe

Schalteinstellung Rain Bei einer Schalteinstellung auf «Rain» wird von der Getriebe-Steuerelektronik bei der Einspritz-Zündelektronik eine Motor-Drehmomentsbegrenzung angefordert.

34.2.2.11 Halbautomatischer Modus Auch im halbautomatischen Modus kann über die Handsteuerungen ein kleiner Gang angefordert werden. Bei der ersten Anfrage wird ein, im Vergleich zur Ausgangssituation, um 2,5 Gänge kürzeres Übersetzungsverhältnis eingelegt. Bei den nachfolgenden Anfragen werden die kleineren Übersetzungsverhältnisse jeweils einzeln eingelegt.

Das Einlegen eines zu kleinen Gangs in Bezug auf die Geschwindigkeit bleibt jedoch gesperrt.

Das Einschalten auf halbautomatischen Modus ist nur bei losgelassener Drosselklappe möglich.

Beim Öffnen der Drosselklappe, bei Erreichen von Geschwindigkeit 0 oder bei Drücken der Taste UP stellt sich das System auf automatischen Modus zurück.

34.2.2.12 Übersetzungsverhältnis

Schutzverfahren der Steuerelektronik im sequentiellen Modus:: Gleichzeitiges Erfassen von zwei sich widersprechenden Schaltanfragen = die Steuerung wird nicht ausgeführt. Unpassende Geschwindigkeit (zu schnell oder zu langsam) für die Schaltanfrage = die Steuerung wird nicht ausgeführt. Zu langsame Geschwindigkeit in Bezug auf den eingelegten Gang = es wird ein kleinerer Gang eingelegt.

34.2.2.10 Automatischer Modus Anhand der Werte des Positions-Potentiometers der beweglichen Riemenscheibe erstellt die Getriebe-Steuerelektronik das berechnete Antriebs-Übersetzungsverhältnis. Das herzustellende Übersetzungsverhältnis wird abhängig von folgenden Parametern berechnet: Motordrehzahl, Geschwindigkeit, Öffnung der Drosselklappe, Ausgewählte Schalteinstellung. Schalteinstellung: RAIN, TOURING, SPORT. Motorbremse Bei der Verzögerung sorgt die Steuerelektronik für eine progressive Reduzierung des Übersetzungsverhältnisses, so dass die «Motorbremse» genutzt werden kann.

188

Die Geschwindigkeit der Kurbelwelle und die Geschwindigkeit der geführten Riemenscheibe ergibt das realisierte Übersetzungsverhältnis. Dessen Berechnung hat eine doppelte Funktion, den Ausgleich des Riemenverschleisses und die Überwachung der Position der beweglichen Antriebs-Riemenscheibe.

Ausgleich Riemenverschleiss Die Steuerelektronik berechnet ständig das realisierte Übersetzungsverhältnis in den unterschiedlichen Position der Riemenscheibe und vergleicht ihn mit dem erwarteteten Wert. Damit ist es möglich, die durch den Riemenverschleiss verursachte Änderung der Übersetzungsverhältnisses, Riemen wird schmaler und Übersetzung grösser, zu messen. Nachdem ein Riemenverschleiss festgestellt worden ist, speichert die Steuerelektronik einen Wert für die Berichtigung der Position der beweglichen Antriebs-Riemenscheibe, so dass die einzelnen Übersetzungsverhältnisse wieder auf ihre ursprünglichen Wert zurückgestellt werden. Die Elektronik zeigt dem Fahrer an, wann der Riemen gewechselt werden muss und, bei zu starkem Verschleiss, leuchtet Fehleranzeige (EFI-Kontrolle) auf und begrenzt dieFahrzeugleistung.

189

B4 Stufenlose Antriebe

MM EFZ

Überwachung der Position der beweglichen Riemenscheibe Die Position der beweglichen Antriebs-Riemenscheibe wird durch ein 2-Spur Potentiometer überwacht. Das Signal des Potentiometers muss von der Steuerelektronik angelernt werden.

MM EFZ

B4 Stufenlose Antriebe

(Bus off, Knoten stumm, Knoten Marelli ausgefallen, Fehler Zähler Marelli). Das Getriebe stellt sich auf den Modus Automatisch Rain. Es wird ein Standardwert für die Öffnung der Drosselklappe festgelegt. Alle Strategien (Überwachungen), die als Wert den Motor-Drehzahlsensor verwenden, werden unterbrochen.

34.2.2.13 Recovery-Verfahren Störung Positionssensor bewegliche Riemenscheibe (Elektrische Störung oder nicht übereinstimmendes Signal zwischen den beiden Potentiometer-Spuren). Bei einer Störung an einer der Potentiometer-Spuren verwendet die Steuerelektronik die zweite Spur, die von der Überwachung der Position der beweglichen Riemenscheibe bestätigt ist. Bei einer Störung an beiden Spuren verwendet die Steuerelektronik nur den Wert, der von der Überwachung der Position der beweglichen Riemenscheibe gegeben wird. Die Schaltung stellt sich auf Modus Automatisch Rain mit einem längeren ersten Gang.

Störung bei Kontrolle EEPROM (Kontrolle bei Key ON negativ) Ausführung Begrenzung «C» (bedingtes Starten).

Störung verschlissener Riemen (Änderung des Übersetzungsverhältnisses bei der ersten Stufe: Hinweis am Armaturenbrett, bei der zweite Stufe: Warnkontrolle eingeschaltet und die Schaltung stellt sich auf Modus Automatisch Rain.

Störung Stellmotor (Elektrische Störung, zu langsame Bewegung oder zu starke Stromaufnahme). Die Bedienung der Schaltung wird gesperrt und ausserdem, falls der Motor läuft, wird Begrenzung «A» (Drehzahlbegrenzung) ausgeführt. Falls der Motor ausgeschaltet ist, wird Begrenzung «C» (bedingtes Starten) ausgeführt.

Störung an den Tasten Schaltung oder Mode (Elektrische Störung ). Das Getriebe stellt sich auf den Modus Automatisch Touring.

Störung Geschwindigkeitssensor geführte Riemenscheibe (Elektrische Störung oder Motor gestartet, jedoch kein Signal) Der Ausgleich Riemenverschleiss wird nicht ausgeführt. Bei einer gleichzeitigen Störung des Fahrzeug-Geschwindigkeitssensors blockiert sich das Getriebe auf der letzten bekannten Position bis Schlüssel auf Off. Störung Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor (Elektrische Störung oder Motor auf Eingreif-Drehzahl aber kein Signal) Das Getriebe stellt sich auf den Modus Automatisch Rain. Die Fahrzeuggeschwindigkeit wird von der Steuerelektronik über den Geschwindigkeitssensor der geführten Riemenscheibe geschätzt. Bei einer gleichzeitigen Störung des Geschwindigkeitssensors der geführten Riemenscheibe blockiert sich das Getriebe auf der letzten bekannten Position bis Schlüssel auf Off. Störung CAN-Linie am Knoten Digitek (Bus off, Knoten stumm, Knoten e-cvt ausgefallen, Fehler Zähler e-cvt). Das Getriebe stellt sich auf den Modus Automatisch Rain.

Störung CAN-Linie am Knoten Marelli

190

191

B4 Stufenlose Antriebe

MM EFZ

MM EFZ

B4 Stufenlose Antriebe

35 BERECHNUNGEN Der Variomat hat ein veränderliches Primärübersetzungsverhältnis am Riementrieb und ein festes Übersetzungsverhältnis im Reduktions- oder Zwischengetriebe. Die Motordrehzahl wird kleiner und das Motordrehmoment entsprechend grösser bei einem Übersetzungsverhältnis, das grösser ist als 1. Bei einem Übersetzungsverhältnis, das kleiner ist als 1, wird die Motordrehzahl grösser und das Motordrehmoment entsprechend kleiner.

Aus der Hinterraddrehzahl und der Hinterradgrösse kann die Fahrgeschwindigkeit bestimmt werden.

Das Übersetzungsverhältnis i sagt, wie oft sich der Treiber dreht auf eine Umdrehung des getriebenen. Es bezieht sich auf die Drehzahl (Geschwindugkeit) und nicht auf die Kraft. Je kleiner diese Zahl ist, desto schneller dreht sich das Rad, desto schneller fahren wir. Kleine Tahl bedeutet grosser Gang oder hohe Übersetzung.

192

193

B4 Stufenlose Antriebe

MM EFZ

35.1 Grundlagen

MM EFZ

B4 Stufenlose Antriebe

35.2 Beispiel 1 Ein Variomat hat eine Übersetzung von 3.0 bis 0.9 und im Reduktionsgetriebe zwei Zahnradpaare (17/44 und 16/55).

Berechnen Sie die Übersetzung des Reduktionsgetriebes, die grösste und die kleinste Gesamtübersetzung und die Fahrgeschwindigkeit mit einem Reifen 140/70 - 12.

2,0

194

195

B4 Stufenlose Antriebe

MM EFZ

36 PIAGGIO MP3 HYBRID 9. Berechnen Sie die Fahrgeschwindigkeit bei einer Motordrehzahl von 4‘000 min-1 10. Berechnen Sie die theoretisch mögliche Höchstgeschwindigkeit 11. Berechnen Sie die Motordrehzahl bei 80 km/h 12. Berechnen Sie das Gesamtübersetzungsverhältnis bei 50 km/h 13. Berechnen Sie die Antriebskraft beim höchsten Drehmoment 14. Berechnen Sie die maximale Beschleunigung des Rollers in der Ebene

MM EFZ

B4 Stufenlose Antriebe

PIAGGIO präsentiert mit dem MP3 Hybrid 125 den weltweit ersten HYBRID Roller, der die Mobilität besonders in den Großstädten revolutioniert.

Das hochmoderne Konzept verbindet dabei die Vorteile eines schadstoffarmen Verbrennungsmotor mit denen des emissionsfreien Elektroantriebs.

Exklusive Technologien reduzieren die Verbrauchswerte und CO2-Emissionen des MP3 Hybrid um mehr als 50%. Darüber hinaus bietet der Roller in Sachen Technik, Sicherheit und Fahrvergnügen jene Qualitäten, die das innovative MP3-Konzept mit seiner exklusiven Vorderradaufhängung so erfolgreich gemacht haben.

36.1 Technische Daten

Verbrennungsmotor 124 cm3 (Bohrung x Hub - 57 mm x 48.6 mm), elektronische Einspritzung Kühlung Flüssigkeit Hybrid Leistung 11,0 kW bei 8.500 U/min Hybrid Drehmoment 16,0 Nm bei 3.000 U/min Elektromotor Bürstenloser Elektromotor mit Permanentmagnet Ladestrom Drei-Phasen Wechselstrom Elektrische Motorsteuerung Digital gesteuerter DC-AC Wandler Kühlung Elektromotor Luft Elektromotor Leistung 2,6 kW (3,5 PS) Elektromotor Drehmoment 15 Nm Betriebsmodi 4 (2 Hybrid, 2 Elektro – inklusive Rückwärtsgang) Aufladung der Hybridbatterie beim Bremsen, im Schiebebetrieb sowie an der Steckdose mittels integrierter Ladeeinrichtung Batterie LithiumIonen Getriebe Automatische Fliehkraftkupplung Motorsteuerung Elektronisches Antriebs-Management (Ride-by-Wire), Kraftstoffeinspritzung mit geschlossenem Kraftstoffkreislauf Rahmen Doppelschleifen-Stahlrohrrahmen Bremsen vorne 2 Scheiben (1 je Rad), 240 mm Bremse hinten Scheibe, 240 mm Felgen vorne 12 x 3,00 Felge hinten 14 x 3,75 Bereifung vorne 120/70-12 Bereifung hinten 140/60-14 Maße (L/B/H) in mm (Sitzhöhe) 2140 / 760 / 1490 (780 mm) Tankinhalt 12 Liter (inklusive 1,8 Liter Reserve) Kraftstoffart Super Bleifrei Abgasnorm Euro 3 Verbrauch/Reichweite (2/3 Hybrid-Modus, 1/3 E-Modus) 60 km pro Liter CO2-Emission (2/3 Hybrid-Modus, 1/3 E-Modus) 40 g/km

196

197

B4 Stufenlose Antriebe

MM EFZ

36.2 Berechnungen

MM EFZ

B4 Stufenlose Antriebe

37 BMW C 650 1. Berechnen Sie die Fahrgeschwindigkeit bei einer Motordrehzahl von 4‘000 min-1 2. Berechnen Sie die theoretisch mögliche Höchstgeschwindigkeit 3. Berechnen Sie die Motordrehzahl bei 80 km/h 4. Berechnen Sie das Gesamtübersetzungsverhältnis bei 50 km/h 5. Berechnen Sie die Antriebskraft beim höchsten Drehmoment 6. Berechnen Sie die maximale Beschleunigung des Rollers in der Ebene

37.1 Technische Daten getriebener Variator

schrägverzahntes 3-Wellen-Getriebe i = 2,72

i = 2,41 – 1,0 treibender Variator

Sekundärantrieb i = 1,687 Abtriebswelle Antriebswelle Untersetzungsgetriebe

Zahnkette vom Mittelabtrieb Kurbelwelle i = 1,06

198

199

B4 Stufenlose Antriebe

MM EFZ

37.2 Berechnungen

MM EFZ

B4 Stufenlose Antriebe

38 BMW C EVOLUTION Mit 11kW Dauerleistung und 35kW Spitzenleistung ist der «C evolution» kräftig motorisiert und bietet ein hohes Mass an Fahrspass. Die Höchstgeschwindigkeit ist elektronisch auf 120 km/h limitiert.

Autobahnfahrten und Überholmanöver -auch mit Sozius- absolviert er souverän.

Selbst Anfahrmöglichkeiten zu zweit an steilen Steigungen meistert er mühelos. In puncto Beschleunigung von 0 bis 60km/h kann er problemlos mit heutigen Maxi-Scooter mit 600cm3 Hubraum oder mehr mithalten.

Mit 8 kWh ist die Speicherkapazität der Batterie sehr grosszügig bemessen und sorgt für eine Reichweite von bis zu 100 Kilometern.

Damit ist praxisgerechtes, emissionsfreies Fahren in der Grossstadt und im Umfeld problemlos möglich.

200

201

B4 Stufenlose Antriebe

MM EFZ

38.1 Technische Daten

202

MM EFZ

B4 Stufenlose Antriebe

38.2 Berechnungen

203

B4 Stufenlose Antriebe

204

MM EFZ

MM EFZ

C3 Abgastechnik

Motorradmechaniker /-in EFZ MT Motorradtechnik C3 Abgastechnik

205

C3 Abgastechnik

MM EFZ

MM EFZ

INHALT 39 Bildungsplan 209 40 Verbrennung 210 41 Verbrennungsvorgang 210 41.1 Vollständige Verbrennung 210 41.2 Motorische Verbrennung 211 41.2.1 Unvollkommene Verbrennung 211 42 Abgaskomponenten 212 42.1 Wasser H2O 212 42.2 Kohlenmonoxid CO in Volumen % 212 42.3 Kohlendioxid CO2 in Volumen % 212 42.4 Kohlenwasserstoffe HC in ppm 212 42.5 Stickoxide NOx in ppm 212 42.5.1 Ozon O3 212 43 Luftzahl Lambda λ 213 43.1 Gemisch und Betriebszustand 213 43.2 Motorleistung und Verbrauch 214 43.3 Mischungsverhältnisse 215 43.4 Betriebszustände und Gemischzusammensetzung 215 43.5 Auswirkungen auf den Motorbetrieb 215 43.6 Gemisch und Betriebszustand 216 43.6.1 Kaltstart 216 43.6.2 Leerlauf 216 43.6.3 Teillast 216 43.6.4 Volllast 216 43.6.5 Beschleunigung 216 43.6.6 Schiebebetrieb 216 44 Begriffe 217 44.1 Klopfen / Klingeln 217 44.2 Oktanzahl 217 44.3 Zündwilligkeit 217 45 Sekundärluftsystem 218 45.1 Aufgaben 218 45.2 Arten 218 45.3 Aufbau und Wirkungsweise 218 45.3.1 Passive Systeme 218 45.3.2 Puls air prüfen 219 45.3.3 Aktive Systeme 219 45.3.3.1 Beschleunigte Katalysator-Erwärmung 219 45.3.3.2 Wartungshinweise 219 45.3.3.3 Prüfung der Sekundärlufteinblasung 219 46 Katalysator 220 46.1 Aufgaben 220 46.2 Aufbau 220 46.2.1 Keramik Katalysator 220 46.2.2 Metall Katalysator 220 46.2.3 Oxidations Katalysator 220 46.3 Wirkungsweise 221 46.3.1 Chemische Vorgänge im Katalysator 221 47 Lambdasonde 222

206

C3 Abgastechnik

Reserve Praxiswissen mit der Theorie verlinken.

Erfahrungen aus der Werkstatt und den ÜK vergleichen mit theoretischem Wissen.

Auftrag Lesen Sie den Auftrag.

Führen Sie nur die geforderten Arbeiten aus.

FA 275 - 277 FA 339 - 351 FM 89 - 91 SVBA 169, 170, 179, 180, 185

Shell Broschüre

C3 Abgastechnik

Hinweis Hier finden Sie Zusatzinformationenen, Lernhilfen etc.

MM EFZ

47.1 Aufgaben 47.2 Aufbau 47.2.1 Sprungsonde 47.2.2 Breitbandsonde 47.3 Wirkungsweise 47.3.1 Sprungsonde 47.3.2 Breitbandsonde (LAF Sensor) 48 Motorgehäuse Entlüftung 48.1 Aufgaben 48.2 Aufbau 48.2.1 Rückführung nach der Drosselklappe 48.2.2 Rückführung zwischen Luftfilter und DK 48.2.3 Rückführung vor den Luftfilter 48.2.4 Kurbelgehäuseentlüftung bei Fremdaufladung 48.2.5 Zusatzsysteme 48.2.6 Ölabscheider für die Kurbelgehäuseentlüftung 48.3 Funktion 49 Tankentlüftung 49.1 Aufgaben 49.2 Aufbau 49.2.1 Herkömmliche Entlüftung 49.2.2 Entlüftung mit Aktivkohlebehälter 50 Abgasrückführung (AGR, EGR) 51 Repetitionsfragen

MM EFZ

222 222 222 223 223 223 224 227 227 227 227 227 227 228 228 228 228 229 229 229 229 229 230 231

C3 Abgastechnik

39 BILDUNGSPLAN Den Verbrennungsvorgang und die Voraussetzungen für eine vollständige sowie eine motorische Verbrennung erklären.

Abgaskomponenten und deren Auswirkung auf die Mitwelt aufzählen.

Die Luftzahl und deren Einfluss auf die Abgasemission, die Motorleistung und den spezifischen Verbrauch anhand einer Grafik erklären.

Die Begriffe klopfende Verbrennung, Oktanzahl, Verdichtungsverhältnis und Zündwilligkeit sowie deren Auswirkungen auf die Verbrennung erklären.

Aufgaben, Aufbau und Wirkungsweise des Sekundärluftsystems erklären.

Aufgaben, Aufbau und Wirkungsweise des Katalysators erklären.

Aufgaben, Aufbau und Wirkungsweise der Lambdasonde erklären.

Aufgaben und Aufbau der Motorgehäuse-Entlüftung und der Tankentlüftung beschreiben.

Merke Informationen, die Sie immer wieder brauchen, werden hier hervorgehoben.

Idealerweise speichern Sie diese im Kopf ab.

209

C3 Abgastechnik

Lesen Sie das Manuskript und das Fachbuch.

Bearbeiten Sie die Texte und Bilder gemäss eigener Vorstellung und bearbeiten Sie alle Aufträge.

Beantworten Sie die Repetitionsfragen mit ihrem erworbenen Wissen. Kontrollieren Sie ihre Antworten mit Hilfe der Unterlagen.

Zeitrahmen: 15 LE Datum EK: ___________

Vollständige und motorische Verbrennung kennt ein MM auswendig in Worten und chemischen Symbolen.

210

MM EFZ

MM EFZ

C3 Abgastechnik

40 VERBRENNUNG

41.2 Motorische Verbrennung

Eine Verbrennung ist ein chemischer Vorgang (Oxidation), bei dem gasförmige Verbrennungsprodukte und Russ (Asche) als Rückstände übrig bleiben. Durch die Verbrennung wird aus chemischer Energie durch Wärme und Druck mechanische Energie erzeugt und dabei wird eine grosse Menge Wärmeenergie freigesetzt. Zu jeder Verbrennung wird ein Brennstoff, Sauerstoff und eine Zündenergie benötigt.

Für den chemischen Prozess der Verbrennung steht im Zylinder des Verbrennungsmotors nur eine Zeit von ≈1/1000 s zur Verfügung. Diese kurze Reaktionszeit sowie hohe Drücke und Temperatur sind die Ursache, dass die Kohlenwasserstoffe nur unvollständig verbrennen und sich der in der Ansaugluft enthaltene Stickstoff mit dem Sauerstoff verbindet. Somit befinden sich in den Abgasen neben Kohlendioxid und Wasserdampf auch noch Stickoxide NO, N2O und NO2 (NOx), unverbrannte Kohlenwasserstoffe HC, teiloxidierte Kohlenwasserstoffe HCO und Kohlenmonoxid CO.

41 VERBRENNUNGSVORGANG Bei einer Verbrennung verbindet sich ein Brennstoff mit der Luft und gibt Wärmeenergie ab. Das ist eine schnell ablaufende Oxidation, ein exothermer chemischer Vorgang. Der Brennstoff ist meistens eine Kohlenwasserstoff Verbindung (HC oder CH) und in der Luft sind 21 % Sauerstoff (wenige andere Stoffe wie Schwefel S können die Oxidation auch ermöglichen).

In einem ersten Schritt werden die HC Verbindungen aufgespalten und im zweiten Schritt verbinden sich H und O zu H2O sowie C und O zu CO2. Beide Schritte sind exotherm, es wird viel Wärme frei.

Im Motor steigert diese Wärme den Kompressinosdruck um das 2 bis 3 fache und presst den Kolben gegen UT. Dieser dreht über die Pleuelstange die Kurbelwelle und erzeugt so ein Drehmoment.

41.1 Vollständige Verbrennung Wenn bei einer Verbrennung genügend Sauerstoff zur Verfügung steht, und die Verbrennungszeit unbegrenzt wäre, könnten alle Treibstoff-Bestandteile oxidieren. Eine vollkommene Verbrennung ist dann erreicht, wenn die Abgase keine brennbaren Bestandteile mehr enthalten.

Dies geschieht in der Praxis jedoch selten.

Kohlenstoff + Sauerstoff

C + O2

= Kohlendioxid + Wärmeenergie = CO2 + Wärmeenergie

Wasserstoff + Sauerstoff

2H2 + O2

= Wasser + Wärmeenergie = 2H2O + Wärmeenergie

41.2.1 Unvollkommene Verbrennung Wenn es bei einer Verbrennung an Sauerstoff mangelt, oder wenn ein Sauerstoffüberfluss herrscht, dann ist die Verbrennung unvollständig.

In Motoren ist die Verbrennung unvollständig, weil nicht genügend Zeit zur Verfügung steht, es können nicht alle Treibstoffbestandteile oxidiert werden und es entstehen unerwünschte Verbrennungsprodukte.

Kohlenstoff + Sauerstoff = Kohlenmonoxid

C + O = CO + Wärmeenergie Stickstoff + Sauerstoff = Stickoxid N2 + O2 = NOx + Wärmeenergie

Einlass

Auslass

Ergänzen Sie die Tabellen mit Namen und chemischen Symbolen.

211

C3 Abgastechnik

Abgaskomponenten kennt ein MM auswendig in Worten und chemischen Symbolen.

MM EFZ

MM EFZ

42 ABGASKOMPONENTEN

43 LUFTZAHL LAMBDA λ

42.1 Wasser H2O

43.1 Gemisch und Betriebszustand

Ein grosser Teil der Abgase besteht aus unschädlichem Wasserdampf.

Bei kalten Motoren sieht man das kondensierende Wasser als weissen Dampf dem Auspuff entströmen.

Das Massenverhältnis von zugeführter Luftmenge in kg zum theoretischen Bedarf in kg nennt man Luftverhältnis. Das Treibstoff-Luft-Gemisch kann nur in einem bestimmten Mischungsverhältnis einwandfrei verbrennen, ausserhalb entstehen Schadstoffe.

42.2 Kohlenmonoxid CO in Volumen % Kohlenmonoxid ist ein geruchloses, schnell wirkendes Giftgas, welches sich im Blut mit dem Blutfarbstoff Hämoglobin verbindet und damit die Versorgung mit Sauerstoff beeinträchtigt. Bereits 0.3 % Kohlenmonoxid in der Atemluft können tödlich wirken. Kohlenmonoxid entsteht bei unvollständiger Verbrennung unter Sauerstoffmangel. Es verwandelt sich in wenigen Stunden zu Kohlenstoffdioxid.

42.3 Kohlendioxid CO2 in Volumen %

C3 Abgastechnik

Ergänzen Sie die Tabellen und die Grafik.

Welche Aussage macht das Luftverhältnis λ (Lambda)?

Machen Sie ein Beispiel vom Luftverhältnis λ bei Luftmangel (fett), notieren Sie das Verhalten der Schadstoffe in diesem Betriebszustand.

Farbloses, ungiftiges Gas. Es entsteht bei jeder Verbrennung. Es begünstigt den Treibhauseffekt: durch die verminderte Rückstrahlung der Sonnenenergie (Wärme) steigt die mittlere Erdtemperatur.

42.4 Kohlenwasserstoffe HC in ppm Bei der motorischen Verbrennung werden nicht alle Benzinmoleküle verbrannt. Die zurückbleibenden unverbrannten Benzinteile sind teilweise stark krebserregend. Unverbrannte Kohlenwasserstoffe entstehen auch durch Verdampfung beim Tanken, im Benzintank usw. Sie verursachen den üblen Abgasgestank.

Machen Sie ein Beispiel vom Luftverhältnis λ bei Luftüberschuss (mager), und notieren Sie das Verhalten der Schadstoffe in diesem Betriebszustand.

42.5 Stickoxide NOx in ppm Heisst die Summe aller NO, N2O und NO2 Moleküle. Stickoxide sind farb- und geruchlose Gase mit stechend riechendem Charakter. Sie verursachen schon ab geringer Konzentration eine Reizung der Atemwege und sind verantwortlich für die Ozonbildung. Stickoxide sind unnatürlich entstehen bei hohen Verbrennungstemperaturen.

42.5.1 Ozon O3 Ozon bildet sich unter Einwirkung von Sonnenlicht aus Kohlenwasserstoffen, Kohlenmonoxid und Stickoxiden. In bodennahen Schichten wirkt es als Reizgas für die Atemwege.

212

Markieren Sie in der Schadstoffgrafik eines Motors ohne Katalysator den fetten Bereich rot und den mageren Bereich grün.

Beschriften Sie die Achsen.

213

C3 Abgastechnik

Ergänzen Sie die Grafik.

MM EFZ

43.2 Motorleistung und Verbrauch Zur Kennzeichnung dafür, wie weit das tatsächlich vorhandene Luft-Kraftstoff-Gemisch vom theoretisch notwendigen Massenverhältnis abweicht, kennen wir die Luftzahl λ (Lambda). Ein stöchiometrisches Verhältnis ist λ = 1, ein ideales Gemisch mit der theoretisch exakt notwendigen Anzahl C, H und O Molekülen.

MM EFZ

43.3 Mischungsverhältnisse Luftverhältnis, Stöchiometrisches Verhältnis: λ = 1 (Lambda) Volumenverhältnis: 1 l Benzin : 10‘000 l Luft Massenverhältnis: 1 kg Benzin : 14,7 kg Luft Luftverhältnis < 1 = Luftmangel = fettes Gemisch.

Luftverhältnis > 1 = Luftüberschuss = mageres Gemisch.

43.4 Betriebszustände und Gemischzusammensetzung

C3 Abgastechnik

Überlegen Sie sich, wie viele Liter Luft ihr eigenes Fahrzeug verbraucht, wenn Sie von Basel nach Paris und zurück fahren.

Messen Sie unser Schulzimmer aus und geben Sie das Resultat im Verhältnis zum Schulzimmer an.

Volllast: Vollgas, Höchstleistung, fettes Gemisch, λ = 0,9 Teillast: Gas zwischen offen und zu, geringer Verbrauch, mageres

Gemisch, λ = 1,05 Leerlauf: Gas zu, Verbrennungsdruck und Brenngeschwindigkeit

klein, Reibung (%) hoch, fettes Gemisch, λ = 0,95

43.5 Auswirkungen auf den Motorbetrieb

Luft - Benzingemisch

Auswirkung

6 ... 7 kg : 1 kg

Fehlzündungen durch zu fettes Gemisch

12 ... 13 kg : 1 kg

maximale Leistung

13 kg : 1 kg

Anreicherungsgrenze für Wirksamkeit des Katalysators

14.7 kg : 1 kg

stöchiometrisches Verhältnis

16 kg : 1 kg

Abmagerungsgrenze für Wirksamkeit des Katalysators

16 ... 18 kg : 1 kg

beste Wirtschaftlichkeit (Motoren ohne Kat)

18 ... 22 kg : 1 kg

Fehlzündungen durch zu mageres Gemisch

> 22 kg : 1 kg

Magermix-Motor (Direkteinspritzung)

Benennen Sie die Übergänge zwischen den Bereichen im Diagramm.

Bei stöchiometrischer Verbrennung entspricht die zugeführte Luftmasse dem tatsächlichen Luftbedarf. λ = 1 Bei 5...15% Luftmangel wird die grösste Leistung erreicht. λ = 0.95 – 0.85. Markieren Sie diesen Bereich rot.

Bei 10...20% Luftüberschuss wird der geringste Kraftstoffverbrauch erzielt. λ = 1.1 – 1.2. Markieren Sie diesen Bereich grün.

Um ein Kilogramm Kraftstoff ideal verbrennen zu können, benötigt man ca. 3,5 kg Sauerstoff. Da die Luft aus 21 Vol-% Sauerstoff und 78 Vol-% Stickstoff (1 Vol-% Edelgase inkl. 0,038 Vol-% CO2) besteht, sind für die Verbrennung von einem Kilogramm bleifreiem Kraftstoff 14,7 kg Luft (verbleit: 14,8 kg) nötig. (Stöchiometrisches Mischungsverhältnis = 14,7 kg Luft zu 1 kg Kraftstoff für Bleifrei, 14,8 kg Luft zu 1 kg Kraftstoff für Normalbenzin 91 ROZ und verbleites Superbenzin).

214

215

C3 Abgastechnik

Die Kenntnis der idealen Gemischzusammensetzung in den unterschiedlichen Betriebszuständen eines Motors sind die Voraussetzung für optimale Einstellung und Leistung des Motors..

MM EFZ

43.6 Gemisch und Betriebszustand Bei den verschiedenen Betriebszuständen kann der Kraftstoffbedarf stark vom theoretischen Bedarf abweichen. Bei Vergaser-Motoren wird mit komplizierten Zusatzsystemen versucht, diesem Umstand Rechnung zu tragen. Erst Motoren mit elektronisch geregelter Einspritzung können für die unterschiedlichen Betriebsbedingungen optimale Gemischzusammensetzungen bereitstellen. Dies ist zur katalytischen Abgasnachbehandlung (Schadstoffminderung) durch einen Dreiwegkatalysator unbedingt erforderlich.

43.6.1 K altstart Wegen der ungenügenden Vermischung des angesaugten Gemisches und der starken Wandbenetzung durch Kondensation an den kalten Ansaugkanälen benötigt der Motor ein fettes Gemisch.

43.6.2 Leerlauf Bei warmem Motor möglichst stöchiometrisches Mischungsverhältnis. Geringer Schadstoffausstoss!

43.6.3 Teillast Ein mageres Gemisch ermöglicht einen sparsamen Betrieb bei geringem Schadstoffausstoss.

43.6.4 Volllast Bei voll geöffneter Drosselklappe ist eine Anreicherung des Gemisches nötig, damit die grösstmögliche Leistung oder das grösstmögliche Drehmoment erzielt werden kann.

43.6.5 Beschleunigung Beim plötzlichen Aufreissen der Drosselklappe sinkt der Saugrohrdruck, der Kraftstoff schlägt sich an den Kanälen ab, das Gemisch wird mager, es entsteht ein Beschleunigungsloch. Das Gemisch muss fetter sein.

43.6.6 Schiebebetrieb

MM EFZ

44 BEGRIFFE 44.1 Klopfen / Klingeln

C3 Abgastechnik

Erklären Sie diese Begriffe einem anderen Lernenden.

Klopfen entsteht, wenn sich im Zylinder die Verbrennung nicht regelmässig ausbreitet und ein Teil des Benzin/ Luft-Gemisches schlagartig verbrennt Ausglöst wird der Vorgang durch glimmende Russrückstände, zu kleine Oktanzahl des Benzins oder zu hohe Verdichtungstemperatur.

Wird ein Kraftstoff - Luftgemisch erwärmt, so entzündet sich dieses bei einer Temperatur von 520°C bis 550°C selber.

Entzündet sich im laufenden Motor das Gemisch selbst, so entsteht ein klopfendes Geräusch. Steiler Druckanstieg, gefolgt von Schwingungen im Druckverlauf zeigt die klopfende Verbrennung an.

Gleichzeitig tritt eine starke Temperaturerhöhung ein. Je nach Stärke nimmt man diese Druckschwingungen als feines klingeln bis hartes Klopfen wahr.

Hält die klopfende Verbrennung längere Zeit an, so können mechanische oder thermische Schäden am Triebwerk entstehen. Zur Erhöhung der Klopffestigkeit werden den Kraftstoffen Zusätze beigemischt

44.2 Oktanzahl Die Klopffestigkeit, der Widerstand gegen klopfende Verbrennung, wird mit der Oktanzahl beschrieben. Die Oktanzahl ist das Mass für den Widerstand des Benzins gegen Selbstzündung. Je höher die Zahl, desto widerstandsfähiger ist der Treibstoff.

Je höher das Verdichtungsverhältnis eines Motors, desto höher muss die Oktanzahl des Benzins sein. Die Klopffestigkeit des Benzins wird durch spezielle Herstellverfahren sowie durch Zusetzen von Alkohol und ringförmigen Kohlenwasserstoffen verbessert.

44.3 Zündwilligkeit Im Schiebebetrieb muss der Motor keine Leistung abgeben. Die Zufuhr von Kraftstoff wird über ca. 2‘000 min-1 unterbrochen.

216

Der Dieselmotor ist ein Selbstzünder. Es wird reine Luft angesaugt und verdichtet. Diese erwärmt sich sehr stark. Kurz vor OT wird der Diesel in die verdichtete Luft eingespritzt und entzündet sich.

Dieseltreibstoff muss sich sehr gut selber entzünden. Die Cetanzahl ist ein mass für die Zündwilligkeit des Dieseltreibstoffes. Je höher die Zahl, desto zündwilliger ist der Treibstoff.

Lesen Sie die Shell Broschüre S. 5 bis 17 und diskutieren Sie die Grafik S.9 zu zweit. Notieren Sie ihre Schlussfolgerungen zur Grafik.

217

C3 Abgastechnik

MM EFZ

45 SEKUNDÄRLUFTSYSTEM

45.3.2 Puls air prüfen

SLS, SAS, pair oder puls air führen Luft in den Auspuff, damit die Schadstoffe oxidiert (nachverbrannt) werden können. Diese Massnahme drängt sich auf bei fettem Gemisch und begünstigt die Aufwärmphase des Katalysators. In Motorrädern werden aus Gewichtsgründen und wegen der Emmissionsvorschriften weitgehend passive Systeme druckbetätigt oder mit Magnetventilen für die Luftsteuerung eingesetzt.

Um das Ergebnis der CO-Einstellung nicht zu verfälschen durch die Sekundärluft muss das SLS deaktiviert werden, die Schlauchverbindung verschliessen (kein Papier oder Lappen verwenden!).

Nach Beendigung der CO-Einstellung den Verschluss wieder entfernen! Wenn nicht, wird nicht zwingend der Motorlauf beeinträchtigt, aber die Zuleitungen des SLS können überhitzen und die Abgasemissionen sind höher.

Prüfen gemäss Herstellervorschrift!

45.1 Aufgaben CO und HC Reduktion während der Motoranwärmphase CO und HC Reduktion im Teil- und Volllastbetrieb Schnelleres Erreichen der Katalysator-Betriebstemperatur

45.2 Arten Erklären Sie Aufgabe, Aufbau und Funktion einem anderen Lernenden.

Pumpe mit Elektroantrieb (aktives System) Pulsair-Ventil (passives System)

45.3 Aufbau und Wirkungsweise 45.3.1 Passive Systeme Aussenluft vom Luftfilter, Kurbelgehäuse oder einem zusätzlichen Luftfilter wird über ein Membran- oder Elektromagnetventil den Abgasen im Ansaugkrümmer beigemischt. Dadurch werden bei höheren Temperaturen HC und CO nachoxidiert und der Katalysator erwärmt sich schneller.

Bei 4-Taktmotoren ist das SAS-Ventil mit einer cut-off Funktion ausgestattet um ein zu starkes Abmagern des Gemisches und damit Fehlzündungen (backfiring) sowie Katalysatorschäden zu vermeiden.

Dies wird durch eine Schlauchverbindung (Unterdruck) zwischen Ansaugrohr und SAS-Ventil erreicht. Dadurch wird das SAS-Ventil im Schubbetrieb geschlossen und verhindert somit das Einströmen von Zusatzluft (Sekundärluft).

218

MM EFZ

C3 Abgastechnik

45.3.3 Aktive Systeme Luftpumpe fördert Luft mit kleinem Überdruck über Rückschlagventile in den Auspuffkollektor. CO- und HC-Verbindungen aus den Abgasen reagieren bei Temperaturen > 600°C mit dem eingeblasenen Sauerstoff und verbrennen zu CO2 und H2O. Im Teil- und Volllastbereich sowie speziell in der Anwärmphase wird die Luftpumpe wirksam und ermöglicht eine Nachverbrennung.

45.3.3.1 Beschleunigte K atalysator-Erwärmung Einschaltdauer ca. 1 Min. Fettes Gemisch hat viel CO und HC Zündung auf sehr spät bewirkt hohe Abgastemperatur >600°C

45.3.3.2 Wartungshinweise

Piaggio: Sekundärluft aus Kurbelgehäuse

In der Regel sind im Minimum folgende Kriterien zu überprüfen: Pumpenförderleistung Arbeitsweise der Rückschlagventile Ev. Arbeitsweise des Luftsteuerventils

45.3.3.3 Prüfung der Sekundärlufteinblasung Durchfluss Kombiventil Durchfluss Sekundärluftpumpe Elektrische Funktion des Umschaltventils Elektrische Funktion des Relais für die Sekundärluftpumpe

Aprilia: Sekundärluft aus Zusatzairbox

219

C3 Abgastechnik

Erklären Sie Aufgabe, Aufbau und Funktion einem anderen Lernenden.

MM EFZ

46 KATALYSATOR

MM EFZ

C3 Abgastechnik

beim 2 Takt Motor ist wesentlich geringer als beim 4 Takt Motor.

Der Katalysator ist ein Stoff, der durch seine Anwesenheit bei einer chemischen Reaktion die Aktivierungsenergie reduziert und somit den Vorgang erleichtert, ohne sich selber zu Verändern. In Fahrzeugkatalysatoren ermöglichen Platin, Palladium (oxidativ) und Rhodium (reduktiv) ab 250 °C (Ansprechtemperatur) eine Reduktion der Abgase CO, HC und NOx. Voraussetzungen sind ein stöchiometrisches Gemisch und eine Lambdaregelung.

Im Motorrad werden ungeregelte, geregelte (3 Wege oder G - Kat.) und Oxidationskatalysatoren (2 Takt) verwendet. Der Katalysator ist kein Filter!

46.1 Aufgaben Giftige und schädliche Abgase aus der motorischen Verbrennung in ungiftige oder weniger schädliche Gas umwandeln.

46.2 Aufbau 46.2.1 Keramik K atalysator Der Fahrzeugkatalysator besteht aus mehreren Komponenten. Als Träger dient ein temperaturstabiler Wabenkörper aus Keramik(Cordierit oder Metallfolien), der sehr viele dünnwandiger Kanäle aufweist. Auf dem Träger befindet sich der Washcoat, poröses Aluminiumoxid (Al2O3) und Sauerstoffspeicherkomponenten zur Vergrösserung der Oberfläche. Durch die hohe Rauheit wird eine grosse Oberfläche von bis zu mehreren hundert Quadratmetern pro Gramm realisiert (1 dm3 hat die Fläche von 3 Fussballfeldern). Im Washcoat sind die katalytisch aktiven Edelmetalle Platin, Rhodium und Palladium eingelagert (ca. 2 g pro dm3). Der keramische Träger ist in Lagermatten aus Hochtemperaturwolle oder in Kombination mit Drahtgestricken in einem metallischen Gehäuse, dem Canning, gelagert.

46.3 Wirkungsweise Die bei der Verbrennung entstandenen Gift- und Schadstoffe werden durch das Auspuffrohr zum Katalysator geleitet. Dort werden bei Betriebstemperatur (500 °C) und guten Bedingungen (stöchiometrisches Gemisch, Lambda Regelung) 95 % der Giftstoffe umgewandelt in ungiftige. Nachteilig dabei ist, dass der CO2 Gehalt steigt und durch Abrieb 10 - 100 ng Platin und 150 - 400 ng Palladium pro km ausgestossen werden. Die Auswirkungen sind momentan nicht bekannt.

Von den Lagermatten lösen sich auch Keramikfasern, welche ähnliche Wirkung wie Asbestfasern (hochkanzerogen) aufweisen.

Titan Katalysator

46.2.2 Metall K atalysator Spezielle Matten oder ein zusätzliches Metallgehäuse sind bei den Metall-Katalysatoren nicht notwendig. Das Canning ist fest im Abgasstrang des Fahrzeuges verbaut und besitzt zum Teil weitere Anschlussmöglichkeiten für Lambdasonden oder Thermoelemente. Es gibt auch Metall-Katalysatoren mit integrierten Lambdasonden.

46.3.1 Chemische Vorgänge im K atalysator Reduktion NOx + CO

N2 + CO2 (Rh)

Oxidation

CO + O2 CO2

(Pt, Pa)

Oxidation

HC + O2 H2O + CO2

(Pt, Pa)

46.2.3 Oxidations K atalysator In 2 Takt Motoren sind wegen des offenen Gaswechsels und der Verlustschmierung die HC Emissionen sehr hoch und durch die kurze Brenndauer entstehen auch beträchtliche CO Emissionen. Verwendet werden Metall- wie auch Keramik Katalysatoren. Die Wirksamkeit des Katalysators

220

Unter normalen Betriebsbedingungen reduziert ein G - Kat 95% der giftigen Abgase. Das heisst, 20 Fahrzeuge mit Kat produzieren gleich viel Gift wie 1 Fahrzeug ohne Kazalysator.

221

C3 Abgastechnik

Präsentation λ - Sonden Erklären Sie Aufgabe, Aufbau und Funktion einem anderen Lernenden.

MM EFZ

47 LAMBDASONDE

47.2.2 Breitbandsonde

Die Lambdasonde (λ - Sonde) misst den Restsauerstoffgehalt in den Abgasen und gibt je nach Konzentration eine hohe (1 V, fett, wenig O2) oder eine geringe (0 V, mager, viel O2) Spannung ab. Dieses Signal benutzt das Einspritzsteuergerät, um das Gemisch im stöchiometrischen Bereich zu halten. Die λ - Sonde arbeitet ab 300 °C und ist deshalb oft beheizt. Im Motorrad werden Sprung- und Breitbandsonden verwendet.

Die Breitbandlambdasonde, Planarsonde oder LAF Sensor ist für Lambdawerte von 0,8 und höher ausgelegt. Der Aufbau ist deutlich komplexer. Sie ist in Planartechnik aus mehreren Schichten aufgebaut und hat eine integrierte Heizung (schwarz). Für das Messprinzip sind die Pumpzelle (rosa) zwischen Abgas und Messspalt/ Messgas, der Diffusionskanal (blau) führt durch die Pumpzelle zwischen Abgas und Messgas und die Nernstzelle (grün) zwischen Messgas und Referenzgas (Luft) entscheidend:

47.1 Aufgaben Abgaszusammensetzung messen und dadurch eine optimale Verbrennung ermöglichen. Bei OBD Systemen zusätzlich Bauteile überwachen.

47.2 Aufbau 47.2.1 Sprungsonde Die Lambda-Sonde besteht aus einer porösen Keramikmasse, die von einem Metallschutzrohr umgeben ist. Sie arbeitet nach dem Prinzip der galvanischen Sauerstoffkonzentrationszelle mit Festelektrolyt.

Der gasundurchlässige Festelektrolyt trägt zwei gasundurchlässige Elektroden. Wird eine Elektrode höherer Sauerstoffkonzentration ausgesetzt als die andere, entsteht zwischen den Elektroden eine Spannung.

Bei der Lambda-Sonde steht die äussere Elektrode mit der Abgasseite, die innere mit der Aussenluft in Verbindung.

1 Sondenkeramik 5 Sondenspannung (0-1V) 2 Innenelektrode 6 Keramische Schutzschicht (porös) 3 Aussenelektrode 7 Abgasrohr 4 Gehäuse

222

MM EFZ

C3 Abgastechnik

47.3 Wirkungsweise 47.3.1 Sprungsonde In der Sonde entsteht ein Spannungssprung beim Übergang von fettem Gemisch (λ < 1) zu magerem Gemisch (λ > 1). Die Sondenspannung an den beiden Elektroden ist umso höher, je grösser der Mengenunterschied an Sauerstoff Ionen zwischen beiden Grenzzonen ist. Über die Sondenspannung kann deshalb auf den Sauerstoffanteil im Abgas geschlossen werden: Elektrisch gesehen ist die Sonde eine Spannungsquelle mit lnnenwiderstand. Die Sondenspannung ändert sich mit dem Lambda-Verhältnis, der lnnenwiderstand mit der Temperatur.

Sondenspannung in Abhängigkeit vom Luft-Kraftstoffgemisch: Sondenspannung ca. 800 mV = fettes Gemisch (λ < 1) Sondenspannung ca. 20 mV = mageres Gemisch (λ > 1)

223

C3 Abgastechnik

MM EFZ

MM EFZ

C3 Abgastechnik

47.3.2â&#x20AC;&#x201A; Breitbandsonde (LAF Sensor)

224

225

C3 Abgastechnik

MM EFZ

MM EFZ

48 MOTORGEHÄUSE ENTLÜFTUNG Durch die Kolbenbewegungen entstehen im Motorgehäuse Druckschwankungen. Damit die Kolben nicht zu stark gebremst werden bei der Abwärtsbewegung sind die Gehäuse mit einer Entlüftung versehen.Aus dem Entlüftungssystems des Kurbelgehäuses dürfen keine gasförmigen Schadstoffe (Kohlenwasserstoffe) in die Atmosphäre gelangen. Die Dämpfe müssen zurückgeführt und im Motor verbrannt werden.

C3 Abgastechnik

Erklären Sie Aufgabe, Aufbau und Funktion einem anderen Lernenden.

48.1 Aufgaben Druckausgleich im Motorgehäuse ermöglichen, ohne dass flüssige (Ölnebel) und gasförmige Stoffe (HC) in die Umwelt gelangen: Rückführung von Benzinkondensat Rückführung von Kondenswasser Volumenausgleich bei unterschiedlichen Kolbenbewegungen Druckausgleich bei Dichtheitsverlust Abscheiden von Schmierölnebel (Oelverbrauch)

48.2 Aufbau 48.2.1 Rückführung nach der Drosselklappe Bei diesem System muss der Durchfluss reguliert werden.

Dies wird durch eine Drossel oder einen angepassten Abscheider erreicht. Durch die Rückführung in das Saugrohr kann dieses verschmutzen.

48.2.2 Rückführung zwischen Luftfilter und DK Bei diesem System ist der Luftfilter- und Drosselwiderstand vorhanden, es ist aber keine Durchflussregelung nötig. Durch die Rückführung vor die Drosselklappe kann diese stark verschmutzen.

48.2.3 Rückführung vor den Luftfilter Beim dritten System ist meist eine Luftklappe montiert, auch hier ist keine Durchflussregulierung notwendig. Durch die Rückführung in den Luftfilter kann den Filter verschmutzen.

226

227

C3 Abgastechnik

MM EFZ

48.2.4 Kurbelgehäuseentlüftung

MM EFZ

bei

Fremdaufladung

Für Motoren mit Fremdaufladung sind wegen des Überdruckes im Saugrohr bei der Rückführung nach der DK spezielle Einrichtungen für die Rückführung zu montieren. Eine Möglichkeit ist die Montage eines Rückschlagventils. Somit kann verhindert werden, dass Überdruck (Ladedruck) in das Kurbelgehäuse gelangt.

48.2.5 Zusatzsysteme

49 TANKENTLÜFTUNG 49.1 Aufgaben

C3 Abgastechnik

Erklären Sie Aufgabe, Aufbau und Funktion einem anderen Lernenden.

Die Tankentlüftung ist notwendig, damit das Benzin vom Tank zur Gemischaufbereitungsanlage nachfliessen kann. Ohne Belüftung entsteht ein Unterdruck im Tank der dies verhindern würde.

49.2 Aufbau Teilweise werden die Entlüftungs-Systeme mit elektrischer oder Wasserbeheizung ausgerüstet. Somit entsteht weniger Kondensat, eine bessere Verdampfung (HC) und weniger Probleme des Einfrierens (H2O).

48.2.6 Ölabscheider für die Kurbelgehäuseentlüftung Zyklon-Ölabscheider: Der aus dem Kurbelgehäuse angesaugte Ölnebel wird im Zyklon in eine Drallbewegung versetzt. Durch die Fliehkräfte setzt sich das schwerere Öl an den Wänden ab und tropft von dort in den Ölablauf, die leichteren Blow-by-Gase werden mittig aus dem Zyklon herausgesaugt. Von dort werden die gereinigten Blow-by-Gase der Ansauganlage zugeführt. Es können mehrere dieser Abscheider, je nach Grösse des Motors, montiert werden.

48.3 Funktion

49.2.1 Herkömmliche Entlüftung Bei Motorrädern wird die Tankentlüftung oft über Schläuche vom Tankdeckel oder Einfüllstutzen an einen geschützten Ort geführt.

49.2.2 Entlüftung mit Aktivkohlebehälter Aufwändigere Anlagen führen die HC Dämpfe zu einem Aktivkohlebehälter, der die Dämpfe sammelt und bei geeigneten Betriebsbedingungen ins Ansaugrohr leitet, damit sie im Motor verbrannt werden und nicht an die Umwelt gelangen.

Über den Entlüftungskanal (2) gelangt das Blow-by-Gas-Motorenöl-Gemisch zum Ölabscheider (8), in dem das Motoröl aus diesem Gemisch heraussepariert wird. Das abgeschiedene Motoröl fliesst über einen Ölablauf (9) in die Ölwanne zurück. Das gereinigte Blow-by-Gas gelangt durch die Druckregeleinrichtung (7) über einen Kanal zum Saugrohr (6) hindurch in das Reinluftrohr des Ansaugsystems.

228

229

C3 Abgastechnik

Piaggio

MM EFZ

MM EFZ

50 ABGASRÜCKFÜHRUNG (AGR, EGR)

51 REPETITIONSFRAGEN

Wenn wir die Zusammensetzung der Luft anschauen, so ist der Stickstoffanteil mit 78% beträchtlich. Trotz dieses hohen Anteils muss möglichst jedes Sauerstoffatom O2 ein Kohlenstoffatom C oder zwei Wasserstoffatome H2 finden. Bei Lambda 1 sind die Sauerstoffatome nicht genau abgezählt.

Bei einer mageren Verbrennung (Lambda > 1) ist zwar genug Sauerstoff vorhanden, aber der Zeitraum für die Vermischung und Verbrennung ist sehr gering. Wichtiger noch ist hier die höhere Verbrennungstemperatur, die das Entstehen von Stickoxiden begünstigt.

Die Abgasrückführung senkt den Anteil schädlicher Stickoxide im Abgas. Dem Motor wird nur ein Teil des anzusaugenden Frischgases geliefert. Man spricht deshalb von einer Kraftstoffersparnis wegen nicht geleisteter Ansaugarbeit. Trotzdem muss bei der Steuerung sehr darauf geachtet werden, dass sich der Wirkungsgrad nicht verschlechtert und die Anteile an Kohlenmonoxid (CO) und Kohlenwasserstoff (HC) sich nicht erhöhen.

Drehmoment und Leistung werden ohnehin nicht besser. Deshalb wird sie für jeden Betriebsbereich entsprechend geregelt und teilweise gekühlt. Bei noch nicht betriebswarmem Motor wird damit das Kühlmittel rascher erwärmt, wenn das System nicht in verschiedene Kreisläufe unterteilt ist.

7. Erklären Sie die Voraussetzungen und Vorgänge einer vollständigen Verbrennung

C3 Abgastechnik

Beantworten Sie die Repetitionsfragen mit ihrem erworbenen Wissen. Kontrollieren Sie die Antworten und ergänzen Sie diese in einer anderen Farbe.

8. Erklären Sie die Voraussetzungen und Vorgänge einer motorischen Verbrennung

9. Zählen Sie die Abgaskomponenten einer motorischen Verbrennung auf

Innere Abgasrückführung ist durch eine grössere Ventilüberschneidung möglich und kann bei Nockenwellenverstellung oder elektrisch - hydraulischer Ventilsteuerung verändert werden.

Suzuki

230

Die äussere Abgasrückführung verbindet Abgasund Ansaugtrakt durch eine Leitung. Dies kann entweder noch im Zylinderkopf auf sehr kurzem Weg oder aussen als Verbindung zwischen Abgas- und Ansaugrohr geschehen. Ein Abgasrückführungsventil in der Leitung steuert die Durchsatzrate. Ein Elektromagnet im Ventil erhält vom Steuergerät elektrische Signale, mit denen dieses die Druckdose steuert. Diese öffnet oder schliesst die Abgasrückführungsleitung. Bei Volllast und ähnlich luftärmeren Betriebsbereichen muss die Abgasrückführung abgeschaltet sein, weil es sonst nicht mehr genug Überschuss an Sauerstoff gäbe. Der Motor würde eher russen.

10. Zählen Sie die Auswirkungen auf die Mitwelt der Abgaskomponenten einer motorischen Verbrennung auf

11. Erklären Sie den Begriff Luftzahl

231

C3 Abgastechnik

MM EFZ

MM EFZ

C3 Abgastechnik

12. Erklären Sie den Einfluss der Luftzahl auf die Abgasemissionen

18. Erklären Sie die Auswirkungen unterschiedlicher Oktanzahlen auf die Verbrennung

13. Erklären Sie den Einfluss der Luftzahl auf die Motorleistung

19. Erklären Sie den Begriff Klopffestigkeit

14. Erklären Sie den Einfluss der Luftzahl auf den spezifischen Verbrauch

20. Erklären Sie den Begriff Verdichtungsverhältnis

15. Erklären Sie den Begriff klopfende Verbrennung

21. Erklären Sie die Auswirkungen unterschiedlicher Verdichtungsverhält- nisse auf die Verbrennung

16. Erklären Sie die Auswirkungen von Klopfen auf die Verbrennung

22. Erklären Sie den Begriff Zündwilligkeit

17. Erklären Sie den Begriff Oktanzahl

232

233

C3 Abgastechnik

MM EFZ

MM EFZ

23. Erklären Sie die Auswirkungen der Zündwilligkeit auf die Verbrennung

28. Erklären Sie den Aufbau des Katalysators

24. Erklären Sie die Aufgaben des Sekundärluftsystems

29. Erklären Sie die Wirkungsweise des Katalysators

C3 Abgastechnik

25. Erklären Sie den Aufbau des Sekundärluftsystems

30. Erklären Sie die Aufgaben der Lambdasonde

26. Erklären Sie die Wirkungsweise des Sekundärluftsystems

31. Erklären Sie den Aufbau der Lambdasonde

27. Erklären Sie die Aufgaben des Katalysators

32. Erklären Sie die Wirkungsweise der Lambdasonde

234

235

C3 Abgastechnik

MM EFZ

33. Erklären Sie die Aufgaben der Motorgehäuseentlüftung

34. Erklären Sie den Aufbau der Motorgehäuseentlüftung

35. Erklären Sie die Aufgaben der Tankentlüftung

36. Erklären Sie den Aufbau der Tankentlüftung

236

MM EFZ

C5 Gassteuerungen

Motorradmechaniker /-in EFZ MT Motorradtechnik C5 Gassteurungen

237

C5 Gassteuerungen

Hinweis Hier finden Sie Zusatzinformationenen, Lernhilfen etc.

Merke Informationen, die Sie immer wieder brauchen, werden hier hervorgehoben.

MM EFZ

MM EFZ

52 BILDUNGSPLAN

INHALT 52 Bildungsplan 53 Auspuffanlage 53.1 Aufgaben 53.2 Aufbau 53.3 Wirkungsweise 54 Schalldämpfung 54.1 Aufgaben 54.2 Aufbau 54.3 Wirkungsweise 54.3.1 4 Takt Motor 54.3.1.1 Absorption 54.3.1.2 Reflexion 54.3.1.3 Interferenz 54.3.1.4 Resonanz 54.3.2 2 Takt Motor 55 Frischgas Steuerungssysteme 55.1 4 Takt Motoren 55.1.1 Aufgaben 55.1.2 Aufbau und Wirkungsweise 55.1.2.1 Ram Air System 55.1.2.2 Saugrohraufladung 55.1.2.3 Variable Saugrohre 55.1.2.4 Turbolader 55.1.2.5 Mechanische Lader 55.2 2 Takt Motoren 55.2.1 Kolben-, Schlitzsteuerung 55.2.2 Drehschiebersteuerung 55.2.3 Membransteuerung 56 Abgas Steuerungssysteme 56.1 4 Takt Motoren 56.1.1 Aufgaben 56.1.2 Aufbau und Wirkunsweise 56.2 2 Takt Motoren 56.2.1 Aufgaben 56.2.2 Variable Auslass Steuerzeiten 56.2.3 Aufbau und Wirkungsweise 57 Repetitionsfragen

239 240 240 240 241 241 241 241 241 241 242 242 242 242 243 245 245 245 245 245 246 247 251 255 258 258 259 259 260 260 260 260 261 261 261 262 264

Aufgaben, Aufbau und Wirkungsweise der Auspuffanlage erklären.

Aufgaben, Aufbau und Wirkungsweise der Schalldämpfung erklären.

Aufgaben, Aufbau und Wirkungsweise von Frischgassteuerungssystemen erklären.

C5 Gassteuerungen

Reserve Praxiswissen mit der Theorie verlinken.

Erfahrungen aus der Werkstatt und den ÜK vergleichen mit theoretischem Wissen.

Auftrag Lesen Sie den Auftrag.

Führen Sie nur die geforderten Arbeiten aus.

FA 336 - 338 FA 361 - 362 FA 261 - 263 FM 123 - 126

Idealerweise speichern Sie diese im Kopf ab.

FM 119 - 122 RB SVBA

238

239

C5 Gassteuerungen

Lesen Sie das Manuskript und das Fachbuch.

Bearbeiten Sie die Texte und Bilder gemäss eigener Vorstellung und bearbeiten Sie alle Aufträge.

Beantworten Sie die Repetitionsfragen mit ihrem erworbenen Wissen. Kontrollieren Sie ihre Antworten mit Hilfe der Unterlagen.

MM EFZ

53 AUSPUFFANLAGE 53.1 Aufgaben Ableiten der Abgase Abgastemperatur senken Geräusche dämpfen Abgase entgiften (Katalysator und andere Systeme) Leistung und Drehmoment steigern (v.a. Zweitaktmotoren)

MM EFZ

C5 Gassteuerungen

53.3 Wirkungsweise Die 700 - 1'000 °C heissen, mit Schallgeschwindigkeit unter einem Druck von 5 bar aus dem Brennraum strömenden Abgase müssen abgekühlt, entspannt (Atmosphärendruck) und abgebremst werden. Der Katalysator mindert die Schadstoffe in den Abgasen durch Umwandlung.

Die Abgase werden durch ein Rohr- und Dämpfungssystem geleitet und reduzieren dadurch Druck, Strömungsgeschwindigkeit, Temperatur und Giftstoffe. Teilweise sind im Rohrsystem noch Regelklappen eingebaut, die das Drehmoment steigern und den Lärm reduzieren im Bereich der Messdrehzahlen.

53.2 Aufbau

54 SCHALLDÄMPFUNG

Zeitrahmen: 5 LE Datum EK: ___________

54.1 Aufgaben Schalldämpfer haben die Aufgabe, die Auspuffgeräusche auf den gesetzlich vorgeschrieben Wert zu reduzieren.

54.2 Aufbau

Der Auspuff besteht aus Flansch, Krümmer, Rohr, Katalysator, Abgasklappe, Endrohr und Schalldämpfer.

Schalldämpfer bestehen aus Absorptionskammern, Reflexionskammern oder einer Kombination beider Kammern hintereinander.

54.3 Wirkungsweise 54.3.1 4 Takt Motor

240

241

C5 Gassteuerungen

MM EFZ

MM EFZ

C5 Gassteuerungen

54.3.2 2 Takt Motor

54.3.1.1 Absorption

Der Vorschalldämpfer entstpannt die Abgase und hilft mit beim Spülen (Gaswechsel). Die Abgase verlassen den Brennraum sehr schnell und die austretenden Frischgase werden zurückgedrückt. Der Endschalldämpfer reduziert den Lärm.

Druckwellen verlaufen sich in den Hohlräumen Druck wird Wärme Löscht hohe Frequenzen

54.3.1.2 Reflexion Druckwellen werden umgelenkt Druck gleicht sich aus Löscht tiefe und mittlere Frequenzen

54.3.1.3 Interferenz Abgasstrom wird geteilt und zusammenfeführt Druckwellen überlagern sich

54.3.1.4 Resonanz Druck schwingt in Kammer hin und her Druckwellen überlagern sich

242

243

C5 Gassteuerungen

MM EFZ

Die Spülung des Zylinders ist ein Schwingungsvorgang zwischen Schalldämpfer und Luftfilter, welche genau aufeinander abgestimmt sind.

Veränderungen an diesen Teilen sind verboten. Die speziell gestaltete Auspuffanlage ist für hohe Leistung von grösster Bedeutung. Durch ausräumen abändern oder demontieren des Auspuffes geht ein grosser Teil der Leistung verloren (Rückwärtstuning). Leistungsbestimmend sind der Diffusor und der Gegenkonus

MM EFZ

C5 Gassteuerungen

55 FRISCHGAS STEUERUNGSSYSTEME 55.1 4 Takt Motoren Zum Ansaugsystem gehören Ansaugtrichter, Luftfilterkasten mit Luftfilter, Ansaugrohre und Drossleklappen.

Unterschieden werden Saug- und Drucksysteme (Turbo- oder mechanische Lader). Durch die Aufladung werden Druckdifferenz (Ansaugrohr und Brennraum) und Füllung (Liefergrad) grösser, Drehmoment und Leistung steigen an.

Die Drosselklappe lenkt den Ansaugluftstrom um, Ein- und Auslassventile öffnen und schliessen die Gaskanäle, der Kolben bewegt sich von den Ventilen weg und auf sie zu. Diese Störungen des Luftstromes führen zu Druckschwankungen im Ansaugsystem.

Diese Schwingungen werden simuliert und dadurch kann das Ansaugsystem optimiert werden.

55.1.1 Aufgaben Drehmoment und Leistung bei gleichem Hubvolumen erhöhen und auf mehrere Drehzahlbereiche optimieren.

55.1.2 Aufbau und Wirkungsweise Der Diffuser reflektiert die Überdruckwelle als Unterdruckwelle in Richtung Auslass zurück. Der Unterdruck hilft beim Ausspülen und Überströmen der Frischgase. Wenn die Druckwelle den Gegenkonus erreicht hat, wird sie als Überdruckwelle zum Auslass reflektiert. Am Auslass werden die im Auspuff befindlichen Frischgase wieder in den Zylinder zurück gedrängt.

244

55.1.2.1 Ram Air System Die Öffnungen der Ansaugtrichter werden an der Front beim Scheinwerfer platziert. Bei höheren Geschwindigkeiten entsteht ein Staudruck (höhere Druckdifferenz), der eine Leistungssteigerung bis 2% bewirkt. Ebenso hat kühlere Ansaugluft eine höhere Dichte, also mehr Sauerstoff im gleichen Luftvolumen. DerDrehmomentverlauf in den unteren Gängen bleibt fast unbeeinflusst da der Staudruck fehlt.

245

C5 Gassteuerungen

MM EFZ

MM EFZ

C5 Gassteuerungen

55.1.2.3 Variable Saugrohre Saugrohre können im Durchmesser oder in der Länge veränderlich gestaltet werden. Bei beiden Systemen muss bei einer gewissen Drehzahl umgeschaltet werden auf die andere Dimension.

Veränderlicher Saugrohrdurchmesser Bei tiefen und mittleren Drehzahlen wird die Luft durch ein dünneres Ansaugrohr geführt. Bei höheren Drehzahlen wird durch ein Magnetventil ein zweites, vorher verschlossenes Ansaugrohr geöffnet. Es kann mehr Luft durchströmen in den Motor.

Tiefe und mittlere Drehzahlen

Hohe Drehzahlen

Veränderliche Saugrohrlänge

55.1.2.2 Saugrohraufladung Die feste Saugrohrlänge ist so konstruiert, dass sich die angesaugte Luft bei Höchstleistung am Einlassventil staut wenn es sich öffnet. So kann die kinetische Energie (Bewegungsenergie) der Luft für eine bessere Füllung genutzt werden.

Bedingung ist jedoch, dass sich das Einlassventil vor OT öffnet (Ventilüberschneidung). Das Auslassventil ist ebenfalls offen und die mit Schallgeschwindigkeit ausströmenden Abgase erzeugen beim Einlassventil einen Unterdruck, welcher die Druckdifferenz vor und nach dem Einlassventil vergrössert. Die dadurch verlängerte Einlassöffnungszeit verbessert Füllung und Leistung.

Ebenso wird die Bewegungsenergie des einströmenden Gemisches genutzt um das Einlassventil später zu schliessen. Das soll erst dann passieren, wenn der aufwärtsgehende Kolben soviel Gegendruck aufbaut, dass das Gemisch in den Einlasskanal zurückgedrückt wird.

Mit einer festen Saugrohrlänge kann das Ansaugsystem auf einen Drehzahlbereich optimal ausgelegt werden. Für eine Optimierung im unteren Drehzahlband und bei Höchstleistung sind veränderliche Saugrohre nötig.

246

Bei tiefen und mittleren Drehzahlen wird die Luft durch ein langes Ansaugrohr geführt. Bei hohen Drehzahlen wird der Ansaugweg verkürzt.

Der obere Teil der zweiteiligen Ansaugrohre im Luftfilter werden durch einen Elektromotor angehoben und die Luft strömt durch den kürzeren Rohrteil. Dadurch wird der Druck vor den Einlassventilen optimiert.

Bilder Yamaha

247

C5 Gassteuerungen

248

MM EFZ

MM EFZ

C5 Gassteuerungen

249

C5 Gassteuerungen

MM EFZ

MM EFZ

C5 Gassteuerungen

55.1.2.4 Turbolader Motorräder mit Turboaufladung wurden anfangs der 1980er Jahre gebaut, setzten sich aber nicht durch. Mit Turboladern werden teilweise starke Serienmotorräder als Einzelanfertigung getunt (Leistungssteigerung 100%).

Unternehmen heisse Luft

BMW S 1000 RR

250

Artikel Motorrad

Der hitzige Start in die Turbo-Aufladung geriet den vier japanischen Motorradherstellern zum Verkaufsflop. Die Käufer zeigten die kalte Schulter. In diesem Artikel : Honda CX 500, Honda CX 650, Egli MRD 1, Yamaha XJ 650 Turbo, Suzuki XN 85 Turbo, Kawasaki Z 750 Turbo Wohl selten im so erfolgverwöhnten Grossserienbau der vier japanischen Motorradfirmen ist ein vollmundig als Ära bezeichneter Zeitraum so schnell vorübergegangen wie jener, den die Turbo-Motorräder einläuteten. Vom Debüt des Marktleaders Honda mit der CX 500 Turbo 1981 in Deutschland bis zur Modelleinstellung des Spätstarters Kawasaki Z 750 Turbo dauerte es gerade mal fünf Jahre.

Dazwischen hatten 1982 auch Yamaha mit der XJ 650 Turbo und Suzuki mit der XN 85 ein Turbomodell im Programm. Und 1993 hatte Honda mit dem grösseren V 2-Modell, der CX 650, noch einmal aufgestockt.

Die einzige Marke, die sich von vornherein eher bedeckt hielt, war Suzuki. Sie lud zwar die Presse zu Probefahrten auf ihrem Turbo-Modell, einem luftgekühlten Vierzylinder-Triebwerk mit elektronischer Einspritzung, nach Japan ein, importierte das Modell aber gar nicht erst nach Deutschland.

Die Verkaufszahlen für Honda und Yamaha glichen sich und waren bescheiden: CX 500 Turbo (1982 bis 1985) 379, CX 650 (1983 bis 1985) 56. Yamaha verkaufte von der XJ 650 Turbo (1982 bis 1986) 315 Stück. Lediglich Spätstarter Kawasaki veräusserte im Zeitraum von 1983 bis 1987 immerhin 1502 Maschinen der Z 750 Turbo.

Das war, stückzahlenmässig, die Turbo-Ära. Gemessen an den Entwicklungskosten wirtschaftlich auch für die vier grössten Motorradhersteller der Welt ein herber Schlag.

251

C5 Gassteuerungen

MM EFZ

BMW hatte sich zwar 1981 vom Frankfurter Buchmann-Team das Prestige-Projekt Futuro für den 800 cm³-Boxer mit Turbolader und Ladeluftkühlung bauen lassen, war aber im Versuch schnell zu der Erkenntnis gekommen, dass die Turbo-Nachteile im mittleren Drehzahlbereich und der verzögerte Leistungseinsatz zu riskant seien. Folgerichtig ätzten die Münchener in der Werbung für ihren biederen Boxer: Was andere aufblasen, haben wir abgeblasen.

Der wirtschaftliche Misserfolg hat wohl mehrere Ursachen. Die vordergründigsten sind der hohe Preis, die damals noch wenig ausgereifte Elektronik und das hohe Gewicht. Beispiel: die Honda CX 500 Turbo, kostete bei ihrem Debüt 1981 rund 13000 Mark. In dieser Grössenordnung lagen eine BMW R 100 RT, Ducati 900 SS Hailwood-Replica, Suzuki GS 1100 E Katana oder aus dem eigenen Haus eine CB 900 F Bol d’Or. Von der ersten Turbo mit 82 PS wurden im Jahr 1982 hierzulande 176 Stück verkauft. Honda reagierte und schob die 100 PS starke CX 650 nach. Wie fahrt sich Hondas potentestes Turbo-Projekt heute? MOTORRAD machte die Probe aufs Exempel.

Bis zirka 4500 Touren ist man verblüfft, weil die mit ihrer üppigen Verschalung und dem breiten Lenker ganz fürs gemütliche Touren ausgelegte Maschine harmlos und bieder wie die Normalversion agiert. Zwischen 6000 und 9000/min allerdings beisst das Turbo-Aggregat druckvoll und beschleunigt die 260 Kilogramm schwere Maschine auch nach heutigen Massstäben beeindruckend.

Allerdings muss sich der Pilot auf kurvenreicher Landstrasse schnell darauf einstellen, zu welchem Zeitpunkt er schaltet, um den passenden Leistungsbereich des Triebwerks abrufen zu können. Routinemässig vor einer Kurve einmal herunterzuschalten kann schon heikel werden, weil der Lader vielleicht gerade am langsamsten Kurvenabschnitt vehement Leistung freisetzt Man gewöhnt sich schnell an, lieber niedertourig im höheren Gang auf eine Biegung zuzufahren, um entsprechend flüssig und rund durch die Kurve zu kommen.

Das Fahrwerk mit luftunterstützten Federelementen vorn und hinten fühlt sich sehr weich an, die Hinterhand hat Mühe, die Unregelmässigkeiten des Strassenbelags unter Kontrolle zu bekommen. Die Telegabel ist ebenfalls ziemlich soft, führt das Vorderrad aber einigernmassen zielgenau.

Absolut unzureichend für heutige Verhältnisse wirken die Bremsen. Aktuelle Forderungen nach exaktem Druckpunkt und Effektivität der Verzöge-

252

MM EFZ

C5 Gassteuerungen

rung sind ihnen fremd.

Immerhin hatte die gefahrene Maschine 190 000 Kilometer auf dem Tacho. Besitzer bezeichnet die Ersatzteilsituation auch heute noch als zufriedenstellend, wenn auch kostspielig. Der Turbolader, der allerdings überhaupt nicht kleinzukriegen ist, kostet bei Honda 2700 Mark. Reparaturmöglichkeiten bei CX Turbo IG. Im Vergleich schnitt die Yamaha XJ 650 Turbo gegenüber der 500er Version von Honda nicht schlecht ab. Allerdings war das Saugmodell bis 100 km/h sogar etwas munterer und auch in der Höchstgeschwindigkeit kaum unterlegen. Der luftgekühlte Zweiventil-Motor wird von Vergasern gespeist und bietet innerhalb des Turbo-Trios die am wenigsten aufwendige Konstruktion, auf damals noch teure Elektronik wurde soweit wie möglich verzichtet. Dafür sparten die Techniker nicht mit Membranen und Bypasskanälen, um den Turbo-Treibsatz strassentauglich zu machen.

Heutige XJ 650-Treiber müssen allerdings Improvisationstalent mitbringen. Ein neuer Turbolader ist bei Yamaha Deutschland nicht mehr erhältlich. Kommentar der technischen Abteilung: Wenn der Lader nach mehrjähriger Standzeit der Maschine nicht tut, sind meistens nur die Ansaugklappen festgerostet oder ein Ring im Sicherheitsventil des Abgassystems gebrochen.

Die Z 750 Turbo, von Kawasaki erst 1983 in Deutschland angeboten, war mit 11000 Mark die preiswerteste und erfolgreichste Turbo-Maschine. Die letzten neuen Exemplare gingen 1989 beim Händler noch einmal 2000 Mark günstiger weg. In der Originalversion entwickelte der luftgekühlte Zweiventiler mit Benzineinspritzng 112 PS. Die wurden in Deutschland im Rahmen des freiwilligen Limits durch Modifikation der Einspritzanlage auf 100 PS beschränkt. Der Aderlass wird den Erfolg der Z 750 Turbo gegenüber den anderen Big Bikes der damaligen Generation eingeschränkt haben. Zumal die Konkurrenz aus dem eigenen Haus wie die Z 1100 GP und ab 1984 die GP Z 900 R weder den abrupten Leistungseinsatz noch die Durchzugsschwäche im unteren Drehzahlbereich aufwies. Der grösste Turbomotor war gleichzeitig der potenteste, aber auch der hitzeanfälligste, wenn die Fahrer im Geschwindigkeitsrausch auf der Autobahn, dem bevorzugten Turbo-Spielplatz, die Lader stundenlang rot glühen liessen.

Neue Turbolader sind noch im Angebot von Kawasaki, allerdings zum Preis von 4850 Mark. Die Reparatur hochdrehender Turbolader (bis 200000/min) bietet die Firma Powerline an. Die Firma Scheuerlein in Ans-

253

C5 Gassteuerungen

MM EFZ

bach rüstet für zirka 800 Mark Materialkosten den Motor auf den konventionellen Sauger um. Oder nennt in Kalifornieren den Instandsetzungsbetrieb TEC Turbo Engineering, der eine komplette Lader-Reparatur für zirka 550 Dollar anbietet.

Wer sich heute noch für eine intakte Turbo-Maschine interssiert, muss je nach Zustand und Marke zwischen 3000 (Yamaha) und 8000 Mark (Honda CX 650 T) hinblättern.

Die Turbo-Ära auf dem Serienmotorräder-Markt fand nicht statt, weil in den 80er Jahren mit der preiswerteren Variante von mehr Hubraum eine motorradspezifischere Leistungsentwicklung und damit Fahrzeugbeherrschung möglich war. Ob fortgeschrittene Turbolader-Technik wie im Automobilbau eine neue Entwicklung in Gang setzt? Ein Turbo-Flopp dürfte der japanischen Motorradindustrie wohl genügen.

MM EFZ

C5 Gassteuerungen

55.1.2.5 Mechanische L ader Built beyond belief The Kawasaki Ninja H2™R motorcycle is an engineering marvel, made possible only through the sourcing of technological expertise from multiple divisions of Kawasaki Heavy Industries, Ltd. The Gas Turbine division was crucial in the development of a hyper-efficient supercharger­, the only one of its kind; custom components were created to near-impossible tolerances by the Machinery division; and the Aerospace division crafted the distinctive carbon-fiber bodywork of this aerodynamic masterpiece. The result is a system of carefully crafted premium components that work in concert to create an unbelievably powerful machine, one that’s more than worthy of the legendary H2 name.

Originaltext Kawasaki

Tuning Gemäss dem selbst gewählten Motto „machen, was machbar ist“ wurde die Egli MRD 1 als optimale Fahr-, Leistungs- und Speed-Maschine auf die Räder gestellt. 20 Jahre bevor die Suzuki Hayabusa an der 300-km/h-Schwelle knabbert, schaffte die MRD 1 bereits Anfang 1979 echte 297 Stundenkilometer!

Auch kein Wunder. Der auf 1016 ccm aufgebohrte Z 900 Kawa-Motor war mit einem ATP-Abgasturbolader bestückt und zusätzlich durch alle möglichen Tuningkunststücke auf beachtliche 180 PS bei 10000/ min aufgepäppelt worden. Zeitgleich wurde erstmalig die patentierte Egli-Telegabel, mit zwei zusätzlichen Verbindungsachsen, und die Cantilever-Hinterradschwinge mit Monoshock-Federbein verwendet. Am Egli-Zentralrohr-Rahmensystem, um es an dieser Stelle noch einmal ausdrücklich zu betonen, hatte sich dagegen nichts verändert.

Die auf der Intermot gezeigte Kawasaki Ninja H2R wird in ihrer Rennstrecken-Variante tatsächlich 300 PS leisten und ab Anfang des Jahres bei den Kawasaki-Händern stehen. Der strassenzugelassene Ableger muss sich mit nur 200 PS begnügen. Nach Kawasaki-Informationen wird er auf der Messe in Mailand stehen und ungefähr zeitgleich in den Markt gehen.

Kawasaki sieht die Ninja H2R nahtlos in einer Reihe mit Kawasaki-Modellen wie 750 H2 Mach IV, 900 Z1 Super Four und Ninja GPZ 900 R einreihen wird. Das Projekt soll das Wissen, die Fähigkeiten und Erfahrungen von Experten aus den Bereichen Motorradbau, Luftfahrttechnik, Gasturbinen sowie weiteren High-Tech-Abteilungen von Kawasaki Heavy Industries vereinen und Avantgarde-Styling sowie State-of-the-art-Ingenieurskunst in einem einzigartigen Konzept zusammenführen.

Ausgestattet mit einem beeindruckenden Technologiepaket und viel Leistung wird sie für eine ausgewählte, anspruchsvolle Kundschaft und erfahrene Motorrad-Geniesser erste Wahl sein.

254

Artikel Motorrad

255

C5 Gassteuerungen

MM EFZ

Die Kawasaki Ninja H2R verfügt über verschiedene Details, die die Aerodynamik deutlich verbessern, einen präzise gefertigten Gitterrohr-Rahmen, einen Motor mit Kompressoraufladung sowie eine Vielzahl an wunderschön ausgeführten Details.

Wenn Experten aus dem Motorradbau, der Luftfahrttechnik, der Gasturbinenentwicklung und weiteren High-Tech-Bereichen, von denen wir kaum etwas verstehen, ihre Kräfte bündeln, ist das Ergebnis ein explosives Konzentrat von Kraftrad, das zu Dingen fähig ist, die kaum ein Mensch versteht. Nach Jahrzehnten greift Kawasaki wieder die Kompressortechnik beim Motorrad auf und feuert zum Einstand gleich aus allen Rohren. Bei der überirdischen H2R gibt der Hersteller nur Entwicklungsziel 300 PS an.

Das technologische Know-How von Kawasaki Heavy Industries hat sich nicht auf den leistungsstarken Kompressormotor beschränkt. So wurde um den neuen Motor ein ebenso innovativer Gitterrohrrahmen konstruiert und mit Unterstützung der Kawasaki Raumfahr tabteilung pro Seite zwei Flügel aus Carbon an der Verkleidung angebracht, um die Stabilität bei Fahrten mit - Zitat: Ultra-High-Speed - zu gewährleisten. Ein Prestigeprojekt für ganz Kawasaki Heavy Industries und ein starkes Bekenntnis zu Fortführung und Ausbau der Sparte Motorrad, auch mit sportlichen Modellen ausgewachsener Hubraumklassen.

Maximalleistung 300 PS durch Kompressor. Leistung kann bei einem Verbrennungsmotor durch Hubraum, Drehzahl oder Aufladung durch einen Turbo oder Kompressor gesteigert werden. Während grosse Fahrzeugmotoren ohne Probleme viel Energie produzieren können, wollte Kawasaki Downsizing betreiben und ein Motorrad mit kompakten Abmessungen, wenig Gewicht aber unglaublichen Leistungsdaten bauen. Der Einsatz eines Kompressormotors ermöglichte es, beiden Anforderungen an den Motor zu genügen: die maximale Leistung war auf 300 PS und die Motorgrösse auf 998 cm3 getrimmt.

Der Kompressor, der in der Ninja H2R zum Einsatz kommt, wurde von Kawasaki Motorkonstrukteuren mit Hilfe anderer Unternehmen der KHI Gruppe entwickelt, nämlich des Gasturbinen und Anlagenbau-Unternehmens, des Luftfahrtunternehmens und der zentralen Technologieabteilung. Die Eigenkonstruktion des Kompressors ermöglichte dessen perfekte Abstimmung auf die Motoreigenschaften der Ninja H2R. Die hochleistungs-

256

MM EFZ

C5 Gassteuerungen

fähigen, motorradspezifischen Kompressoren waren entscheidend, um dem Wunsch der Ingenieure nach maximaler Leistung und kraftvoller Beschleunigung zu entsprechen.

Aerodynamik mit Raumfahrttechnologie. Mit höherer Geschwindigkeit steigt auch der Luftwiderstand zum Quadrat (doppelte Geschwindigkeit, vierfacher Luftwiderstand). Um im Hochgeschwindigkeitsbereich eine stabile Strassenlage sicher zu stellen, ist eine Kombination von hoher Leistung und aerodynamischer Verkleidung notwendig,die den cw-Wert optimiert und genügend Abtrieb erzeugt. Während sich der Kompressionsmotor um die Leistungsanforderungen kümmerte, musste im nächsten Schritt eine Karosserie gestalten werden, die den Widerstand minimierte und die Fahrzeugkontrolle bei extrem hohen Geschwindigkeiten sicherstellte. Die Kawasaki Aerospace Company half bei der Gestaltung der aerodynamisch geformten Karosserie, um ein Maximum an aerodynamischer Effizienz zu erreichen.

Bei der Kawasaki Ninja H2R handelt es sich, wie unschwer zu erkennen, um eine reine Rennmaschine ohne Strassenzulassung.

Angesichts der kompletten Neuentwicklung im Allgemeinen und der neuen Motor-Technologie im Speziellen, sowie der grosszügigen Verwendung von Carbon, möchten wir den Preis der H2R nicht einmal schätzen. Beim Serienmotorrad für die Strasse wird sich Kawasaki wohl an BMW HP2 oder Ducati Panigale S orientieren.

257

C5 Gassteuerungen

MM EFZ

Technische Daten Kawasaki Ninja H2R Motortyp: Flüssigkeitsgekühlter Reihenvierzylinder

mit Kompressor aufgeladen Hubraum: 998 cm3 Kompressor: mechanisch angetriebener Radialverdichter mit Planetengetriebe Maximale Leistung: Entwicklungsziel 300 PS Rahmentyp: Gitterrohrrahmen aus hochfestem Stahl

MM EFZ

C5 Gassteuerungen

55.2.2 Drehschiebersteuerung Konstruktiv ermöglichte dies die Drehschiebersteuerung. Auf der Kurbelwelle sitzt seitlich eine kreisförmige Platte mit einem Fenster. Der Einlass liegt ebenfalls seitlich des Kurbelgehäuses. Bei Rotation der Kurbelwelle gibt der Plattendrehschieber den Einlass ins Kurbelgehäuse frei. Durch diese Anordnung kann die Einlasssteuerzeit asymmetrisch gewählt werden. In der Vergangenheit wurde diese Möglichkeit speziell bei Hochleistungszweitaktern benutzt, um gute Füllung bei hohen Drehzahlen und somit hohe Spitzenleistung zu erzielen.

55.2.3 Membransteuerung

55.2 2 Takt Motoren Einlasssteuerungen bei Zweitaktmotoren sollen einerseits hohe Spitzenleistungen ermöglichen (zum Beispiel durch Plattendrehschieber), andererseits hohes Drehmoment im unteren und mittleren Drehzahlbereich liefern (zum Beispiel durch Membranen).

55.2.1 Kolben-, Schlitzsteuerung Bei älteren Zweitaktmotoren wird der Einlass ins Kurbelgehäuse direkt von der Kolbenunterkante gesteuert. Somit ergeben sich symmetrische Steuerzeiten. Das bedeutet, dass das Öffnen und Schliessen des Einlasskanals im gleichen Winkelbetrag vor und nach dem unteren Totpunkt erfolgt. Höhere Spitzenleistungen lassen sich jedoch nur mit asymmetrischen Steuerzeiten erreichen.

258

Eine andere Art der Einlasssteuerung bei Zweitaktern ist der Membraneinlass. Beim kolbengesteuerten Einlass ins Kurbelgehäuse werden für hohe Spitzenleistungen lange Öffnungszeiten gewählt. Diese führen jedoch bei niederen Drehzahlen zum Rückströmen des Kraftstoff-Luftgemisches in den Einlasskanal und somit zu schlechter Leistung. Membranen verhindern das Rückströmen. Die Membranen sind bewegliche Zungen aus Kunststoff, die beim Einströmen des Frischgases von den Membranblöcken abheben und dadurch den Weg ins Kurbelgehäuse freigeben.

Bei Umkehrung der Strömungsrichtung legen sich die Membranen auf Grund ihrer Anordnung an die dachförmigen Membranblöcke an und verhindern das Rückströmen des Frischgases. Sie funktionieren wir Rückschlagventile.

Besonders wichtig sind Membranen bei den heute bei Hochleistungszweitaktern verwendeten Direkteinlässen ins Kurbelgehäuse, bei denen der Kolben keine Steuerfunktion übernimmt. Bei niederen Drehzahlen könnte das Frischgas bei der Vorverdichtung im Kurbelgehäuse ungehindert in den Einlass zurückströmen. Daher ist diese Konstruktion ohne Membranen nicht denkbar. Durch den Membraneinlass konnte somit hohe Spitzenleistung mit einem guten Drehmomentverlauf im unteren und mittleren Drehzahlbereich kombiniert werden.

259

C5 Gassteuerungen

MM EFZ

MM EFZ

56 ABGAS STEUERUNGSSYSTEME

56.2 2 Takt Motoren

56.1 4 Takt Motoren

56.2.1 Aufgaben

Das Zusammenspiel der Über- und Unterdruckwellen vom Luftfilter bis zum Auspuff und Endschalldämpfer beeinflusst wesentlich die jeweilige Motorcharakteristik. Fällt der Druck im Auspuff zu sehr ab, so entweicht ein grosser Teil des angesaugten Benzin-Luft-Gemisches unverbrannt und somit ohne Leistungsabgabe durch den Auspuff. Um dies zu verhindern, ist ein gewisser Gegendruck im Auspuffsystem notwendig, der gleichzeitig zu einer Drehmomentsteigerung und Leistungserhöhung beiträgt.

Wird nun die Auslegung der Auspuffanlage so gewählt, dass bei hohen Drehzahlen der gewünschte Druck zur Verfügung steht, so wird bei niedrigen Drehzahlen genau der gegenteilige Effekt erzielt, da die Ausbreitung der Druckwellen sehr von der Motordrehzahl abhängig ist.

Lärmemmissionen werden bei vorgeschriebenen Geschwindigkeiten und Gangstufen gemessen. Die gesetzlichen Maximalwerte dürfen nicht überschritten werden.

Bei 4-Takt-Motoren wird durch eine Klappe im Auspuffsammelrohr der Staudruck für optimale Drehmoment- und Leistungsentfaltung und Lärmgrenzwerteinhaltung meistens elektronisch geregelt.

Auslasssteuersysteme sollen bei Zweitaktmotoren das Drehmoment und somit die Leistung im unteren und mittleren Drehzahlbereich anheben, sowie den Ausstoss unverbrannter Frischgase und somit den Spritverbrauch senken.

C5 Gassteuerungen

56.2.2 Variable Auslass Steuerzeiten Der auf Höchstleistung ausgelegte Zweitaktmotor hat bezüglich seiner Leistungs- und Drehmomententfaltung einen gravierenden Nachteil: Die Lage des Auslasskanals im Zylinder führt bei Höchstleistungsabstimmung zu einem sehr spitzen Verlauf der Leistungs- und Drehmomentkurve. Durch die so gewählte Abstimmung müssen Leistungs- und Drehmomenteinbussen im niedrigen und mittleren Drehzahlbereich hingenommen werden. Um dem entgegenzuwirken wird der Auslassquerschnitt mit Walzen oder Schieber drehzahlabhängig verändert.

56.1.1 Aufgaben Drehmoment und Leistung erhöhen (Staudruckregelung) Lärmvorschriften einhalten

Niedrige Motordrehzahl: Auslassöffnung klein Hohe Motordrehzahl: Auslassöffnung gross Wird nun die Auslegung der Auspuffanlage so gewählt, dass bei hohen Drehzahlen der gewünschte Druck zur Verfügung steht, so wird bei niedrigen Drehzahlen genau der gegenteilige Effekt erzielt, da die Ausbreitung der Druckwelle sehr von der Motordrehzahl abhängig ist. Eine am Auslassstutzen angebrachte Kammer (Resonanzkammer) mit einem abgestimmten Volumen soll der drehzahlabhängigen Abstimmung der Auspuffanlage entgegenwirken. Die Kammer wird über ein drehzahlabhängig betätigtes Ventil an- und abgeschaltet.

56.1.2 Aufbau und Wirkunsweise

Geregelt vom Steuergerät verdreht der Servomotor über zwei Kabelzüge die Staudruckklappe.

Niedrige Motordrehzahl: Resonanzkammer offen Hohe Motordrehzahl: Resonanzkammer geschlossen Dadurch werden mehrere Ziele erreicht breiteres Drehzahlband besserer Drehmomentverlauf (niedrige und mittlere Drehzahl) geringfügig höhere Endleistung

260

261

C5 Gassteuerungen

MM EFZ

MM EFZ

56.2.3 Aufbau und Wirkungsweise Bei Hochleistungszweitaktmotoren verursachen die langen Auslasssteuerzeiten erhebliche Frischgasverluste bei niederen Drehzahlen. Zugleich fällt der Druck im Auslass stark ab, was zur Folge hat, dass die Verdichtung und damit der Wirkungsgrad sinkt. Deswegen versucht man die Steuerzeiten durch konstruktive Massnahmen variabel zu gestalten.

Yamaha zum Beispiel entwickelte 1977 das YPVS (Yamaha Power Valve System). Eine Walze mit segmentförmigem Ausschnitt sitzt an der Oberkante des Auslasskanals. Durch Verdrehen der Walze ändert sich die Höhe des Auslasskanals und dadurch die Steuerzeit.

Die Steuerung der Walze erfolgt entweder mechanisch über Fliehkraftbetätigung oder über einen Stellmotor und Bowdenzüge. Dieses System bewirkt Drehmomentzuwachs im unteren und mittleren Drehzahlbereich.

Auch Suzuki bedient sich bei dem neuen Zweitaktmotor der RGV 250 der Variation der Auslasssteuerzeiten. Ein Stellmotor verschiebt über ein Gestänge zwei zylindrische Segmente und damit die Oberkante des Auslasskanals.

C5 Gassteuerungen

Honda setzte 1983 das ATAC-System (Auto Control Torque Amplification Chamber) ein. Hier wird eine am Auslass angebrachte Kammer drehzahlabhängig zu- und abgeschaltet. Durch die Beeinflussungen der Druckschwingungen im Auspuff wird das nutzbare Drehzahlband breiter und der Drehmomentverlauf bei niederer und mittlerer Drehzahl verbessert. Ähnlich arbeitet das KIPS-System (Kawasaki Integrated Power Valve System) von Kawasaki. Hier werden zwei Hilfsauslässe über Walzen drehzahlabhängig gesteuert. Bei niedrigen Drehzahlen ist einer der Nebenauslässe geschlossen, wobei der zweite in ein Zusatzvolumen mündet. Bei hohen Drehzahlen verschliesst eine Walze die Kammer, gleichzeitig werden beide Hilfsauslässe parallel zum Hauptauslass geöffnet.

Suzuki entwickelte unter der Bezeichnung SAEC (Suzuki Automatic Exhaust Chamber) ein ähnliches System. Eine Walze mit einem Durchbruch sitzt über dem Auslasskanal und gibt bei Drehung den Weg zu einer Expansionskammer frei.

Rotax entwickelte ein System, bei dem durch einen Flachschieber die Höhe der Auslassoberkante und damit die Steuerzeit verändert wird. Die Betätigung erfolgt im Gegensatz zu den oben genannten Systemen pneumatisch. Bei steigender Drehzahl wird der anwachsende Druck im Auspuff genutzt, um über eine Membrane den Flachschieber zu bewegen. Neben den Auslasssteuerzeiten haben ausserdem die Gasschwingungen im Auspuff entscheidenden Einfluss auf die Druckverhältnisse im Auslasskanal und somit auf die Leistungscharakteristik eines Zweitakters.

Die Auspufflänge, massgeblich für die Druckverhältnisse am Auslass, kann nur für einen schmalen Drehzahlbereich abgestimmt werden. Deshalb wurden Syteme entwickelt, die einerseits zu variablen Steuerzeiten verhelfen, andererseits die Schwingungsverhältnisse der Auspuffanlage über zuschaltbare Kammern zusätzlich beeinflussen. Dadurch wurde die Verdichtung und die Leistungsausbeute bei niedrigen Drehzahlen nochmals erhöht.

262

263

C5 Gassteuerungen

MM EFZ

57 REPETITIONSFRAGEN 1. Erklären Sie die Aufgabe der Auspuffanlage

2. Erklären Sie den Aufbau der Auspuffanlage

3. Erklären Sie die Wirkungsweise der Auspuffanlage

4. Erklären Sie die Aufgabe der Schalldämpfung

5. Erklären Sie den Aufbau der Schalldämpfung

6. Erklären Sie die Wirkungsweise der Schalldämpfung

7. Erklären Sie die Aufgabe der Frischgassteuerungsysteme

8. Erklären Sie den Aufbau der Frischgassteuerungsysteme

9. Erklären Sie die Wirkungsweise der Frischgassteuerungsysteme

10. Erklären Sie die Aufgabe der Abgassteuerungsysteme

11. Erklären Sie den Aufbau der Abgassteuerungsysteme

12. Erklären Sie die Wirkungsweise der Abgassteuerungsysteme

264

MM EFZ

D1 Starterbatterie

Motorradmechaniker /-in EFZ MT Motorradtechnik D1 Starterbatterie

265

D1 Starterbatterie

Hinweis Hier finden Sie Zusatzinformationenen, Lernhilfen etc.

Merke Informationen, die Sie immer wieder brauchen, werden hier hervorgehoben.

Idealerweise speichern Sie diese im Kopf ab.

MM EFZ

MM EFZ

58 BILDUNGSPLAN

INHALT 58 Bildungsplan 59 Starterbatterie 59.1 Aufgaben der Batterie 59.2 Aufbau einer Batterie 59.3 Bleibatterie, herkömmliche Batterie 59.4 Wartungsfreie Batterie nach DIN 59.5 Absolut wartungsfreie Batterie, MF-Batterie 59.6 Versiegelte Batterie, nasse MF-Batterie 59.7 Gelbatterie 59.8 Lithiumbatterie 59.9 Weitere Begriffe 60 Elektrochemische Vorgänge 60.1 Batterie im geladenen Zustand 60.2 Batterie im entladenen Zustand 61 Begriffe 61.1 Nennspannung 61.2 Ruhespannung 61.3 Gasungsspannung 61.4 Kapazität 61.5 Sulfatierung 61.6 Selbstentladung 61.7 Innenwiderstand 62 Batteriewartung 63 Laden von Batterien 63.1 Normalladung 63.2 Schnelladung 63.3 Erhaltungsladung 63.4 Ladegeräte 63.5 Ladecharakteristik 64 Umweltgerechter Umgang mit Batterien 64.1 Beschriftung Säurepaket 65 Berechnungen 65.1 Ladestrom und Ladezeit 65.2 Kapazität 65.3 Innenwiderstand 66 Repetitionsfragen 67 Prüfungsfragen 68 Zusammenfassung

267 268 268 268 269 270 271 272 273 274 275 276 276 277 278 278 278 278 278 279 280 280 281 282 282 282 282 283 284 286 287 288 288 288 288 289 292 294

Aufgaben und Aufbau der Starterbatterie erklären.

Begriffe wie Kapazität, Ruhespannung, Gasungsspannung, Sulfatierung, Normalladung, Schnellladung, Selbstentladung und Innenwiderstand erklären.

Berechnungen zu Ladestrom, Ladezeit, Kapazität und Innenwiderstand ausführen.

D1 Starterbatterie

Reserve Praxiswissen mit der Theorie verlinken.

Erfahrungen aus der Werkstatt und den ÜK vergleichen mit theoretischem Wissen.

Auftrag Lesen Sie den Auftrag.

Führen Sie nur die geforderten Arbeiten aus.

FA

617 - 623

FM

333 - 337

BU

3: BT 1 - 24

RB 69 FO 33 SVBA 192, 197, 209

266

211, 213, 214

217, 218

267

D1 Starterbatterie

Weisen Sie die Zahlen im Bild den Bauteilen rechts zu.

Aufgaben und Aufbau der Batterie gehören zum Basiswissen.

MM EFZ

MM EFZ

59 STARTERBATTERIE

59.3 Bleibatterie, herkömmliche Batterie

59.1 Aufgaben der Batterie Die vom Generator abgegebene elektrische Energie speichern.

Verbraucher bei abgestelltem Motor mit elektrischer Energie versorgen.

Einen grossen Strom zum Starten des Motors bereitstellen.

D1 Starterbatterie

Lesen Sie das Manuskript inkl. Zusammenfassung und das Fachbuch.

Bearbeiten Sie die Texte und Bilder gemäss eigener Vorstellung und bearbeiten Sie alle Aufträge.

Beantworten Sie die Repetitionsfragen mit ihrem erworbenen Wissen. Kontrollieren Sie ihre Antworten mit Hilfe der Unterlagen.

59.2 Aufbau einer Batterie

Zeitrahmen: 6 LE Datum EK: ___________

Block-, Batteriedeckel End-, Anschlusspol Säurestandmarken

Merkmale Meist transparenter Batteriekasten mit Säurestandmarkierungen, Einfüllstopfen zum Einfüllen der Batteriesäure und zum Ausgleich des Säurestandes mit destilliertem Wasser. Be- und Entlüftungsanschluss in den Deckeln. Grosser Wasserverbrauch, Gasungsspannung nicht überschreiten.

Batterie nur aufrecht stellen.

Zellenverbinder Plattenmaterial

Verschlussstopfen Polbrücke, Plattenverbinder Block-, Batteriekasten Bodenleiste Minus-, Plusplatte Separator

Die Bleigitterplatten sind legiert. Während früher Blei-Antimon verwendet wurde, werden heute Blei-Calcium-Zinn Legierungen verwendet. Bei einem Zinngehalt > 1,2% wird die Korrosionsfestigkeit des Gitters massiv gesteigert. Zudem wird die Gefahr der Reduktion der Leitfähigkeit zwischen Gitter und aktiver Masse reduziert. Ein geringer Zusatz von Silber unterstützt die Korrosionsfestigkeit und reduziert die Gittervergrösserung bei erhöhten Temperaturen.. Antimon dient zum Härten der Bleiplatten.

Elektrolyt Verdünnte Schwefelsäure, Dichte 1.28 g/cm3, flüssiger Zustand.

Wartung Optische Kontrolle. Anschlüsse kontrollieren, reinigen und einfetten.

In jedem Service Säurestand kontrollieren und mit destilliertem Wasser ergänzen.

268

269

D1 Starterbatterie

MM EFZ

MM EFZ

59.4 Wartungsfreie Batterie nach DIN

D1 Starterbatterie

59.5 Absolut wartungsfreie Batterie, MF-Batterie

1

3

2 3

2

4 1

Merkmale Merkmale Meist transparenter Batteriekasten 1 mit Säurestandmarkierungen 2.

Einfüllstopfen 3 zum Einfüllen der Batteriesäure und zum Ausgleich des Säurestandes mit destilliertem Wasser. Be- und Entlüftungsanschluss 4 erforderlich. Geringer Wasserverbrauch, Gasungsspannung nicht überschreiten. Batterie nur aufrecht stellen.

Plattenmaterial Die Bleigitterplatten haben einen reduzierten Antimongehalt. Antimon dient zum Härten der Bleiplatten.

Elektrolyt Verdünnte Schwefelsäure, Dichte 1.28 g/cm3, flüssiger Zustand.

Wartung Optische Kontrolle. Anschlüsse kontrollieren, reinigen und einfetten.

In jedem Service Säurestand kontrollieren und mit destilliertem Wasser ergänzen.

270

Nach dem Befüllen mit speziellem Verschlussstopfen 1 verschlossen, darf nicht mehr geöffnet werden. Kein Be- und Entlüftungsanschluss, jedoch interner Kreislauf mit Sicherheitsventil 2. Knallgas(O2/H2) wird rekombiniert, deshalb auch Rekombinationsbatterie. Separatoren aus Glasfasern 3, Batteriesäure wird vollständig aufgesaugt. Kann in jeder Lage montiert werden.

Plattenmaterial Blei-Kalziumlegierung. Sehr geringe Selbstentladung und kein Wasserverbrauch.

Elektrolyt Verdünnte Schwefelsäure, 1.32 g/cm3, flüssig. Spez. Säurepaket.

Wartung Optische Kontrolle. Anschlüsse kontrollieren. Kein Nachfüllen von destilliertem Wasser nötig.

271

D1 Starterbatterie

MM EFZ

59.6 Versiegelte Batterie, nasse MF-Batterie

MM EFZ

D1 Starterbatterie

59.7 Gelbatterie

1

2

3

Merkmale

Merkmale Die Batterie wird bereits beim Hersteller aufgefüllt und geladen, deshalb sind keine Befüllungsfehler möglich. Wenig freier Platz oberhalb der Platten 1, deshalb kompakter als normale MF, sie ist mit einem Überdruckventil ausgestattet. Der Elektrolyt ist in einem Fliess oder Papier 2 vollständig aufgesaugt. Montage in jeder Lage möglich.

Plattenmaterial Keine genauen Angaben, vermutlich gleiches Material wie MF-Batterien.

Optimierte Form des Plattengitters 3.

Elektrolyt Verdünnte Schwefelsäure, 1.32 g/cm3, in Fliess oder Papier aufgesaugt.

Wartung Optische Kontrolle. Anschlüsse kontrollieren. Kein Nachfüllen von destilliertem Wasser möglich.

Die Alternative mit weniger Selbstentladung und längerer Lebensdauer.

Diese Batterie ist in sich völlig geschlossen und dadurch absolut auslaufsicher, sie kann in jeder Position eingebaut werden. Sie bedarf keinerlei Wartung und ist schon komplett Einbaufertig, kein Kontakt mit Säure möglich. Die Batterie wird vorgeladen ausgeliefert und verfügt nicht über die volle Leistung, deshalb unbedingt vor dem Einbau mit einem Motorrad-Ladegerät die volle Leistungsfähigkeit herstellen. Der Innenwiderstand von Gel-Bleiakkumulatoren ist höher als bei vergleichbaren nicht verschlossenen Bleiakkumulatoren. Sie sind daher weniger geeignet als Starterbatterie. Für Motorräder und Motorroller sind sie wegen ihrer geschlossenen Bauform verfügbar. Vorteile sind die Auslaufsicherheit und Rüttelfestigkeit.

Plattenmaterial Keine genauen Angaben, vermutlich gleiches Material wie MF-Batterien.

Elektrolyt Flüssige Schwefelsäure wird durch Zusatz von Kieselsäure gebunden.

Wartung Optische Kontrolle. Anschlüsse kontrollieren.

272

273

D1 Starterbatterie

MM EFZ

MM EFZ

D1 Starterbatterie

59.9 Weitere Begriffe

59.8 Lithiumbatterie

VRLA Batterien Valve-regulated lead-acid battery, ventilgeregelte Blei-Säuren-Batterie

AGM Batterien Absorbed Glass Mat, siehe Vlies-Batterie

Silicium-Gel-Akkumulator Gelbatterie Merkmale SLA-Akkumulator (sealed lead acid) Motorrad Batterie Lithium YTX14-BS 12V 14Ah HJX14 Technologie : Lithium Spannung : 12V Minimum Kapazität : 14Ah Ladestrom standard 2A Ladestrom max. 20A Leichter und leistungsfähiger dank Lithium Technologie! Diese Batterie wird als Starterbatterie verwendet in Motorrädern und Quads. Lithium Batterien eignen sich für den Rennsport, Leichtbau, Tuning oder einfach um Platz und Gewicht zu sparen. Sie sind bis zu 80% leichter, haben eine mehrfache Lebensdauer, können 5 mal schneller geladen werden, sind kompakter und haben ein Mehrfaches an Startstromleistung

Plattenmaterial Anode: LiCoO2 und viele weitere

Kathode: Li-Graphit und weitere

Gelbatterie

Vlies-Batterie Der Aufbau ist identisch mit den Gelbatterien, allerdings wird hier zum Binden des Elektrolyten ein Mikrovlies aus Glasfasern (AGM – Absorbed Glass Matt) verwendet. Ein Vorteil gegenüber Standard-Batterien ist die höhere mechanische Stabilität.

Reinblei-Batterie Sie nutzen ebenfalls die AGM-Technik, als Elektroden aber eine spezielle Blei - Kalzium-Legierung. Durch den anderen Elektrodenwerkstoff wird die Gasrekombination verbessert und der Innenwiderstand der Batterie gesenkt (höherer Kurzschluss-Strom). Die Spannung steigt pro Zelle geringfügig, und bei hoher Stromentnahme fällt die Spannung dieser Batterien nicht so schnell zusammen.

Elektrolyt Lithium-Eisen-Phosphat (LiFePO4 ) Batterie Li3PO4N (Lithiumphosphatnitrid) und weitere Wartung

274

Optische Kontrolle. Anschlüsse kontrollieren.

Weiterentwicklung des Lithium Ionen Akkumulators. Sie sind leichter, liefern sehr hohe Ströme und haben eine höhere Lebensdauer. Diese Batterie kann als Starterbatterie eingesetzt werden. Sie enthält kein internes Batteriemanagementsystem und sollte deshalb mich für den Zyklenbetrieb (Solar, Elektroantrieb) eingesetzt werden. Massiv erhöt wurden Lade- und Entladestrom.

275

D1 Starterbatterie

Am einprägsamsten sind diese Vorgänge als Bilder mit den chemischen Symbolen, denen immer wieder die Namen zugewiesen werden.

MM EFZ

60 ELEKTROCHEMISCHE VORGÄNGE Beim Laden und Entladen einer Batterie laufen elektrochemische Vorgänge ab, welche die Zusammensetzung der Bleiplatten und des Elektrolyts verändern. Dabei werden von der Batterie Elektronen freigesetzt oder aufgenommen.

60.1 Batterie im geladenen Zustand

Positive Platte: Bleidioxid PbO2, braun Negative Platte: Blei Pb, grau Elektrolyt: Verdünnte Schwefelsäure H2SO4 Batterie wird entladen: Elektronen fliessen von Minus zu Plus.

Durch den Verbraucher fliessen Elektronen von Minuspol zum Pluspol.

Aus dem Elektrolyt werden SO4 -Ionen zum Minuspol geleitet, es entsteht Bleisulfat (PbSO4). Am Pluspol wird das Oxid freigesetzt, es verbindet sich mit dem Wasserstoff zu Wasser, die Säuredichte sinkt. Am Pluspol bildet sich ebenfalls Bleisulfat.

276

MM EFZ

L aden Entladen

D1 Starterbatterie

Notieren Sie die Vorgänge beim Laden und Entladen in der Tabelle in Worten und mit den chemischen Symbolen.

60.2 Batterie im entladenen Zustand

Positive Platte: Bleisulfat PbSO4, hellgrau bis weiss Negative Platte: Bleisulfat PbSO4, hellgrau bis weiss Elektrolyt: Wasser H2O und Restsäure (Dichte = 1,12 g/cm3) Batterie wird aufgeladen: Elektronen fliessen von Plus zu Minus.

Beim Laden werden am Minuspol Elektronen zugeführt und am Pluspol Elektronen entzogen. Durch den Ladungsausgleich gibt der Minuspol die SO4 -Ionen an den Elektrolyten ab, es entsteht reines Blei. Am Pluspol bildet sich unter Abgabe von SO4 und Bindung von Sauerstoff braunes Bleidioxid. Im Elektrolyt wird Wasser verbraucht und Schwefelsäure gebildet. Die Säuredichte steigt.

277

D1 Starterbatterie

Diese Begriffe sind Basiswissen für Motorradmechaniker/-innen.

MM EFZ

61 BEGRIFFE

MM EFZ

D1 Starterbatterie

Angaben auf Batterien

Im täglichen Umgang mit Batterien werden viele Fachbegriffe verwendet.

Es ist deshalb wichtig, die genaue Bedeutung dieser Begriffe zu kennen.

61.1 Nennspannung Die Nennspannung beträgt 2V pro Zelle. Die Nennspannung einer Batterie ergibt sich aus der Anzahl der in Reihe geschalteten Zellen mal der Nennspannung einer Zelle. Bei Motorrädern werden 6V und 12V Nennspannungen verwendet.

61.2 Ruhespannung Die Ruhespannung wird an einer unbelasteten Batterie gemessen.

Dabei soll die Batterie eine gewisse Zeit weder geladen noch entladen werden. Die Zellenspannung liegt über der Nennspannung.

61.3 Gasungsspannung Spannung, bei der die Gasbildung infolge Wasserzersetzung beginnt. Die Gasungsspannung liegt etwa bei 14.4V oder 2.4V pro Zelle. Um einen hohen Wasserverbrauch zu verhindern, muss der Regler die Ladespannung unterhalb der Gasungsspannung halten. Es entsteht ein explosives Gasgemisch, Knallgas!

61.5 Sulfatierung

Wenn eine Batterie längere Zeit entladen ist, zerfällt das feinkristalline Bleisulfat in grobkristallines Bleisulfat. Dieser Zustand kann durch das Laden nicht mehr rückgängig gemacht werden. Die aktive Bleimasse fällt als Bleischlamm aus. Die Batterie wird unbrauchbar.

61.4 K apazität Unter der Kapazität versteht man die Strommenge in Amperestunden Ah die einer Batterie entnommen werden kann.

Nennkapazität Ist diejenige Kapazität, die eine vollgeladene Batterie bei 20-stündiger Entladung und einem bestimmten Entladestrom (1/20 der Kapazität) abgeben kann, bis die Entladeschlussspannung von 1.75V erreicht ist. Bei Motorradbatterien wird eine 10-stündige Entladung angewendet.

278

279

D1 Starterbatterie

MM EFZ

61.6 Selbstentladung Die Geschwindigkeit der Selbstentladung ist in der Regel im vollständig geladenen Zustand am grössten und nimmt mit zunehmender Zeit ab.

Die Selbstentladung ist stark temperaturabhängig, ihre Geschwindigkeit steigt mit höherer Temperatur. Als Faustregel gilt, dass eine Temperaturerhöhung um 10 °C die Geschwindigkeit der Selbstentladung verdoppelt.

Ursachen der Selbstentladung sind Nebenreaktionen oder Kurzschlüsse. Nebenreaktionen in den Elektroden führen dazu, dass das elektrochemisch aktive Material verbraucht wird und dann nicht mehr für die Entladereaktion zur Verfügung steht. Nebenreaktionen werden oft durch Verunreinigungen verursacht.

MM EFZ

62 BATTERIEWARTUNG Wie kontrollieren und ergänzen Sie den Säurestand einer Batterie.

D1 Starterbatterie

Beantworten Sie die Fragen aufgrund ihrer Erfahrungen im Betrieb.

Weshalb muss bei einer Batterie destilliertes Wasser nachgefüllt werden?

Interne Kurzschlüsse treten auf, wenn die elektrochemisch aktiven Materialien in Anode und Kathode in elektrischen Kontakt geraten und so direkt miteinander reagieren können. Dies ist bei schadhaftem Separator zwischen der Anode und Kathode der Fall. Äussere Verunreinigungen und Luftfeuchtigkeit begünstigen die Selbstentladung.

Wie werden die abgebildeten Instrumente benannt und welche Prüfungen können damit vorgenommen werden?

61.7 Innenwiderstand In einem Stromkreis fliesst der Strom durch die Kabel und die Verbraucher, er fliesst aber auch durch die Batterie. Diese hat auch einen Widerstand.

Eine Stromquelle liefert eine Leerlaufspannung. Das ist die Spannung der batterie wenn kein Strom fliesst.

Nach dem Ohm´schen Gesetz geht bei Stromfluss an einem Widerstand Spannung verloren, U = R x I. Das gilt auch für den Innenwiderstand der Batterie. Je mehr Strom eine Stromquelle liefern muss, umso mehr Spannung geht an ihrem Innenwiderstand verloren und umso weniger Spannung steht an ihren Anschlüssen zur Verfügung.

Eine Motorradbatterie hat die Spannung 13 V und einen Innenwiderstand von 0,1 Ohm. Wenn jetzt Verbraucher eingeschaltet werden, die eine Stromstärke von 3 A benötigen, dann ist die Spannung der Batterie nicht mehr 13 V, sondern um 3 A x 0,1 Ohm = 0,3 V geringer.

Wird jetzt der Anlasser betätigt, so muss die Batterie einen Strom von 50 A liefern. Bei einem Innenwiderstand von 0,1 Ohm ergibt das einen Spannungsabfall von 0,1 Ohm x 50 A = 5 V. Die Batterie kann dann nur noch 13 V - 5 V = 8 V Spannung abgeben.

Dadurch sind die Lichter weniger hell und der Anlassermotor ist nicht für 13 V sondern für 8 V ausgelegt.

280

281

D1 Starterbatterie

MM EFZ

MM EFZ

63 LADEN VON BATTERIEN

63.4 L adegeräte

Batterien können normal oder schnell geladen werden. Wichtig ist, dass das passende Ladegerät verwendet wird und die Sicherheitsvorschriften eingehalten werden.

Die Ladegeräte werden mit verschiedenen Ladekennlinien hergestellt.

Unterschieden werden: W-Kennlinie, U-Kennlinie, I-Kennlinie, UI-Kennlinie.

D1 Starterbatterie

Ungeregelte Ladegeräte haben eine W-Kennlinie, es sind einfache Werkstattladegeräte.

63.1 Normalladung Bei der Normalladung wird die Batterie mit einem Ladestrom geladen, der 10% der Nennkapazität beträgt. Die Batterie wird langsam geladen. Im Normalfall ist die Normalladung anzuwenden.

Ladegeräte mit einer U-Kennlinie haben eine konstante Ladespannung.

Ladegeräte mit einer I-Kennlinie haben einen konstanten Ladestrom.

63.2 Schnelladung Eine Schnellladung erfolgt mit einem Ladestrom, der maximal 80% der Nennkapazität beträgt. Bei der Schnellladung wird die Batterie stark erwärmt. Die chemischen Vorgönge laufen sehr schnell ab und lönnen die Batterie beschädigen. Deshalb sollte sie nur im Notfall angewendet werden.

63.3 Erhaltungsladung Erhaltungsladegeräte simulieren einen Lade- und Entladezyklus wie er im Fahrbetrieb auftreten könnte. Dadurch wird die Lebensdauer der Batterie stark verlängert und die Batterie kann im Fahrzeug eingebaut bleiben. Sie liefern nur geringe Ladeströme und werden an geladene Batterien angeschlossen.

282

Moderne Ladegeräte haben eine IU-Kennlinie, sie haben ein Ladeprogramm, welches sich speziell für wartungsfreie Batterien eignet.

283

D1 Starterbatterie

Informieren Sie sich im Betrieb über die vorhandenen Ladegeräte.

Dokumentieren Sie diese mit eigenen Fotos, technischen Daten und einer Beschreibung der Ladecharakteristik.

Abgabetermin: ________

MM EFZ

Eigenschaften CTECK MXS 5.0 Diese elektronischen Ladegeräte sind mit herkömmlichen Ladern nicht mehr zu vergleichen, da sie den Ladestrom vollautomatisch an den Ladezustand der Batterie anpassen und regeln. Daher können diese Batterielader auch Monate an der Batterie angeschlossen bleiben; ein Überladen ist unmöglich. Sie sind verpolungssicher und für alle Blei-Säure-Batterien (Offene, MF, GEL und AGM) geeignet.

8-stufig vollautomatisch primär geschaltet.

Lädt Blei-Säure-Batterien (Offene, MF, GEL und AGM) von 1,2 Ah bis 110 Ah. Erhaltungsladung mit Pulsen verlängert die Lebensdauer und erhöht die Leistung der Batterie.

Lädt auch vollkommen entladene Batterien.

Pulse zum Auffrischen von Batterien mit leichtem Sulfatgehalt.

Drei Ladeeinstellungen: Normalladung 14,4 Volt, Recond 15,8 Volt und eine spezielle Kälteposition, die auch für AGM-Batterien geeignet ist.

Niedriger Rückstrom, niedriger Rauschwert und Unabhängigkeit von der Lieferung mit zwei austauschbaren Anschlusskabeln, einem mit Polklemmen und einem mit Ringkabelschuhen.

Kann monatelang angeschlossen bleiben, ideal für Saisonfahrzeuge.

Kompaktes Design mit Haltevorrichtung für wahlweise feste Montage.

5 Jahre Garantie.

63.5 L adecharakteristik MULTI MXS 5.0 lädt vollautomatisch und achtstufig (IUoUp Kennlinie)  1. Desulphation Die mit Stromimpulsen durchgeführte Entsulfatierung restauriert sulfatierte Batterien. Dieser Schritt wird mit einem kontinuierlichen Leuchten angezeigt.

2. Soft Start Startmodus für den Ladezyklus. Der Startschritt wird fortgesetzt, bis die Batterieklemmenspannung über den eingestellten Wert angestiegen ist; danach schaltet das Ladegerät auf Hauptladung um. Wenn die Klemmenspannung den eingestellten Wert nicht innerhalb einer eingestellten Zeit erreicht hat, wird der Ladevorgang angehalten und eine Fehlermeldung angezeigt. In diesem Fall ist die Batterie wahrscheinlich defekt oder zu gross.

3. Bulk Hauptladung bis zu 80% der Gesamtladung. Die Ladung wird bei maximaler Stromstärke durchgeführt, bis die Klemmenspannung den

284

MM EFZ

D1 Starterbatterie

eingestellten Wert erreicht. Die Hauptladung ist zeitlich begrenzt. Der Ladevorgang schaltet dann um auf Absorption.

4. Absorption Letzter Teil der Aufladung auf 100% der Gesamtladung. Während dieses Schrittes fällt der Ladestrom schrittweise ab, um sicherzustellen, dass die Klemmenspannung nicht zu hoch wird. Wenn die Maximalzeit für die Absorption abgelaufen ist, schaltet das Ladegerät automatisch auf Wartungsladung um.

5. Analysis Prüft die Selbstentladung. Wenn die Selbstentladung zu hoch ist, wird der Ladevorgang unterbrochen und eine Fehlermeldung angezeigt.

6. Recond Rekonditionierung tiefentladener Batterien. Dieser Schritt wird dazu verwendet, tiefentladene Batterien (offen und belüftet) wiederzubeleben.

Wenn der Ladestrom über einen begrenzten Zeitraum ansteigt, kann die Spannung ansteigen, so dass die Batterie beginnt, Gase abzugeben. Das Ergebnis ist eine Mischung in der Batterie, die sowohl für ihre Nutzungslebensdauer als auch für ihre Kapazität vorteilig ist. Beachten Sie, dass die Batterie während dieses Schrittes explosive Gase abgeben kann. Die Rekonditionierung findet zwischen den Schritten Analyse und Wartung statt. Wenn Sie den Modus Rekonditionieren wählen, lädt das Ladegerät Ihre Batterie zunächst vollständig auf. Erst danach startet die Rekonditionierung; die obere Leuchte Recond leuchtet auf. Das Ladegerät rekonditioniert die Batterie je nach Zustand der Batterie für einen Zeitraum zwischen 30 Minuten und 4 Stunden. Sobald der Rekonditionierungsvorgang abgeschlossen ist, schaltet das Ladegerät auf den Wartungsmodus (grüne Leuchte bzw. vollständig aufgeladen). Die untere Leuchte Recond leuchtet weiter, um Sie daran zu erinnern, dass Sie Rekonditionieren gewählt haben.

7. Maintenance charge - Float Laden mit konstanter Spannung.

8. Maintenance charge - Pulse Der Ladezustand schwankt zwischen 95% und 100%. Die Batterie erhält einen Impuls, sobald die Spannung auf ein vordefiniertes Niveau abgesunken ist. Dies hält die Batterie frisch, wenn sie nicht gebraucht wird. Das Ladegerät kann für Monate angeschlossen sein. Prüfen Sie, wenn möglich, den Säurestand in der Batterie. Das Ladegerät misst die Klemmenspannung kontinuierlich, um festzustellen, wann ein Ladeimpuls erfolgen soll.

Wenn die Batterie geladen ist und/oder die Klemmenspannung abfällt, gibt das Ladegerät einen Ladeimpuls ab, so dass die Klemmenspannung auf den voreingestellten Wert steigt. Danach endet der Ladeimpuls und der Zyklus beginnt von neuem. Wenn die Klemmenspannung noch weiter abfällt, kehrt das Ladegerät automatisch zum Beginn des Ladezyklus zurück.

285

D1 Starterbatterie

Weisen Sie die Bedeutungen den Symbolen zu.

MM EFZ

64 UMWELTGERECHTER UMGANG MIT BATTERIEN

MM EFZ

D1 Starterbatterie

64.1 Beschriftung Säurepaket

Auf den Batterien sind zum Teil Symbole von Sicherheitshinweisen aufgedruckt. Welche Bedeutung haben internationale Piktogramme?

1. Hinweise auf Batterien und in Gebrauchsanweisungen beachten.

2. Augenschutz tragen.

3. Kinder vor Säure und Batterien fern halten.

4. Beim Laden entsteht Knallgas, Explosionsgefahr.

5. Funkenbildung beim Umgang mit Kabeln verhindern.

6. Batteriesäure ist stark ätzend.

7. Altbatterien bei Sammelstelle abgeben.

8. Batterie zurück zum Hersteller oder Sammelstelle bringen.

Welche Sicherheitsvorkehrungen müssen Sie beim Befüllen einer neuen Batterie treffen?

Sicherheitsvorschriften beachten und einhalten. Augenschutz und Handschuhe tragen. Verschüttete Säure sofort wegwischen.

Wie muss Schwefelsäure im Betrieb gelagert werden?

Für unbefugte, insbesondere Kinder, unerreichbar lagern. Giftige Stoffe sollen 1.20 m ab Boden oder in einem abgeschlossenen Schrank gelagert werden.

Wie kann ein Betrieb die alten Batterien umweltgerecht entsorgen?

Batterien können der Wiederverwertung zugeführt werden. Die alten Batterien periodisch dem Lieferanten mitgeben, oder in einer Sammelstelle abgeben.

286

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Erklären Sie die Hinweise auf dem Säurepaket.

287

D1 Starterbatterie

Berechnungen sind einfach lösbar wenn die Zusammenhänge bekannt sind. Das Formelbuch ist kein Ersatz dafür.

Lösen Sie die Berechnungen zum Thema Batterie.

FO 33 (29, 30, 32) RB 69

MM EFZ

MM EFZ

65 BERECHNUNGEN

66 REPETITIONSFRAGEN

Berechnungen zu Entlade- und Ladestrom, -zeit und -kapazität basieren auf der speicherbaren Energie in Ah und der Leistung in W. Als Basis dienen die Formeln U = R x I und P = U x I sowie die Gesetzmässigkeiten zu gemischten Schaltungen.

1. Erklären Sie die Aufgaben der Starterbatterie

65.1 L adestrom und L adezeit

D1 Starterbatterie

Beantworten Sie die Fragen zum Thema Batterie.

Diese Fragen sollten in Prüfungen und an der LAP beantwortet werden können.

2. Erklären Sie den Aufbau der Starterbatterie

Die Entladekapazität (entnehmbare Elektrizitätsmenge) in Ah ist das Produkt aus dem Entladestrom in A und der Entladezeit in h.

Die Ladekapazität in Ah das Produkt aus dem Ladestrom in A und der Ladezeit in h.

65.2 K apazität Unter der Kapazität eines Akkumulators versteht man die Elektrizitätsmenge in Amperestunden, welche dem voll geladenen Akkumulator entnommen werden kann. Sie ist abhängig von Entladestrom, Temperatur, Säuredichte und Entladeschlussspannung.

Beim Laden und Entladen der Batterie entstehen Verluste. Es wird nur ein Teil der zugeführten Energie wieder abgegeben. Unter dem Amperestunden Wirkungsgrad versteht man das Verhältnis der abgegeben zur zugeführten Elektrizitätsmenge.

3. Erklären Sie den Begriff Kapazität

65.3 Innenwiderstand Wird einer Batterie Strom entnommen, so entsteht am Innenwiderstand ein Spannungsabfall. Die Klemmenspannung ist daher im belasteten Zustand um diesen Spannungsabfall kleiner als die Leerlaufspannung der unbelasteten Batterie.

4. Erklären Sie den Begriff Nennkapazität

5. Erklären Sie den Begriff Nennspannung

288

289

D1 Starterbatterie

MM EFZ

6. Erklären Sie den Begriff Ruhespannung

MM EFZ

D1 Starterbatterie

12. Erklären Sie den Begriff Selbstentladung

13. Berechnen Sie die Ladezeit bei Normal- und Schnellladung 7. Erklären Sie den Begriff Gasungsspannung

14. Berechnen Sie den Ladestrom bei Normal- und Schnellladung

8. Erklären Sie den Begriff Sulfatierung

15. Berechnen Sie die Kapazität einer Batterie

9. Erklären Sie den Begriff Normalladung

16. Berechnen Sie den Innenwiderstand einer Batterie

10. Erklären Sie den Begriff Schnelladung

11. Erklären Sie den Begriff Innenwiderstand

290

291

D1 Starterbatterie

Beantworten Sie die Prüfungsfragen.

MM EFZ

67 PRÜFUNGSFRAGEN 1. Starterbatterien sind besonders geeignet für Anwendungsfälle mit a) hohen Leistungsentnahmen b) häufigen Tiefentladungen 2. Die Dichte der Schwefelsäure in einer vollgeladenen Bleistarterbatterie beträgt a) 1,28 kg/dm3 b) 1,23 kg/dm3 c) 1,12 kg/dm3 3. Bei der Entladung einer Batterie nimmt die Säuredichte· a) zu b) ab 4. Gasen der Batterie hat zur Folge a) Säureverlust (H2S04) b) Wasserverlust (H20) 5. Eine gasende Batterie a) muss vor Funken geschützt werden b) ist völlig ungefährlich

MM EFZ

D1 Starterbatterie

11. Bei abnehmender Temperatur verringert sich a) die Leistung der Startanlage (Batterie und Starter) b) die vom Verbrennungsmotor benötigte Startleistung 12. Auskunft über das Startvermögen bei tiefen Temperaturen gibt a) die Nennspannung b) die Belastbarkeit mit dem Kälteprüfstrom 13. Der Elektrolyt einer voll geladenen Batterie gefriert, verglichen mit einer ungeladenen Batterie a) bei tieferer Temperatur (grösserer Kälte) b) bei höherer Temperatur (geringerer Kälte) 14. Zum Nachfüllen von verbrauchtem Wasser in einer Batterie verwendet man a) Leitungs Wasser b) entsalztes Wasser c) destilliertes Wasser 15. Das Laden einer Batterie geschieht durch Anschliessen ihrer Pole an eine entsprechende a) Gleichstromquelle b) Wechselstromquelle

6. Die einzelnen Zellen einer Batterie sind in der Regel a) hintereinandergeschaltet b) parallelgeschaltet 7. Der Minus-Pol einer Batterie ist zur Unterscheidung vom Plus-Pol a) stärker ausgebildet (grösserer Durchmesser) oder rot b) schwächer ausgebildet (kleinerer Durchmesser) 8. Die Kapazität einer Batterie ist umso grösser a) je mehr Zellen hintereinandergeschaltet sind b) je grösser Plattenzahl und Plattenabmessungen sind c) je kleiner die Entladestromstärke ist d) je höher die Temperatur ist 9. Die Nennspannung einer Batterie hängt ab a) von der Plattenoberfläche b) von der Zahl der hintereinandergeschalteten Zellen 10. Die Klemmenspannung einer Batterie ist a) abhängig von der Belastung b) unabhängig von der Belastung

292

293

D1 Starterbatterie

MM EFZ

MM EFZ

D1 Starterbatterie

68â&#x20AC;&#x201A; ZUSAMMENFASSUNG

294

295

D1 Starterbatterie

296

MM EFZ

MM EFZ

D1 Starterbatterie

297

D1 Starterbatterie

298

MM EFZ

MM EFZ

D1 Starterbatterie

299

D1 Starterbatterie

300

MM EFZ

MM EFZ

D1 Starterbatterie

301

D1 Starterbatterie

302

MM EFZ

MM EFZ

D1 Starterbatterie

303

D1 Starterbatterie

304

MM EFZ

MM EFZ

D2 L adeanlagen

Motorradmechaniker /-in EFZ MT Motorradtechnik D2 Ladeanlagen

305

D2 L adeanlagen

Hinweis Hier finden Sie Zusatzinformationenen, Lernhilfen etc.

Merke Informationen, die Sie immer wieder brauchen, werden hier hervorgehoben.

MM EFZ

MM EFZ

69 BILDUNGSPLAN

INHALT 69 Bildungsplan 70 Ladeanlagen 70.1 Aufgaben der Ladeanlage 70.2 Aufbau von Ladeanlagen 70.2.1 Induktion 70.2.1.1 Generatorprinzip 70.2.1.2 Prinzipieller Aufbau 70.3 Wechselstromgeneratoren 70.3.1 Eigenschaften 70.3.2 Einphasengeneratoren 70.3.2.1 Fahrraddynamo 70.3.2.2 Motorrad und Roller 70.3.2.3 Selbstregulierung der Spannung 70.3.2.4 Schwung-Licht-Zündgenerator 70.3.2.5 Gleichrichterschaltungen 70.3.3 Wechselstromgeneratoren 70.3.3.1 Aufbau 70.3.3.2 Funktion 71 Spannungsregelung 71.1 Permanent erregte Generatoren 71.1.1 Regelung mit Zenerdiode 71.1.2 Regelung mit Thyristor 71.1.2.1 Thyristorregler 1 71.1.2.2 Thyristorregler 2 71.1.3 Thyristorregler 3 71.1.4 Thyristor Regulator 71.2 Elektromagnetisch erregte Generatoren 71.2.1 Transistorregler 71.2.2 Monolithregler 71.2.3 Regelung mit Feldeffekt-Transistoren 71.3 Überprüfen der Ladeanlage 71.3.1 Regler 71.3.2 Dioden 71.3.3 Ruhespannung 71.3.4 Ruhestrom 71.3.5 Ladespannung und Ladestrom 71.3.6 Statorspulen 71.3.6.1 Erregerspule 72 Repetitionsfragen

D2 L adeanlagen

307 308 308 308 308 309 309 310 310 311 311 311 313 314 316 317 318 321 328 328 328 329 330 331 332 333 334 335 337 338 338 338 338 339 339 339 339 339 340

Reserve

Aufbau, Eigenschaften und Wirkungsweise gebräuchlicher Ladeanlagen mit Hilfe von Schaltplänen erklären.

Praxiswissen mit der Theorie verlinken.

die Spannungsregelung erklären.

Erfahrungen aus der Werkstatt und den ÜK vergleichen mit theoretischem Wissen.

Prüfmöglichkeiten von Bauteilen beschreiben.

Auftrag Lesen Sie den Auftrag.

Führen Sie nur die geforderten Arbeiten aus.

FA

624 - 632

FM

315 - 332

RB 70 SVBA 159, 241, 242

Idealerweise speichern Sie diese im Kopf ab.

306

255, 271 - 280

307

D2 L adeanlagen

Lesen Sie das Manuskript und das Fachbuch.

Bearbeiten Sie die Texte und Bilder gemäss eigener Vorstellung und bearbeiten Sie alle Aufträge.

Beantworten Sie die Repetitionsfragen mit ihrem erworbenen Wissen. Kontrollieren Sie ihre Antworten mit Hilfe der Unterlagen.

Zeitrahmen: 12 LE Datum EK: ___________

MM EFZ

70 LADEANLAGEN 70.1 Aufgaben der L adeanlage Die Ladeanlage hat die Aufgabe, bei laufendem Motor die elektrische Energie zu erzeugen, um die Verbraucher zu versorgen und die Batterie aufzuladen.

D2 L adeanlagen

70.2.1.1 Generatorprinzip Um dauerhaft eine Spannung zu erzeugen wird die Spule drehbar in einem Magnetfeld gelagert. Dreht sich die Spule, ändert sich das Magnetfeld für die Wicklung fortlaufend. Es wird ständig eine Spannung induziert.

Da sich die Anzahl der magnetischen Feldlinien durch die Spule ständig ändert, ist der Wert der induzierten Spannung nicht konstant, sondern ändert sich ebenfalls ständig. Eine grosse Magnetfeldänderung für die Spule erzeugt eine grosse Induktionsspannung. Die nach diesem Prinzip erzeugte Spannung ist eine Wechselspannung.

70.2 Aufbau von L adeanlagen Generatoren sind Maschinen, die aus Bewegungsenergie elektrische Energie herstellen. Die Wirkungsweise beruht auf der Wechselwirkung von Magnetismus und Elektrizität: Mit Hilfe von elektrischer Energie lässt sich ein Magnetfeld erzeugen, mit Hilfe eines Magnetfeldes lässt sich elektrische Energie erzeugen.

70.2.1 Induktion Die Bewegung eines Magnetfeldes induziert (erzeugt) in einem Leiter bzw. in einer Spule eine Induktionsspannung. Man bezeichnet diesen Vorgang als Induktion der Bewegung. Die Richtung der induzierten Spannung hängt direkt von der Bewegungsrichtung des Magnetfeldes ab. Die Richtung des Stromes kann mit der «Rechten Handregel» (Generatorregel) festgestellt werden. Die erzeugte Spannung ist umso grösser, je rascher der Leiter im Magnetfeld bewegt wird, je grösser die wirksame Länge des Leiters (Windungszahl) ist und je stärker das Magnetfeld (Dichte der Feldlinien) ist.

308

MM EFZ

70.2.1.2 Prinzipieller Aufbau Damit eine Induktionsspannung entstehen kann müssen folgende Voraussetzungen erfüllt sein Kraftlinienfeld Dauermagnet oder Elektromagnet (Erregerwicklung mit denPolschuhen) Elektrischer Leiter Erzeugerwicklung mit Eisenkern Feststehend Ständer oder Stator genannt) Bewegung Es spielt keine Rolle, welches Bauteil bewegt wird. Normalerweise wird der Elektromagnet bewegt, da ihm relativ kleine Ströme zugeführt werden.

Erregerwicklung 1 auf dem Rotor.

Erregerwicklung 1 im Stator.

Erzeugerwicklung 2 im Stator.

Erzeugerwicklung 2 auf dem Rotor.

Normalfall

Ausnahmefall

Aufgaben und Aufbau der in Motorrädern eingebauten Ladeanlagen sind Grundwissen.

309

D2 L adeanlagen

Gleichstromgeneratoren oder Lichtmaschinen werden heute nicht mehr gebaut.

Erstellen Sie ein Organigramm zum Thema Wechselstromgeneratoren.

MM EFZ

MM EFZ

70.3 Wechselstromgeneratoren

70.3.2 Einphasengeneratoren

Wir unterscheiden Einphasen- (1 Wicklung) und Dreiphasengeneratoren (3 Wicklungen). Bei den Einphasengeneratoren mit permanenter Erregung (Dauermagnet) unterscheiden wir Anlagen mit und ohne (Fahrzeuge ohne Batterie) Gleichrichter und Regler. Bei den Dreiphasengeneratoren wird zwischen permanenter und elektrischer Erregung unterschieden.

Sie haben eine Wicklung und die Frequenz (Anzahl Schwingungen pro Sekunde) ist proportional zu Drehzahl und Polpaaren. Beim Einphasengenerator entspricht die Anzahl der Magnetpole im Rotor der Anzahl der Spulen im Stator.

70.3.2.1 Fahrraddynamo

D2 L adeanlagen

Zylindrische Wicklung

Als Stromerzeuger ist der Fahrraddynamo das wichtigste Element der Fahrradbeleuchtung. Fahrraddynamos werden als Rollen- oder Walzen-, Seiten-, Felgen-, Radnaben- oder als Speichendynamo gebaut. Sie arbeiten ohne Spannungsregulierung und Gleichrichtung wenn sie kein Standlicht haben. Aus diesem Grund müssen die Verbraucher die vorgeschriebenen Werte (V und A oder W) aufweisen.

Sternförmige Wicklung

70.3.2.2 Motorrad und Roller 70.3.1 Eigenschaften Die Erzeugerwicklung liegt im Stator.

Die Erregung ist durch Dauermagneten oder durch elektromagnetische Erregung möglich.

Die Erregerwicklung bzw. die Dauermagneten befindeen sich im Rotor.

Zur Gleichrichtung des Wechselstromes ist ein Gleichrichter notwendig.

Die Verwendung von Halbleiter-Bauelementen erfordert die Beachtung von Vorsichtsmassnahmen beim elektrischen Schweissen am Fahrzeug und beim Laden der eingebauten Batterie.

310

Generatoren mit Aussenläufer Der Rotor (Polrad) trägt den Dauermagneten (Kobalt - Samarium, Neodym - Eisen - Bor, AlNiCo Stahl, FeCoCr Legierungen, CuNiFe und CuNiCo-Legierungen) und dreht sich um den Stator (Wicklungen).

311

D2 L adeanlagen

MM EFZ

Generatoren mit Innenläufer Der Rotor mit Permanentmagnet dreht sich im stromerzeugenden Stator. Magnetläufer sind in vier-, sechs-, acht- und zwölfpoliger Bauweise anzutreffen.

Ergänzen Sie das Schema, dass die Lichtanlage funktioniert. Das Spulenpaar 1 ist für die Zündanlage und wird nicht gleichgerichtet.

312

MM EFZ

D2 L adeanlagen

70.3.2.3 Selbstregulierung der Spannung Die Höhe der in der Statorwicklung induzierten Wechselspannung ist abhängig von der Geschwindigkeit, mit der die magnetischen Kraftlinien die Spulenwindungen schneiden, also von der Drehzahl der Kurbelwelle und von der Stärke des Stromes, der während des Generatorbetriebes die Induktionsspule durchfliesst.

Das bedeutet, steigende Drehzahl führt zu einem Anstieg der Generatorspannung (Induktionsspannung am unbelasteten Generator) und steigende Stromstärke führt zu einer Gegeninduktion, welche die Induktionsspannung drosselt.

Die wirksame Spannung (Klemmenspannung) setzt sich also zusammen aus der Differenz zwischen Induktionsspannung und Gegenspannung.

Die Stromstärke in einem Stromkreis ist abhängig von der Klemmenspannung und dem Gesamtwiderstand. Der Gesamtwiderstand setzt sich zusammen aus den Einzelwiderständen (Verbraucher-, Leitungs- und innerer Widerstand der Spannungsquelle) Der Verbraucherwiderstand steht immer in einem bestimmten Verhältnis zur elektrischen Leistung des Verbrauchers. Man errechnet ihn nach der Formel R = U2 / P. Daraus ergibt sich: Je höher die Leistung um so kleiner der Widerstand (siehe Diagramm).

Der Leitungswiderstand ist abhängig von der Länge und dem Querschnitt des Leiters. Hinzu kommt der elektrische Widerstand, der an oxidierten Klemmstellen und Schalterkontakten entstehen kann. Diese Übergangswiderstände können zu erheblichen Störungen führen, während der normale Leitungswiderstand so klein ist, dass er rechnerisch ausser Betracht gelassen werden kann.

Der innere Widerstand einer Generatorspule ist abhängig vom Material, der Leiterlänge und vom Querschnitt des Leiters.

Daraus ergibt sich, dass eine Generatorspule mit einer bestimmten Leiterlänge und einem bestimmten Leiterquerschnitt in einem Stromkreis mit einem bestimmten Verbraucher in einem sehr breiten Drehzahlband eine nahezu konstante Klemmenspannung abgeben kann.

Tauscht man diesen Verbraucher gegen einen Verbraucher mit höherem oder niederem Widerstand aus, ändert sich die Klemmenspannung der Generatorspule. Bei einer Lampe wirkt sich eine solche Spannungsänderung entweder leistungssteigernd bis zu möglicher Zerstörung oder leistungsmindernd aus.

Ist der Widerstand sehr klein, im Extremfall null Ohm, wenn beide Enden der Generatorwicklung miteinander verbunden werden, die Wicklung also kurzgeschlossen wird, fällt die Klemmenspannung auf fast null Volt herunter. Hier kann der Kurzschluss keinen Schaden in der Wicklung anrichten, da ohne Spannung kein Strom fliesst und ohne Stromfluss keine Wärmeentwicklung auftritt.

Diese Kurzschluss Schaltung über eine Zenerdiode oder einen Thyristor wird zur Spannungsregulierung von Wechselstromgeneratoren eingesetzt.

313

D2 L adeanlagen

MM EFZ

Das Diagramm zeigt anhand geschätzter Werte, welche Wirkung die Änderung der Belastung auf die Klemmenspannung hat.

MM EFZ

D2 L adeanlagen

Färben Sie die Lichtleitungen Nacht rot, die Lichtleitungen Tag grün und die Leitungen der Zündanlage blau ein.

Zeichnen Sie eine Leitung, mit der eine nachträglich eingebaute Batterie geladen werden könnte.

Was muss dabei beachtet werden?

70.3.2.4 Schwung-Licht-Zündgenerator Leybold AC 6 V Lampe 2 x 150 Windungen 3 Situationen: 1) Lampe 2) unbelastet 3) Spulenkurzschluss

314

Das Schema auf Seite 11 zeigt, wie bei Anlagen das Problem der angepassten Beschaltung gelöst wird: Die gleichzeitig für den Lichtstrom und den Ladestrom vorgesehene Spule hat zwei Ausgänge: Mit wenig Windungen kann bei Tagfahrt die Spannung zum Aufladen der Batterie entnommen werden. Wird bei Nachtfahrt das Scheinwerferlicht und das Rücklicht zu geschaltet, lässt man die Spule mit ihrer Gesamtwindungszahl arbeiten. Um dies schaltungstechnisch lösen zu können, braucht es einen Doppelschalter, der zwei voneinander unabhängige Schaltarme gleichzeitig betätigt.

Die vorgeschriebenen Werte der elektrischen Verbraucher müssen bei Ersatz unbedingt eingehalten werden. Die Anlage darf nicht abgeändert werden, ohne die Wicklungen ebenfalls anzupassen.

315

D2 L adeanlagen

Lösen Sie SVBA 241 - 242.

MM EFZ

70.3.2.5 Gleichrichterschaltungen

MM EFZ

D2 L adeanlagen

70.3.3 Wechselstromgeneratoren

Eine Gleichrichtung des im Generator induzierten Wechselstroms ist immer dann erforderlich, wenn Verbraucher vorhanden sind, die nur mit Gleichstrom betrieben werden können. Die Batterie kann nur mit Gleichstrom (DC) geladen werden. Verbraucher können mit Gleichstrom (Anlasser) oder Wechselstrom (Lampen) betrieben werden.

Einweggleichrichtung

Auch Drehstromgenerator oder Alternator (ALTERNating current GenerATOR) genannt sind diese in Fahrzeugen mit vielen elektrischen Verbrauchern eingebaut. Bei Drehstromgeneratoren ist das Verhältnis Magnetpole zu Statorwicklungen 2 : 3.

Die Einphasen-Wechselspannung wird mit einer Diode gleichgerichtet. Batterie und Verbraucher werden mit Gleichstrom gespeist. Es wird nur eine Halbwelle ausgenutzt. Grosse Restwelligkeit des Gleichstroms. Hohe Energieverluste und Wärmebelastung.

Zwei- oder Vollweggleichrichtung Für die Vollweggleichrichtung eines Einphasen-Wechselstromes benötigt man vier Dioden in Brücken- oder Grätzschaltung.

Drehstromgeneratoren können als Innen- oder Aussenläufer (Dauermagnetrotor)

Dadurch werden beide Halbwellen ausgenutzt. Die Energieverluste und Wärmebelastungen sind geringer, die Restwelligkeit des Gleichstromes wird kleiner. Diese kann durch mehrere Spulen, die im Kreis angeordnet sind, nochmals stark verkleinert werden.

316

oder bürstenlos, das heisst ohne mechanische Berührung, konstruiert sein. Der Stator ist fest, die Rotorspule ebenfalls, nur der Klauenpolläufer dreht sich.

317

D2 L adeanlagen

MM EFZ

70.3.3.1 Aufbau Drehstromgenerator mit Dauermagnetrotor

MM EFZ

D2 L adeanlagen

Phasen-, Spulenverkettung Sternschaltung Dreieckschaltung

Dieser Generator ist äusserlich nur durch die Anzahl bzw. das Verhältnis der Magnetpole zu den Statorwicklungen vom Einphasengenerator zu unterscheiden und selten anzutreffen.

Drehstromgenerator mit Elektromagnetrotor Der Klauenpolrotor (Erregerwicklung) erzeugt ein drehbares Magnetfeld um die Statorwicklung (Erzeugerwicklung) zu schneiden. Er besteht aus der Läuferwelle, den beiden Klauenpolhälften aus Weicheisen und der im Zentrum angeordneten Erregerwicklung. Dreht die Erregerwicklung, wird die Stromzuführung über radial angeordnete Schleifringe sicher gestellt.

Am Klauenpolrotor liegen sich immer ein Nord- und ein Südpol in wechselseitiger Anordnung gegenüber.

Die Polkanten verlaufen schräg, um ein weiches Schneiden der Feldlinien zu ermöglichen (Geräuschminderung).

Stator mit Erzeugerwicklung Das Kraftlinienfeld schneidet beim Umlaufen des Klauenpolrotors die drei Stränge der feststehenden Erzeugerwicklung. Es wird in jeder Spuleeine Spannung induziert.

Der Klauenpolrotor dreht sich in einer Spulenanordnung, die im wesentlichen aus drei Spulen besteht. In seinen um 120° versetzten Spulen erzeugt der Generator die drei dargestellten, ebenfalls um 120° versetzten Spannungen. Dieser dreiphasige Wechselstrom heisst Drehstrom, weil im Ständer ein Drehfeld entsteht.

Drehstrom ergibt eine bessere Ausnützung des Generators als einphasiger Wechselstrom.

Aus einem Drehstromgenerator müssten sechs Anschlüsse heraus geführt werden. Die Zahl der sechs Anschlüsse lässt sich auf drei verringern, wenn die drei Spulen in Stern- oder Dreieckschaltung verkettet werden.

318

Lesen Sie FA 625

Bei der Sternschaltung ist die Phasenspannung um den Faktor 1,732-mal grösser als die Spulenspannung. Die Stromstärke in der Spule ist gleich dem Phasenstrom. Die Sternschaltung wird an Motorradgeneratoren am häufigsten angewendet.

Bei der Dreieckschaltung ist der Phasenstrom um den Faktor 1,732mal grösser als der Spulenstrom.

Die Phasenspannung ist gleich wie die Spulenspannung. Motorradgeneratoren mit Phasen in Dreieckschaltung sind eher selten.

Sternschaltung mit Mittelleiter Weil die drei Strangwiderstände bei der industriellen Fabrikation nie so exakt gewickelt sind, dass sie gleiche Widerstandswerte und einen exakten Versatz von 120 Grad erreichen, wird bei leistungsstarken Drehstromgeneratoren am Sternpunkt ein Mittelleiter angeschlossen. Durch den Mittelleiter fliesst ein Ausgleichsstrom. Er fliesst auch dann, wenn sich die Strangwiderstände während des Betriebes verändern. Der Mittelleiter führt bei unsymmetrischen Strangwiderständen den Ausgleichsstrom.

Ein solcher am Mittelpunkt der Sternschaltung angeschlossener Mittelleiter wird durch je eine Diode mit dem Pluspol bzw. mit dem Minuspol der Batterie verbunden. Der Ausgleichsstrom wird gleichgerichtet. Dies führt ab einer bestimmten Generatordrehzahl zusätzlich zu einer Leistungssteigerung und billigeren Produktion.

319

D2 L adeanlagen

MM EFZ

Gleichrichter Die im Generator erzeugte Wechselspannung ist weder zum Laden der Batterie noch für die Versorgung der elektronischen Steuergeräte und Komponenten geeignet. Um sie für den eigentlichen Zweck nutzbar zu machen, muss die Wechselspannung gleichgerichtet werden.

Der Generator beinhaltet eine Vollweggleichrichtung. Diese besteht aus sechs Leistungsdioden und drei Erregerdioden (nicht in jedem Fall). Leistungsdioden können als Zenerdioden ausgelegt sein.

MM EFZ

D2 L adeanlagen

Die Gleichrichterdioden dürfen nicht zu warm werden, die Verlustwärme muss deshalb mit Sicherheit abgeführt werden. Aus diesem Grunde sind die Dioden in Kühlkörpern eingebaut. Die drei Plusdioden sitzen gemeinsam auf einem Kühlkörper. Die drei Minusdioden sind auf einem weiteren Kühlkörper zusammengefasst.

Gleichrichterschaltung

Die im Motorfahrzeug verwendeten Dioden sind in einem Metallgehäuse vergossen. Das eine Ende ist mit einem Drahtstück heraus geführt, der andere Anschluss liegt aus wärmetechnischen Gründen direkt am Gehäuse. Man unterscheidet deshalb in der Fahrzeugelektrik zwischen Plusund Minusdioden

Bei Drehstromgeneratoren wird der erzeugte Wechselstrom in einer mit sechs Dioden bestückten Brückenschaltung gleichgerichtet. Bei dieser Brückenschaltung mit sechs Dioden handelt es sich um eine Zwei- oder Vollweggleichrichtung. Im Bild ist der Spannungsverlauf mit einem Magnetpolpaar aufgezeigt. Durch den Klauenpolläufer mit je 6 Nord- und 6 Südpolen und den 3 Wicklungen entsteht eine sehr geringe Welligkeit, fast gar ein Gleichstrom. Dazu sind sechs Dioden notwendig.

70.3.3.2 Funktion Plusdiode Minusdiode Gleichrichterdioden im Generator dienen nicht nur der Gleichrichtung, durch ihre Polung und Schaltung verhindern sie ein Entladen der Batterie über die drei Phasen der Ständerwicklung.

320

Im Drehstromgenerator unterscheiden wir den Vorerreger-, Erregerund Ladestromkreis. Der Erregerstromkreis kann dauernd fremderregt (Vorerregerstromkreis entfällt) oder selbsterregt sein. Drehstromgeneratoren mit Dauermagnetläufer sind selten und haben nur den Ladestromkreis.

321

D2 L adeanlagen

Zeichnen Sie den Ladestromkreis rot ein.

MM EFZ

Ladestromkreis Der in den drei Phasen induzierte Wechselstrom wird durch die Leistungsdioden gleichgerichtet und dann an Batterie und Verbraucher geleitet.

Damit Strom vom Generator zur Batterie fliesst, muss die Generatorspannung höher sein als die Batteriespannung.

Der im Stator erzeugte Strom wird über die Plusdiode und die Ladeleitung an den Pluspol der Batterie geführt. Die Rückleitung geht vom Minuspol der Batterie zum Anschluss D- und über die Minusdiode sowie eine Wicklung zum Sternpunkt.

Bei der Sternschaltung sind die Wicklungen des Stators unter dem Winkel von 120° in Serie geschaltet. Bei der Dreieckschaltung sind die Wicklungen des Stators unter dem Winkel von 120° parallel geschaltet.

322

MM EFZ

Erregerstromkreis mit dauernder Fremderregung Bei diesen Anlagen wird der Erregerstrom für die Feldwicklung dauernd von der Batterie bezogen.

D2 L adeanlagen

Zeichnen Sie den Erregerstromkreis rot ein.

Der Erregerstrom fliesst bei eingeschaltetem Zündschloss vom Pluspol der Batterie über den Regler (D+) an den Anschludd DF (Dynamo Field = Feldwicklung) zur Erregerwicklung und zurück zur Batterie. Wird die Ladespannung zu hoch, schaltet der Regler um auf D-.

323

D2 L adeanlagen

Zeichnen Sie den Erregerstromkreis rot ein.

324

MM EFZ

Erregerstromkreis mit Selbsterregung

MM EFZ

Vorerregerstromkreis

Selbsterregende Generatoren, die während dem Anlaufen vorerregt werden müssen, da die Remanenz (Restmagnetismus im Weicheisen Klauenpolläufer) zu gering ist, um ein Magnetfeld zu erzeugen.

Selbsterregend heisst: Der Erregerstrom wird aus dem Generator gewonnen. Der Erregerstrom zur Erzeugung des Magnetfeldes wird von der Erzeugerwicklung abgezweigt und durch die drei Erregerdioden und die drei Minusdioden gleichgerichtet. Da jedoch erst Strom produziert werden kann, wenn die Erregrwicklung (Feldwicklung) ein Magnetfeld aufbaut, ist der Drehstromgenerator nicht selbststartend.

Bei Drehstromgeneratoren liegen im Erregerstromkreis zwei Dioden, eine Erregerdiode und eine Minusdiode. Die Selbsterregung kann erst einsetzen, wenn der Generator eine Spannung von 2 x 0,7 V = 1,4 V (Schleusenspannung der Dioden) erreicht hat. Das vorhandene Restmagnetfeld des Rotors erzeugt diese Spannung erst bei hoher Drehzahl. Deshalb muss der Drehstromgenerator während des Anlaufens durch Batteriestrom vorerregt werden.

Die Vorerregung kann über eine Glühlampe oder über eine elektronische Anzeige mit parallel geschaltetem Widerstand erfolgen. Die Glühlampe resp. deren Widerstand bestimmen die Grösse des Erreregerstromes. Sie müssen genügend Leistung aufweisen, damit genügend Strom für die Vorerregung anliegt. Die Lampenleistung bei 12 V Anlagen muss mindestens 2 Watt betragen.

Der Strom fliesst von der Erzeugerwicklung über die Erregerdiode auf den Anschluss D+ des Reglers. über den Anschluss DF gelangt der Strom zur Erregerwicklung (Feldwicklung) und zum Anschluss D- am Generator.

Durch die 2 Minusdioden der anderen Wicklungen fliesst der Strom zum Sternpunkt (Wicklungsanfang).

Der Strom fliesst vom Pluspol der Batterie über das Zündschloss und die Ladekontrolllampe zum Anschluss D+ am Regler. Vom Anschluss DF am Regler fliesst er durch die Erregerwicklung (Feldwicklung) und baut ein Magnetfeld auf. Der Strom fliesst über die Masse zum Minuspol der Batterie

D2 L adeanlagen

Zeichnen Sie den Vorerregerstromkreis rot ein.

325

D2 L adeanlagen

Zeichnen Sie den Kurzschlussstromkreis rot ein.

326

MM EFZ

Zenerdioden im Gleichrichter Die Leistungsdioden im Gleichrichter sind als Zenerdioden ausgelegt und bilden einen wirksamen Überspannungsschutz, wenn die Bordnetzspannung einen bestimmten Wert (17 V bis 30 V je nach Hersteller) übersteigt.

MM EFZ

D2 L adeanlagen

Suchen Sie in Werkstatthandbüchern eine Ladeanlage mit Selbsterregung. Kopieren Sie die Anlage und kleben Sie diese ein. Zeichnen Sie den Ladestromkreis in roter, den Erregerstromkreis in grüner und den Vorerregerstromkreis in blauer Farbe nach.

327

D2 L adeanlagen

Zeichnen Sie den Kurzschlussstromkreis braun ein und bestimmen Sie die Zenerspannung.

MM EFZ

MM EFZ

71 SPANNUNGSREGELUNG

71.1.2 Regelung mit Thyristor

Die Aufgabe des Spannungsreglers ist es, die Generatorspannung und damit die Bordspannung über den gesamten Drehzahlbereich, unabhängig von Drehzahl und Belastung, konstant zu halten. Die Begrenzung der Ladespannung schützt die Verbraucher vor Überspannungen und verhindert, dass die Batterie überladen wird.

Drehstromgeneratoren mit Dauermagnetrotor haben den Vorteil, dass sie zum Anlaufen nicht auf eine Vorerregung aus einer Fremdstromquelle angewiesen sind.

Andererseits sind auch sie auf das Vorhandensein einer funktionsfähigen Batterie angewiesen, die während des Betriebes als Puffer zur Aufnahme und Glättung von Spannungsspitzen dient. Ohne diese Pufferwirkung der Batterie wären die elektronischen Bauteile des Fahrzeuges durch die Spannungsspitzen ausserordentlich gefährdet.

Das Hauptproblem dieser Generatorbauart ist die Spannungsregelung: Bei ständig gleichbleibender Magnetfeldstärke nimmt die Generatorspannung mit steigender Drehzahl zu. Hier können nun wie bei den Einphasengeneratoren Massnahmen der angepassten Beschaltung (Oldtimer) oder der zeitweiligen Kurzschlussschaltung zur Spannungsregulierung herangezogen werden. Eine Kurzschlussschaltung stellt man über einen oder mehrere Thyristoren her, die über eine Zenerdiode angesteuert werden.

71.1 Permanent erregte Generatoren Durch die ständig gleichbleibende Magnetfeldstärke des Dauermagneten, nimmt die Generatorspannung mit steigender Drehzahl zu (Siehe 2.3.2.3 Selbstregulierung der Spannung) Durch periodisches kurzschliessen des Ladestromkreises wird die Ladespannung konstant gehalten. Diese Kurzschlussschaltung kann durch eine Zenerdiode oder durch einen Thyristorregler hergestellt werden.

D2 L adeanlagen

Zeichnen Sie den Kurzschlussstrom braun, den Ladestrom rot und den Steuerstrom grün ein.

71.1.1 Regelung mit Zenerdiode In den Spulen des Generators wird ein Wechselstrom induziert und im Gleichrichter gleichgerichtet.

Eine leistungsstarke Zenerdiode, parallel zur Batterie geschaltet, oder 6 Leistungszenerdioden anstelle der normalen Plus- und Minusdioden mit einer Zenerspannung von 14,4 bis 15,9 Volt (je nach Batterietyp und Schaltung) stellt automatisch die Kurzschlussschaltung aller Spulenpaare her, wodurch die Spannung heruntergeregelt wird.

Sie wirkt also wie ein Überdruckventil und hält die Ladespannung auf 14,4 bis 14,8 Volt.

Durch ständiges Wechseln vom leitenden in den nicht leitenden Zustand kann die Zenerdiode verhindern, dass die Netzspannung über den zulässigen Wert ansteigt.

328

329

D2 L adeanlagen

Zeichnen Sie den Kurzschlussstrom braun, den Ladestrom rot und den Steuerstrom grün ein und beschriften Sie die Bauteile.

330

MM EFZ

71.1.2.1 Thyristorregler 1 Die gängiste Regelung bei Dauermagnetläufern hat pro Wicklung (Phase) ein Thyristor und die Zenerdiode reagiert auf die Netzspannung an der Batterie.

Der im Generator erzeugte Wechselstrom fliesst über den Gleichrichter zur Batterie. Die im Spannungsregler eingebaute Zenerdiode reagiert auf die an der Batterie anliegende Spannung. Durch die spezielle Schaltung der drei Thyristor - Gates werden die positiven Halbwellen aller drei Phasen gemeinsam kurzgeschlossen, sobald die Spannung an den Batteriepolen einen Wert von mehr als 14,4 bis 14,8 Volt hat.

MM EFZ

71.1.2.2 Thyristorregler 2

Der Spannungsregler in der Abbildung zeigt die Besonderheit, dass er auf der Wechselstromseite des Gleichrichters arbeitet. Dabei stellt ein Thyristor die Kurzschlussschaltung der drei Spulengruppen her. Allerdings kann der Thyristor nur im Bereich der positiven Halbwelle tätig werden, doch reicht das aus, um die Spannung so weit zu drosseln, dass die Batterie und die Verbraucher nicht überlastet werden.

Der Thyristor wird von der Gleichstromseite, Pluspol von Batterie und Gleichrichter, angesteuert. Steigt die Spannung dort über 14 Volt an, schaltet die Zenerdiode im Regler durch. Dadurch erhält der Thyristor den Impuls zum Öffnen. Er leitet während der jeweiligen positiven Halbwelle nach Masse. Der Kurzschlussstromkreis wird über eine Gleichrichterdiode geschlossen.

D2 L adeanlagen

Zeichnen Sie den Kurzschlussstrom braun, den Ladestrom rot und den Steuerstrom grün ein und beschriften Sie die Bauteile.

331

D2 L adeanlagen

Zeichnen Sie den Kurzschlussstrom braun, den Ladestrom rot und den Steuerstrom grün ein.

MM EFZ

71.1.3 Thyristorregler 3

MM EFZ

71.1.4 Thyristor Regulator

Durch den Lichtschalter wird eine Phase abgeschaltet. Zwei Phasen sind dem Gleichrichter zugeführt und eine davon am Spannungsregler angeschlossen ist. Ein Nachteil dieser Schaltung ist, dass die Spannungsregulierung ohne Berücksichtigung des Ladezustandes der Batterie und daraus resultierend der Batteriespannung erfolgt.

Die am Spannungsregler angeschlossene Phase ist über einen Thyristor an Masse gelegt. Dieser leitet nur, wenn die positive Halbwelle der geregelten Phase die Zenerspannung erreicht. Er schaltet immer ab, wenn die Phase von der positiven Halbwelle in die negativen Halbwelle übergeht.

Durch die Kurzschlussschaltung wirkt das erzeugte Ungleichgewicht der Spannungen am Mittelpunkt der Statorschaltung spannungsdrosselnd auf die beiden anderen Wicklungen.

D2 L adeanlagen

Plot the short circuit brown and the control circuit green.

Operation If the voltage to the battery is lower than the set voltage of the zener diode (ZD) of the voltage detection part, ZD turns OFF and the AC electricity generated by the stator coil is rectified by the rectifier (D1 – 6) and charges the battery.

When the engine speed increases and the generated voltage becomes higher than the set voltage, ZD turns ON, base current flows between B – E of the transistor (TR), turning TR ON and current flows between C – E. This causes signal current to the thyristor (SCR1 – 3) gate and when SCR turns ON, the current generated by the stator coil flows to ground and the voltage higher than the set voltage is cut out.

This two steps are repeated to control the charging amount. rectifier

Translate these terms.

regulator stator coil voltage current switch charge amount increase

332

333

D2 L adeanlagen

Zeichnen Sie im Regler die 2 Schalterstellungen und den Erregerstrom einer Wicklung ein.

MM EFZ

MM EFZ

71.2 Elektromagnetisch erregte Generatoren

71.2.1 Transistorregler

Generatoren mit Klauenpolläufer haben eine Erreger- oder Feldwickklung. Der Stromfluss durch die Wicklung erzeugt ein Magnetfeld. Die Magnetfeldstärke ist abhängig von der Stromstärke. Der Stromfluss ist abhängig von der anliegenden Spannung und dem Leiterwiderstand der Wicklung.

Durch ein- und ausschalten der Erregerwicklung kann die Magnetfeldstärke der Ladespannung angepasst werden.

Steigt diese an, öffnet der Regler öfter. Dadurch wird das Magnetfeld (und die Induktion in den Statorspulen) schwächer und die Ladespannung sinkt.

Sinkt die Ladespannung zu tief ab, schliesst der Regler öfter. Dadurch wird das Magnetfeld (und die Induktion in den Statorspulen) stärker und die Ladespannung steigt Mechanische Regler haben Frequenzen bis 300 Hz, elektronische über 1›000 Hz. Die Ladespannung bleibt so in einem sehr engen Bereich konstant.

Der Transistorregler schaltet über 2 Transistoren, geregelt durch eine Z - Diode, die Feldwicklung ein und aus. Der Leistungstransistor schaltet den Erregerstrom ein und aus. Der Steuertransistor schaltet den Leistungstransistor, geregelt durch die Zenerdiode, die Ladespannung und den Spannungsteiler R1 und R2.

Transistorregler in Hybridtechnik sind in einem hermetisch abgekapselten Gehäuse untergebracht. Auf einer Keramikplatte sind Schutzwiderstände und ein IC zusammen geschaltet. Im IC sind alle Steuer- und Regelfunktionen vereinigt. Die Darlingtonendstufe ist direkt auf das Metallgehäuse aufgelötet, um einen guten Wärmefluss zu garantieren. Der Regler ist ohne Verkabelung direkt auf dem Bürstenhalter montiert.

334

D2 L adeanlagen

Zeichnen Sie die Feldwicklung ein und links die Spannung Leistungstransistor aus, rechts ein.

Lesen Sie im FA 628, FM 328, BU LG 13 - 14 Funktion und Vorteile der Transistorregler.

335

D2 L adeanlagen

Beschreiben Sie die Funktion der beiden Transistorregler (NPN und PNP).

336

MM EFZ

MM EFZ

D2 L adeanlagen

71.2.2 Monolithregler Die Monolythregler (1) sind eine Weiterentwicklung des Hybridreglers. Die Funktion des IC, der Leistungsendstufe und der Freilaufdiode sind in einem Chip integriert. Auf Grund der sehr kompakten Bauweise ist die Zuverlässigkeit sehr hoch. Der Spannungsabfall des Monolythreglers beträgt nur noch 0,5 Volt, im Gegensatz zu den 1,5 Volt des Hybridreglers.

Die Dalingtonschaltung (2), betehend aus 2 hintereinander geschalteten bipolaren Transistoren, ist eine Stromverstärkerschaltung für Leistungstransistoren. Sind die beiden Transistoren in einem Gehäuse, spricht man vom Darlingtontransistor. Der Spannungsabfall liegt zwischen 1,2 und 1,4 Volt.

Bei der Unterbrechung des Erregerstromes entsteht infolge der Selbstinduktionsspannung in der Erregerwicklung eine Spannungsspitze, welche die Transistoren und den IC zerstören könnte. Die parallel zur Erregerwicklung geschaltete Freilaufdiode (3) leitet diese der angelegten Spannung entgegengerichtete Selbstinduktionsspannung direkt vom Wicklungsanfang zum Wicklungsende und verhindert eine Zerstörung der elektronischen Bauteile. Anstelle einer Diode kann auch ein Varistor (Spannungsabhängiger Widerstand) eingebaut sein.

Markieren Sie im Schema die Darlingtonschaltung und die Löschdiode rot. Zeichnen Sie den Erregerstrom einer Wicklung blau ein.

Lösen Sie SVBA 255.

337

D2 L adeanlagen

MM EFZ

71.2.3 Regelung mit Feldeffekt-Transistoren Bei dieser Regler-Gleichrichtereinheit wurden die Minusdioden durch FET (Feldeffekt Transistoren) ersetzt. Die Regelelektronik variiert den Stromfluss durch die FET in Abhängigkeit der Ladespannung.

Es entsteht grundsätzlich weniger Wärmeenergie (Verlust) beim Gleichrichten und Regeln, weil die FET spannungs-, nicht stromabhängig (leistungsfrei) funktionieren.

71.3 Überprüfen der L adeanlage

MM EFZ

71.3.3 Ruhespannung

D2 L adeanlagen

Notieren Sie Merkpunkte zu Messungen im Ladesystem FA 330 - 332.

71.3.4 Ruhestrom

71.3.5 L adespannung und L adestrom

71.3.1 Regler Der Regler kann nur mit einer regelbaren Gleichspannungsquelle geprüft werden. Wer kein solches Gerät zu Verfügung hat, prüft alle anderen Bauteile und schliesst deren Defekt aus, so bleibt nur der Regler als Ursache zurück.

Am ausgebauten Regler schliessen wir die Gleichspannungsquelle und eine Armaturenglühlampe (12V 4W) wie gezeigt an. Beim Erhöhen der Spannung auf 12 Volt muss die Glühlampe immer heller leuchten. Durch weiteres Erhöhen der Spannung wird die Regelspannung des Reglers überprüft. Die Glühlampe soll frühestens bei 14 Volt aber spätestens bei 14.7 bis 15.5 Volt löschen (je nach Batteriebauart)

71.3.6 Statorspulen

71.3.6.1 Erregerspule Lösen RB 70

338

71.3.2 Dioden

SVBA 159, 241, 242, 255

Dioden können bei einigen Fahrzeugen bei ausgebautem Gleichrichter mit dem Multimeter in der Stellung Diodentest geprüft werden. Alle Plus- und Minusdioden in beide Richtungen prüfen.

SVBA 271 - 280

339

D2 L adeanlagen

Diese Fragen sollten an der LAP beantwortet werden können.

MM EFZ

72 REPETITIONSFRAGEN

MM EFZ

D2 L adeanlagen

6. Erklären Sie die Wirkungsweise der Einphasen Wechselstromanlage mit Regler und Gleichrichter

1. Erklären Sie den Aufbau der Einphasen Wechselstromanlage ohne Regler und Gleichrichter

7. Erklären Sie den Aufbau der Dreiphasen Wechselstromanlage mit Dauermagnet 2. Erklären Sie die Eigenschaften der Einphasen Wechselstromanlage ohne Regler und Gleichrichter

8. Erklären Sie die Eigenschaften der Dreiphasen Wechselstromanlage mit Dauermagnet 3. Erklären Sie die Wirkungsweise der Einphasen Wechselstromanlage ohne Regler und Gleichrichter

4. Erklären Sie den Aufbau der Einphasen Wechselstromanlage mit Regler und Gleichrichter

5. Erklären Sie die Eigenschaften der Einphasen Wechselstromanlage mit Regler und Gleichrichter

340

9. Erklären Sie die Wirkungsweise der Dreiphasen Wechselstromanlage mit Dauermagnet

10. Erklären Sie den Aufbau der Dreiphasen Wechselstromanlage mit Elektromagnet

341

D2 L adeanlagen

MM EFZ

11. Erklären Sie die Eigenschaften der Dreiphasen Wechselstromanlage mit Elektromagnet

MM EFZ

D2 L adeanlagen

15. Erklären Sie die Spannungsregelung mit Thyristoren

12. Erklären Sie die Wirkungsweise der Dreiphasen Wechselstromanlage mit Elektromagnet

13. Erklären Sie die Spannungsregelung der Einphasen Wechselstromanlage ohne Regler und Gleichrichter

16. Erklären Sie die Spannungsregelung elektrisch erregter Drehstromgeneratoren

14. Erklären Sie die Spannungsregelung permanent erregter Drehstromgeneratoren

342

343

D2 L adeanlagen

MM EFZ

17. Erklären Sie die Spannungsregelung mit Transistoren

18. Erklären Sie die Spannungsregelung mit Feldeffekttransistoren

19. Erklären Sie die Prüfmöglichkeiten an der Ladeanlage

344

MM EFZ

Motorradmechaniker /-in EFZ MT Motorradtechnik D3 Startanlagen

D3 Startanlagen

D3 Startanlagen

Hinweis Hier finden Sie Zusatzinformationenen, Lernhilfen etc.

Merke Informationen, die Sie immer wieder brauchen, werden hier hervorgehoben.

MM EFZ

MM EFZ

73 BILDUNGSPLAN

INHALT 73 Bildungsplan 74 Startanlagen 74.1 Aufgaben 74.2 Eigenschaften 74.3 Anforderungen 74.4 Wirkungsweise 74.5 Kommutator 74.6 Gleichstrommotor Bauarten 74.6.1 Fremderregte Motoren 74.6.1.1 Permanenterregt 74.6.1.2 Elektrisch fremderregt 74.6.2 Selbsterregte Motoren 74.6.2.1 Nebenschlussmotor 74.6.2.2 Hauptschlussmotor 74.7 Starterfreilauf 74.7.1 Rollenfreilauf ohne Federn 74.7.2 Rollenfreilauf mit Federn 74.7.3 Klemmkörperfreilauf 75 Dauermagnetstarter 76 Schubtrieb-Starter 77 Schub-Schraubtrieb-Starter 77.1 Einspurvorgang 77.2 Startvorgang 77.2.1 Zahn trifft auf Lücke 77.2.2 Zahn trifft auf Zahn 77.3 Ausspurvorgang 78 Starter mit Vorgelege 79 Starterschaltungen 79.1 Roller 79.2 Hauptschlussmotor 79.3 Permanentmotor 79.4 Suzuki 79.5 Honda 79.6 Yamaha 80 Arbeitsblätter 81 Repetitionsfragen

347 348 348 348 348 348 349 350 350 350 350 350 350 351 351 351 351 352 352 352 353 354 354 354 355 355 356 356 357 357 358 358 360 361 363 366

D3 Startanlagen

Reserve

Aufbau, Eigenschaften und Wirkungsweise gebräuchlicher Startermotoren erklären.

Praxiswissen mit der Theorie verlinken.

Aufbau und Wirkungsweise von Einspur- und Freilaufsystemen beschreiben.

Erfahrungen aus der Werkstatt und den ÜK vergleichen mit theoretischem Wissen.

Anhand von Schaltplänen die Sicherheitsschaltung von Starteranlagen interpretieren.

Auftrag Lesen Sie den Auftrag.

Führen Sie nur die geforderten Arbeiten aus.

FA 338 - 344 FM 635 - 641 RB 70 SVBA 301 - 310

Idealerweise speichern Sie diese im Kopf ab.

347

D3 Startanlagen

Lesen Sie das Manuskript und das Fachbuch.

Bearbeiten Sie die Texte und Bilder gemäss eigener Vorstellung und bearbeiten Sie alle Aufträge.

Beantworten Sie die Repetitionsfragen mit ihrem erworbenen Wissen. Kontrollieren Sie ihre Antworten mit Hilfe der Unterlagen.

Zeitrahmen: 6 LE Datum EK: ___________

MM EFZ

74 STARTANLAGEN 74.1 Aufgaben Verbrennungsmotoren müssen durch eine besondere Vorrichtung gestartet werden, sie können nicht aus eigener Kraft anlaufen. Dabei sind die Widerstände der Verdichtung sowie Kolben- und Lagerreibung zu überwinden. Die Widerstände sind von der Bauart des Motors abhängig und die Reibungswiderstände sind bei tiefen Temperaturen grösser.

MM EFZ

Wird der Leiter als eine im Magnetfeld frei drehbare Schleife ausgebildet, so entsteht eine Drehbewegung. Erfolgt im toten Punkt der Drehung eine Stromrichtungsänderung, so entsteht eine ununterbrochene Rotation.

Die Stromrichtungsänderung erfolgt durch einen Kommutator (Stromwender) mit Kohlebürsten. Um ein gleichmässiges Drehmoment zu erzielen, wird die Anzahl Leiterschleifen erhöht.

D3 Startanlagen

Zeichnen Sie in den Skizzen Stromrichtung, Magnetfelder und -pole ein.

74.2 Eigenschaften Damit der Verbrennungsmotor selbständig anlaufen kann, muss der Starter den Motor auf Mindeststartdrehzahl (Benzin 40 – 120 1/min, Diesel 60 - 200 min-1) bringen. Die Startermotoren haben die Eigenschaft, dass sie bei tiefer Drehzahl ein hohes und bei hoher Drehzahl ein niederes Drehmoment entwickeln. Deshalb ist eine grosse Übersetzung nötig, welche die Drehzahl reduziert und das Drehmoment vergrössert.

74.3 Anforderungen Ständige Startbereitschaft Ausreichende Startleistung bei allen vorkommenden Temperaturen Hohe Lebensdauer, viele Startvorgänge (Motor abstellen) Geringes Gewicht und kleine Abmessungen Wartungsfreier Betrieb

74.4 Wirkungsweise

Aufgaben, Eigenschaften und Wirkungsweise gehören zum Basiswissen.

348

Im Elektromotor wird elektrischer Strom dazu genutzt, eine Drehbewegung zu bewirken. Dabei wird elektrische Energie in mechanische Bewegung umgewandelt.

Um jeden stromdurchflossenen Leiter entsteht ein Magnetfeld. Wird ein stromdurchflossener Leiter in ein Magnetfeld gehalten, so wird auf den Leiter eine Kraft ausgeübt.

Die Kraft ist grösser, je stärker das Magnetfeld, je kleiner die Distanz und je grösser der Strom ist. Die Richtung der Kraft ist von der Stromrichtung und der Polarität des Magnetfeldes abhängig.

74.5 Kommutator Der Stromwender lässt den Strom nach jeder halben Umdrehung der Leiterschleife in der gewünschten Richtung fliessen, damit sich die Pole des Stators und des Rotors anziehen resp. abstossen und die Drehbewegung erhalten bleibt.

Bei Gleichstrommotoren sind die beiden Pole fest (Batterie). Der Strom fliesst von + zu - und nach einer halben Umdrehung würde der Motor stehen bleiben, da sich Nord - Nord und Süd -Südpol gegenüber stehen.

Die Anfänge und Enden der Leiterschleifen sind im Kommutator verlöte. Dieser dreht sich mit den Leiterschleifen.

Der Strom fliesst immer von + zu -, von oben nach unten. Nach einer halben Umdrehung ist der Leiterschleifenanfang, vorher +, eine halbe Umdrehung weiter, jetzt bei -.

Der Strom fliesst in umgekehrter Richtung durch die Leiterschleife, dadurch ändern sich Nord- und Südpol und der Motor dreht weiter.

349

D3 Startanlagen

MM EFZ

MM EFZ

74.6 Gleichstrommotor Bauarten

74.6.2.2 Hauptschlussmotor

Durch unterschiedliche Schaltung der Anker- und Erregerwicklung sowie durch die Verwendung von Elektro- oder Dauermagneten können die Gleichstrommotoren in zwei Gruppen eingeteilt werden.

Bei Motorrad-Startermotoren werden aus Gewichtsgründen vielfach permanent erregte Startermotoren verwendet. Um ein möglichst starkes Magnetfeld bei geringem Gewicht und Baugrösse zu erhalten werden moderne Werkstoffe für Dauermagneten verwendet. Die sogenannten Seltenerdemetalle Samarium, Neodymium usw. besitzen eine grosse magnetische Wirkung und Starter können deshalb kleiner gebaut werden.

Erreger- und Ankerwicklung sind in Serie geschaltet. Ein starker Strom in Erreger- und Ankerwicklung ergeben ein starkes Anzugsmoment (Kurzschluss). Bester Startermotor. Im Motorrad als Schubschrautriebstarter verbaut.

74.6.1 Fremderregte Motoren 74.6.1.1 Permanenterregt Einfacher Aufbau und geringe Baugrösse. Das Magnetfeld des Dauermagneten ist immer gleich stark.

Bei konstanter Batteriespannung bleibt die Drehzahl konstant. Das Anzugsdrehmoment ist abhängig von Ankerstrom.

74.7 Starterfreilauf Beim Starten des Motors muss automatisch eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Starter und Kurbelwelle hergestellt werden. Nach dem Anspringen des Motors muss die Kraftübertragung automatisch wieder gelöst werden. Damit wird ein Hochdrehen und Überbelastung des Starters verhindert.

Der Freilauf überträgt das Drehmoment nur in einer Richtung. In der entgegengesetzten Richtung dreht er frei durch. Er besteht aus einem Innenring, einem Aussenring und je nach Ausführung mehren Klemmrollen oder Klemmkörpern.

74.7.1 Rollenfreilauf ohne Federn Durch die Verzahnung des Innenrings wird das Drehen nach einer Seite gesperrt. Dreht der Innenring in Sperrrichtung, so legen sich die Rollen in den enger werdenden Klemmspalt und verhindern eine Bewegung zwischen Innen- und Aussenring.

74.6.1.2 Elektrisch fremderregt Anstelle des Dauermagneten ist ein unabhängiger Elektromagnet eingebaut. Bei konstanter Batteriespannung bleibt die Drehzahl konstant. Das Anzugsdrehmoment ist abhängig von Ankerstrom. In Motorrädern nicht verbaut.

74.6.2 Selbsterregte Motoren 74.6.2.1 Nebenschlussmotor Die Erregerwicklung liegt parallel zum Anker. Bei konstanter Batteriespannung bleibt die Drehzahl konstant. Das Anzugsdrehmoment ist abhängig von Ankerstrom. Nicht in Motorrädern verbaut.

350

D3 Startanlagen

74.7.2 Rollenfreilauf mit Federn Die Federn drücken die Rollen in den Klemmspalt. Da die Federkraft relativ gering ist, lassen sich Innen- und Aussenring in Drehrichtung leicht gegenenander verschieben. Die Rollen werden gegen die Federkraft aus dem Klemmspalt gedrückt.

Die Verzahnung des Aussenrings verhindert das Drehen in Sperrrichtung. Die Federn sorgen dafür, dass die Rollen im Klemmspalt liegen, bei Drehung in Sperrrichtung klemmen sich die Rollen zwischen Innen- und Aussenring.

351

D3 Startanlagen

MM EFZ

MM EFZ

D3 Startanlagen

74.7.3 Klemmkörperfreilauf Zwischen dem Innen- und Aussenring liegen unsymmetrische Klemmkörper. Durch die Drehung in Sperrrichtung werden sie aufgerichtet und klemmen zwischen Innen- und Aussenring.

75 DAUERMAGNETSTARTER Bezeichnen Sie die Bauteile in der Tabelle

Der Starter besteht aus dem Gehäuse mit einem Dauermagneten, dem Anker mit den Leiterschleifen und dem Stromwender (Kommutator) mit den Kohlebürsten. Auf der Ankerwelle sitzt ein Zahnrad mit Freilauf.

77 SCHUB-SCHRAUBTRIEB-STARTER Der Schub-Schraubtrieb-Starter besteht im wesentlichen aus dem Elektromotor, dem Einrückrelais, dem Einspurgetriebe für den Schraubweg und dem Rollenfreilauf. Damit die Verzahnungen mit möglichst geringem Kraftaufwand und Geräusch eingreifen können sind die Zähne auf der Einspurseite angeschrägt.

Bezeichnen Sie die Bauteile des Starters.

1 2 3 4

Fahrzeuge TZR 50, DT, Minarelli, Roller.

352

76 SCHUBTRIEB-STARTER Damit das Starterantriebsritzel nach dem Starten des Motors nicht ständig im Eingriff bleibt, können Schubtrieb-Einspursysteme verwendet werden. Beim Startvorgang wird das Starterritzel elektrisch oder mechanisch mit der Verzahnung des Schwungrades in Eingriff gebracht und nach dem Anspringen wieder zurück gezogen.

Beim Betätigen des Starters wird das Starterritzel durch Trägheit und Drehbewegung des Starters auf dem Steilgewinde verdreht und zur Schwungradverzahnung bewegt.

Das Antriebsritzel trägt im Innern ein Freilauf, damit der Startermotor beim Anspringen des Motors nicht überdreht wird. Damit die Verzahnungen mit möglichst geringem Kraftaufwand und Geräusch eingreifen können sind die Zähne auf der Einspurseite angeschrägt.

353

D3 Startanlagen

Erstellen Sie die Legende zu den 3 Bildern.

Markieren Sie mit roter Farbe die elektrischen und mechanischen Veränderungen bei den 3 Vorgängen.

MM EFZ

MM EFZ

77.1 Einspurvorgang

77.2.2 Zahn trifft auf Zahn

Wird der Starterschalter betätigt, so erhalten die Einzugs- und Haltewicklung Strom, Eisenkern und Einrückhebel werden angezogen. Der Einrückhebel verschiebt das Ritzel zum Zahnkranz auf dem Schwungrad. Das Ritzel spurt soweit ein, bis die Kontaktbrücke an den Kontakten des Startrelais anliegt. Gleichzeitig wird die Einzugswicklung ausgeschaltet. Nun wirkt nur noch die Haltewicklung, welche den Eisenkern in Startposition hält, bis der Startvorgang abgebrochen wird.

Sollte das Ritzel beim Einspuren nicht auf eine Zahnlücke, sonder auf einen Zahn treffen, so ermöglicht das Drehen des Startermotors zusammen mit dem Steilgewinde, der Einspurfeder und den Anschrägungen an den Zähnen das Auffinden einer Zahnlücke und somit das Einspuren.

D3 Startanlagen

77.3 Ausspurvorgang 77.2 Startvorgang 77.2.1 Zahn trifft auf Lücke Der umlaufende Starter schraubt das im Zahnkranz festgehaltene Ritzel auf dem Steilgewinde bis zum Anschlag auf der Ankerwelle. Das Ritzel hat den Schraubweg zurückgelegt. Erst jetzt kann der Starter den Motor durchdrehen.

Übersteigt die Motordrehzahl beim laufenden Motor die Starterdrehzahl, so löst der Freilauf die kraftschlüssige Verbindung zwischen Ritzel und Ankerwelle. Der Anker wird vor zu hohen Drehzahlen und Überlastung geschützt.

Wird der Starterschalter ausgeschaltet, so wird der Einrückhebel und mit ihm das Ritzel durch die Kraft der Rückstellfeder in die Ruhestellung zurück gezogen.

Nr.

Bauteil

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

354

355

D3 Startanlagen

Bezeichnen Sie die Bauteile des Planetengetriebes.

MM EFZ

78 STARTER MIT VORGELEGE Das Vorgelege besteht aus einem Planetengetriebe, das zwischen dem Anker und der Ankerwelle angeordnet ist. Das Sonnenrad 1 ist fest mit dem Anker verbunden. Das Hohlrad 2 ist fest im Polgehäuse verankert.

Die Planetenräder 3 sitzen auf dem Planetenträger, fest verbunden mit dem Einspurgetriebe und dem Ritzel.

Der Anker des Vorgelegestarters hat eine höhere Drehzahl und ein kleineres Drehmoment als der Starter ohne Vorgelege. Die Drehzahl des Starters wird durch das Vorgelege (Planetengetriebe) verringert und damit gleichzeitig das Drehmoment erhöht.

MM EFZ

D3 Startanlagen

79.1 Roller Markieren Sie den Hauptstromkreis rot und den Steuerstromkreis blau. Welche Bedingungen müssen erfüllt sein, damit der Anlasser den Motor startet?

M

79.2 Hauptschlussmotor

79 STARTERSCHALTUNGEN Unter bestimmten Bedingungen darf der Motor nicht in Betrieb gesetzt werden können. Die Fahrzeuge besitzen deshalb eine elektrische Schutzschaltung. Der Anlasser dreht nur, wenn sich Kupplung, Getriebe, Notausschalter, Seitenständer und Bremse, meistens eine Kombination dieser Bedingungen, in einer vorgegebenen Stellung befinden.

Die Bedingungen sind herstellerspezifisch unterschiedlich. Bei Rollern genügt es meistens, eine Bremse zu ziehen, damit der Motor startet. Bei Motorrädern muss der Notausschalter und eine Kombination von Kupplungs-, Seitenständer- und Getriebestellung, bei automatisierten Getrieben zusätzlich Bremsstellung, gemäss Vorgabe sein um das Fahrzeug zu starten.

Die genauen Zusammenhänge sind aus der Praxis bekannt oder können aus den Schaltplänen herausgelesen werden.

356

Markieren Sie den Hauptstromkreis rot und den Steuerstromkreis blau. Welche Bedingungen müssen erfüllt sein, damit der Anlasser den Motor startet?

Wozu dient die Diode?

357

D3 Startanlagen

MM EFZ

MM EFZ

D3 Startanlagen

79.3 Permanentmotor Markieren Sie den Hauptstromkreis rot und den Steuerstromkreis blau. Symbolisieren Sie die Anlasserschutzschaltung durch einen zusätzlichen Schalter. Beschriften Sie die Legende.

Nr.

Bauteil

1 2 3 4 5

79.4 Suzuki Markieren Sie den Hauptstromkreis rot und den Steuerstromkreis blau. Welche Bedingungen müssen erfüllt sein, damit der Anlasser den Motor startet?

358

359

D3 Startanlagen

MM EFZ

79.5 Honda Markieren Sie den Hauptstromkreis rot und den Steuerstromkreis blau. Welche Bedingungen müssen erfüllt sein, damit der Anlasser den Motor startet? Wozu dienen die Dioden 13?

MM EFZ

D3 Startanlagen

79.6 Yamaha Markieren Sie den Hauptstromkreis rot und den Steuerstromkreis blau. Welche Bedingungen müssen erfüllt sein, damit der Anlasser den Motor startet? Wozu dient die Diode rechts von 2?

Lösen Arbeitsblätter RB 70 SVBA 301 - 310

360

361

D3 Startanlagen

MM EFZ

MM EFZ

D3 Startanlagen

80 ARBEITSBLÄTTER

362

363

D3 Startanlagen

364

MM EFZ

MM EFZ

D3 Startanlagen

365

D3 Startanlagen

Diese Fragen sollten an der LAP beantwortet werden können.

MM EFZ

81 REPETITIONSFRAGEN

MM EFZ

D3 Startanlagen

11. Erklären Sie die Eigenschaften von Dauermangnetstartern

1. Erklären Sie den Aufbau von Motorrad Startermotoren 12. Erklären Sie die Wirkungsweise von Dauermangnetstartern 2. Erklären Sie die Eigenschaften von Motorrad Startermotoren 13. Erklären Sie den Aufbau von Schub Trieb Startern 3. Erklären Sie die Wirkungsweise von Motorrad Startermotoren 14. Erklären Sie die Eigenschaften von Schub Trieb Startern 4. Erklären Sie den Aufbau von Permanentmotoren 15. Erklären Sie die Wirkungsweise von Schub Trieb Startern 5. Erklären Sie die Eigenschaften von Permanentmotoren

16. Erklären Sie den Aufbau von Schub Schraubtrieb Startern 6. Erklären Sie die Wirkungsweise von Permanentmotoren

17. Erklären Sie die Eigenschaften von Schub Schraubtrieb Startern 7. Erklären Sie den Aufbau von Hauptschlussmotoren

18. Erklären Sie die Wirkungsweise von Schub Schraubtrieb Startern 8. Erklären Sie die Eigenschaften von Hauptschlussmotoren

9. Erklären Sie die Wirkungsweise von Hauptschlussmotoren

10. Erklären Sie den Aufbau von Dauermangnetstartern

366

19. Erklären Sie den Aufbau des Rollenfreilaufes

20. Erklären Sie die Wirkungsweise des Rollenfreilaufes

367

D3 Startanlagen

MM EFZ

21. Erklären Sie den Aufbau des Klemmkörperfreilaufes

22. Erklären Sie die Wirkungsweise des Klemmkörperfreilaufes

23. Erklären Sie den Aufbau des Einspursystems

24. Erklären Sie die Wirkungsweise des Einspursystems

25. Interpretieren Sie die Sicherheitsschaltung Yamaha

26. Interpretieren Sie die Sicherheitsschaltung Honda

27. Interpretieren Sie die Sicherheitsschaltung Suzuki

368

MM EFZ

D5 Beleuchtungs- und Signalanlage

Motorradmechaniker /-in EFZ MT Motorradtechnik D5 Beleuchtungs- und Signalanlage

369

D5 Beleuchtungs- und Signalanlage

Hinweis Hier finden Sie Zusatzinformationenen, Lernhilfen etc.

Merke Informationen, die Sie immer wieder brauchen, werden hier hervorgehoben.

Idealerweise speichern Sie diese im Kopf ab.

370

MM EFZ

MM EFZ

INHALT 82 Bildungsplan 83 Leitungsnetz 83.1 Aufgaben 83.2 Eigenschaften 83.2.1 Analoge Leitungsnetze 83.2.2 Digitale Leitungsnetze 83.2.2.1 Multiplex 83.2.2.2 Datenbus 83.2.3 Steckverbindungen 83.3 Beanspruchungen 83.3.1 Temperatur 83.3.2 Oxidation 83.3.3 Isolation 83.3.4 Beweglichkeit 83.4 Schaltpläne 84 Sicherungen 84.1 Aufgaben 84.2 Eigenschaften 84.3 Bauarten und Kennzeichnung 84.3.4.1 Schmelzeinsätze (Torpedosicherungen) 84.3.4.2 Glassicherungen (Glasrohrsicherungen) 84.3.4.3 Stecksicherungen 84.4 Beanspruchungen 85 Leuchtmittel 85.1 Lichttechnische Grössen 85.1.1 Lichtstärke 85.1.2 Lichtstrom 85.1.3 Beleuchtungsstärke 85.1.4 Lichtausbeute 85.1.5 Farbtemperatur 85.2 Bauarten 85.2.1 Glühlampen (Metalldrahtlampen) 85.2.2 Gasentladungslampen 85.2.3 Leuchtdioden 85.3 Eigenschaften 85.3.1 Glühlampen 85.3.2 Gasentladungslampen 85.3.3 Leuchtdioden 85.4 Wirkungsweise 85.4.1 Glühlampen 85.4.2 Gasentladungslampen 85.4.3 Leuchtdioden 86 Scheinwerfer 86.4.1 Aufgabe 86.4.2 Aufbau 86.1 Bauarten 86.1.1 Symmetrisches Licht 86.1.2 Asymmetrisches Licht 86.1.3 Sealed Beam 86.1.4 Xenonlicht 86.1.5 Adaptive Scheinwerfer 86.1.6 Laserlicht 86.2 Streuscheiben

371 372 372 372 372 373 373 373 373 374 374 374 374 374 374 375 375 376 376 376 376 377 377 378 378 378 378 378 378 379 379 379 381 383 384 384 384 384 385 385 385 387 388 388 388 388 388 388 389 389 389 390 390

86.3 Reflektoren 86.3.1 Aufgabe 86.3.2 Aufbau 86.3.3 Paraboloidreflektoren 86.3.3.1 Abblendlicht 86.3.3.2 Fernlicht 86.3.4 Ellipsoidreflektoren 86.3.5 Stufenreflektoren (Multifokusreflektoren) 86.3.6 Freiformreflektoren 86.3.7 Vorschriften 87 Blinkanlage 87.1 Aufbau 87.2 Funktionsweise 87.2.1 Blinkanlage 87.2.2 Warnblinkanlage 88 Signalhorn 88.1 Bauarten 88.2 Funktionsweise 89 Lichthupe 90 Beleuchtungsanlage 91 Signalanlage 92 Beleuchtungsmodell 93 Repetitionsfragen

D5 Beleuchtungs- und Signalanlage

391 391 391 391 391 392 392 394 394 395 396 396 396 396 397 397 397 397 398 399 401 402 408

Reserve Praxiswissen mit der Theorie verlinken.

Erfahrungen aus der Werkstatt und den ÜK vergleichen mit theoretischem Wissen.

Auftrag Lesen Sie den Auftrag.

Führen Sie nur die geforderten Arbeiten aus.

FM 345

82 BILDUNGSPLAN Lampenbauarten benennen und Eigenschaften erklären.

Aufbau und Aufgabe von Streuscheiben und Reflektoren erklären.

Scheinwerferbauarten unterscheiden.

Anhand von Schaltplänen die Funktionsweise der Beleuchtungsanlage interpretieren.

Aufbau und Funktionsweise der Bauteile der Signalanlage erklären.

Anhand von Schaltplänen die Funktionsweise der Signalanlage interpretieren.

FA 605, 608, 609 TAB 29 - 32, 40, 41 FO 30 RB 66 SVBA 281 - 296

371

D5 Beleuchtungs- und Signalanlage

Lesen Sie das Manuskript und das Fachbuch.

Bearbeiten Sie die Texte und Bilder gemäss eigener Vorstellung und bearbeiten Sie alle Aufträge.

Beantworten Sie die Repetitionsfragen mit ihrem erworbenen Wissen. Kontrollieren Sie ihre Antworten mit Hilfe der Unterlagen.

MM EFZ

83 LEITUNGSNETZ

MM EFZ

D5 Beleuchtungs- und Signalanlage

83.2.2 Digitale Leitungsnetze

Zum Betrieb der elektrischen und elektronischen Systeme im Fahrzeug ist Energie erforderlich, die das Bordnetz mit der Batterie und dem Generator bereitstellt. Das Energiebordnetz besteht aus dem Generator als Energiewandler, einer Batterie als Energiespeicher und den elektrischen Geräten als Verbraucher. Mit zunehmender Anzahl elektrischer Verbraucher sind die Anforderungen an die Energieversorgung immer weiter gestiegen. Ein zuverlässiges Energiebordnetz setzt voraus, dass alle Komponenten aufeinander abgestimmt sind.

83.2.2.1 Multiplex Die Datenübertragung besteht aus Sender (Multiplexer), Leitung und Empfänger (Demultiplexer). Der Datenblock wird dauernd gesendet, mehrere Befehle können fast gleichzeitig ausgeführt werden (Millisekundenbereich), wenig störanfällig, relativ langsam.

83.2.2.2 Datenbus

Zeitrahmen: 6 LE Jedes Steuergerät ist Sender und Empfänger, der Datenaustausch ist zwischen allen Teilnehmern möglich, sehr schnelle Übertragung, einzelne Sensorsignale stehen mehreren Steuergeräten zur Verfügung, hohe Übertragungszuverlässigkeit, international genormtes Datenprotokoll wird bei Bedarf gesendet

Datum EK: ___________

83.2.3 Steckverbindungen

83.1 Aufgaben Das Leitungsnetz versorgt alle Verbraucher im Fahrzeug mit der nötigen elektrischen Energie (Spannung und Strom) vom Generator oder von der Batterie.

83.2 Eigenschaften

Für Montage- und Reparaturarbeiten sind die Steckverbindungen mit Farben und Nummern markiert. Stecker sind meistens nur in einer Position koppelbar um falsches Anschliessen zu verhindern.

Die gesamte Steckverbindung ist zur Stiftleiste des Steuergerätes durch eine umlaufende Radialdichtung im Steckergehäuse abgedichtet. Der Schutz der Kontaktstelle gegen eindringende Feuchtigkeit entlang des Kabels erfolgt durch eine Dichtplatte aus Silikongel.

83.2.1 Analoge Leitungsnetze Das herkömmliche Leitungsnetz deckt hohen Strombedarf bei extremen Temperaturen, ist hoch Belastbar bei niedrigen Drehzahlen, sichert die Energieversorgung der Motorsteuerung, Sicherheits- und Komfortelektronik auch bei intensiver Beanspruchung.

372

Bei der Montage des Steckers werden der Kontakt und die Leitung durch die Dichtplatte geschoben und verriegelt sich selbstständig durch eine Rastfeder, die in einem Hinterschnitt im Kunststoffgehäuse verrastet.

373

D5 Beleuchtungs- und Signalanlage

MM EFZ

83.3 Beanspruchungen

D5 Beleuchtungs- und Signalanlage

83.3.3 Isolation

Schaltzeichen sind die kleinsten Bausteine eines Schaltplans und die vereinfachte zeichnerische Darstellung eines elektrischen Gerätes. Sie lassen die Wirkungsweise eines Geräts erkennen und stellen in Schaltplänen die funktionellen Zusammenhänge eines technischen Ablaufs dar, berücksichtigen jedoch nicht die Form und Abmessungen des Geräts und die Lage der Anschlüsse am Gerät. Ein Schaltzeichen soll einprägsam, leicht verständlich, unkompliziert in der Darstellung und eindeutig sein. Sie werden in stromund spannungslosem und mechanisch nicht betätigtem Zustand dargestellt.

Schaltzeichen und Verbindungslinien, elektrische Leitungen, haben die gleiche Linienbreite. Die Richtung der weiterführenden Leitungen ist frei wählbar, ausgenommen bei Schaltzeichen für Widerstände (Anschlusszeichen sind hier nur an den Schmalseiten zugelassen).

Strichpunktierte Trenn- oder Umrahmungslinien grenzen nicht leitende Gehäuse von Schaltungen ab. Verzweigungen werden sowohl mit als auch ohne Punkt dargestellt.

Das festgelegte System der Klemmenbezeichnungen soll ein möglichst fehlerfreies Anschliessen aller Leitungen an den Geräten ermöglichen.

Sie sind nicht gleichzeitig Leitungsbezeichnungen, da an beiden Enden einer Leitung Geräte mit unterschiedlicher Klemmenbezeichnung angeschlossen sein können.

Um bei hohen Spannungen (Kerzenkabel) das Durchschlagen zu verhindern, muss die Isolation genügend dick sein. Die isolierende Umhüllung soll benzinbeständig, ölfest und feuchtigkeitsdicht sein. Sie soll genügend Festigkeit gegen mechanisches Durchscheuern aufweisen.

84 SICHERUNGEN

83.3.1 Temperatur Umgebungstemperatur, Motorwärme und Stromfluss dürfen das Leitungsnetz nicht zu stark erwärmen, damit die Isolation (Thermoplast oder Elastomer) nicht schmilzt und die Stromzufuhr gewährleistet wird (Cu ist PTC). Als Anhaltspunkt dienen die Werte 3 A für Spulen, 10 A für dauerbelastete und 20 A für kurzzeitbelastete Kabel pro mm2 Querschnitt.

83.3.2 Oxidation Feuchtigkeit und Säuren lassen Metalle oxideren. Die Oxidschicht hat eine schlechte Leitfähigkeit und bewirkt einen Spannungsabfall.

Dadurch funktionieren die Verbraucher nicht mehr richtig oder fallen ganz aus. Edelmetallbeschichtungen an Steckverbindungen reduzieren die Oxidationsgefahr.

83.3.4 Beweglichkeit Schwingungen, Vibrationen und Bewegungsvorgänge (Lenken und Federn) stellen hohe Ansprüche an die Flexibilität der Leiter. Leiter und Umhüllung sollen bruchfest und flexibel bleiben.

83.4 Schaltpläne Der Schaltplan ist die zeichnerische Darstellung elektrischer Geräte durch Schaltzeichen und zeigt die Art, in der sie zueinander in Beziehung stehen und miteinander verbunden sind. Nach der Darstellung wird unter- schieden zwischen Übersichtsschaltplan (Vereinfachte Darstellung, Blockschema) und Stromlaufplan in zusammenhängender, halbzusammenhängender, aufgelöster und Iagerichtiger Darstellung, die kombiniert werden können.

Die Anlagen enthalten viele elektrische und elektronische Geräte für Steuerung und Regelung des Fahrzeuges. Eine Übersicht über die komplexen Bordnetzschaltungen ist nur mit aussagefähigen, normierten Schaltzeichen und Schaltplänen möglich. Schaltpläne als Stromlaufpläne und Anschlusspläne helfen bei der Störungssuche, erleichtern den Einbau zusätzlicher Geräte und ermöglichen das fehlerfreie Anschliessen beim Umrüsten oder Ändern der elektrischen Ausstattung von Fahrzeugen.

374

MM EFZ

TAB 29 - 32

Da jede Leitung nur mit dem zulässigen Dauerstrom belastet werden darf, müssen zum Schutz der Leitungen und Verbraucher Sicherungen eingebaut werden. Zu hohe Ströme, bei einem Kurzschluss, erwärmen den Leiter so stark, dass die Gefahr eines Kabelbrandes besteht. Die Sicherung besitzt einen Schmelzleiter, der so dünn ist, dass er bei einer bestimmten Stromstärke schmilzt und dadurch den Stromkreis unterbricht.

84.1 Aufgaben Sicherungen schützen das Leitungsnetz vor Überhitzung, die Batterie, die Verbraucher und den Generator vor Überbelastung und Defekt.

375

D5 Beleuchtungs- und Signalanlage

MM EFZ

MM EFZ

D5 Beleuchtungs- und Signalanlage

84.2 Eigenschaften

84.3.4.3 Stecksicherungen

Man unterscheidet flinke und träge Sicherungen. In elektronischen Geräten und in Messgeräten werden flinke Sicherungen verwendet. Sie unterbrechen den Stromkreis in Sekundenbruchteilen. Dies ist zum Schutz der elektronischen Bauteile nötig.

In Fahrzeugen finden hauptsächlich Schmelzsicherungen Verwendung, die für einen bestimmten Dauerstrom (5, 10, 20 A) ausgelegt sind.

Sie schmelzen erst bei einem deutlich höheren Strom als auf der Sicherung angegeben ist.

Die Sicherung muss möglichst nahe bei der Spannungsquelle verbaut sein und sichert Verbraucher einzeln oder in Gruppen ab. Für alle Zusatzausrüstungen ist eine separate Sicherung zu verwenden.

In den meisten Fahrzeugen werden Stecksicherungen verwendet.

Diese Bauart benötigt wenig Platz. Die Stecksicherungen sind zur besseren Unterscheidung farblich gekennzeichnet.

Farbe

Nennstrom

beige

5A

rot

10 A

blau

15 A

gelb

20 A

ohne

25 A

grün

30 A

84.3 Bauarten und Kennzeichnung 84.3.4.1 Schmelzeinsätze (Torpedosicherungen) Diese Bauart kommt bei älteren Fahrzeugen vor. Die Sicherungen sind zur besseren Unterscheidung farblich gekennzeichnet.

Farbe

Nennstrom

gelb

5A

weiss

8A

rot

16 A

blau

25 A

84.3.4.2 Glassicherungen (Glasrohrsicherungen) Der Sicherungsdraht ist in einem Glasrohr untergebracht.

84.4 Beanspruchungen Sicherungen müssen hohen Temperaturschwankungen, Oxidation, Schwingungen, Vibrationen und Schlägen trotzen.

TAB 41

376

377

D5 Beleuchtungs- und Signalanlage

MM EFZ

MM EFZ

D5 Beleuchtungs- und Signalanlage

85 LEUCHTMITTEL

85.1.5 Farbtemperatur

Leuchtmittel sind alle elektrischen Verbraucher, die Licht erzeugen.

Sie sind im Betrieb eine Lichtquelle und durch den in der Fassung steckenden Sockel mit der Leuchte oder Lampe verbunden.

Wichtige technische Angaben zu Leuchtmitteln sind die Nennspannung in V (Betriebsspannung), der Nennstrom in A (Betriebsstrom), die Nennleistung in W (elektrische Leistungsaufnahme), die Lichtausbeute im Lumen/W (Wirkungsgrad), der Lichtstrom in Lumen (abgestrahltes Licht), die Lichtstärke in Cd (Helligkeit der Lichtquelle) und die Beleuchtungsstärke in Lux (pro m2 Fläche).

Die Farbtemperatur ist ein Mass, um einen Farbeindruck einer Lichtquelle zu bestimmen mit der Einheit Kelvin.

85.1 Lichttechnische Grössen

85.2 Bauarten 85.2.1 Glühlampen (Metalldrahtlampen) Glühlampen bestehen aus dem Sockel und dem Glaskolben. Im luftdichten Glaskolben ist die Glühwendel, die im Betrieb elektrische Energie in Licht umwandelt. Der Glaskolben ist vakuumiert oder mit Schutzgas befüllt.

85.1.1 Lichtstärke Die Lichtstärke gilt im SI System als Basisgrösse mit der Einheit Candela (Cd). Die Lichtstärke gilt als Mass für die Helligkeit der Lichtquelle.

85.1.2 Lichtstrom

Einfadenglühlampen Einfadenlampen werden mit unterschiedlichsten Sockeln gebaut. Der Leistungsbereich liegt zwischen 0,1 W und 70 W.

Der Lichtstrom ist die gesamte, von einer Lichtquelle ausgestrahlte Lichtleistung mit der Einheit Lumen.

85.1.3 Beleuchtungsstärke Man versteht darunter den Lichtstrom, der eine Fläche von einem 1 Quadratmeter beleuchtet, mit der Einheit Lux (Lumen/m2).

85.1.4 Lichtausbeute Das Verhältnis vom ausgestrahlten Lichtstrom zur aufgenommenen elektrischen Leistung ist die Lichtausbeute in Lumen/W. Die Lichtausbeute entspricht dem Wirkungsgrad.

378

Zweifadenglühlampen Bei der Zweifadenlampe, auch Biluxlampe genannt, ist je eine Glühwendel für das Fernlicht und das Abblendlicht aus Wolfram in einem Glaskolben untergebracht. Durch einen Tellersockel wird die genaue Lage der Glühwendel im Scheinwerfer sichergestellt. Kontaktstifte dienen als Anschlüsse.

Die zulässige Leistungsaufnahme beträgt bei Fernlicht 45W, Abblendlicht 40 W, Bremslicht 21 W und Schlusslicht 10 W. Mit der Zeit verdampft das Wolfram und setzt sich am kälteren Glaskolben ab. Der Glaskolben schwärzt sich so im Laufe der Zeit.

379

D5 Beleuchtungs- und Signalanlage

MM EFZ

MM EFZ

D5 Beleuchtungs- und Signalanlage

85.2.2 Gasentladungslampen Xenon-Gasentladungslampen bestehen aus einem dickwandigen, mit Xenon gefüllten Quarzglaskolben, in dem zwei massive Wolfram-Elektroden eingeschmolzen sind, zwischen denen ein Abstand von wenigen Millimetern bleibt. Die Polarität darf nicht vertauscht werden. Die Gasfüllung besteht aus Xenon und Spuren von Quecksilber und Metallsalz.

Halogenlampen Es sind Glühlampen, die ein Füllgas mit Halogenzusätzen (Brom, Jod) enthalten. Halogenlampen unterscheiden sich im Betriebsverhalten von Metalldrahtlampen durch höhere Temperatur des Glühdrahtes und des Glaskolbens, höheren Innendruck der Gasfüllung bis 40 bar und grösserer Lichtausbeute wegen der höheren Temperatur des Glühdrahtes.

Der Kolben einer Halogenlampe besteht aus Quarzglas. Er hat sehr kleine Abmessungen, damit er sich im Betrieb bis auf etwa 300 °C erwärmen kann. Die verdampften Wolframpartikel durchlaufen einen chemischen Prozess und setzen sich wieder auf der heissesten Stelle des Glühdrahtes ab. Bei Halogenlampen setzt sich wegen dieses Kreisprozesses am erwärmten Glaskolben kein verdampftes Wolfram ab. Er bleibt klar.

Halogenlampen werden als H1, H3, H4, und H7 am Zweirad verwendet.

380

381

D5 Beleuchtungs- und Signalanlage

MM EFZ

MM EFZ

D5 Beleuchtungs- und Signalanlage

85.2.3 Leuchtdioden Der prinzipielle Aufbau einer Leuchtdiode entspricht dem einer Halbleiterdiode.

Der Unterschied besteht im verwendeten Halbleitermaterial, meist eine Galliumverbindung.

Der Halbleiterkristall vieler Leuchtdioden ist auf den Boden einer kegelförmigen Vertiefung in einem Metallhalter gelötet. Die Innenseiten der Vertiefung wirken als Reflektor für das aus den Seiten des Kristalls austretende Licht. Die Lötstelle bildet einen der beiden elektrischen Anschlüsse des Kristalls. Gleichzeitig nimmt sie die Abwärme auf, die entsteht, weil der Halbleiterkristall nur einen Teil der elektrischen Leistung in Licht umsetzt.

Die Oberseite des Kristalls ist nur durch einen dünnen Bonddraht elektrisch mit dem zweiten Stahlanschlussdraht verbunden, damit der Anschluss nur sehr wenig der lichtemittierenden Oberfläche verdeckt.

Die Kathode ist kürzer (Kathode = kurz) als die Anode. Bei den meisten Leuchtdioden ist der Reflektor die Kathode.

TAB 40

382

383

D5 Beleuchtungs- und Signalanlage

MM EFZ

D5 Beleuchtungs- und Signalanlage

85.3 Eigenschaften

85.4 Wirkungsweise

85.3.1 Glühlampen

85.4.1 Glühlampen

Glühlampen sind Temperaturstrahler. Sie wandeln die aufgenommene elektrische Energie in Licht um. Dabei wird nur etwa 3 bis 5% der elektrischen Energie in Licht umgewandelt, der Rest geht als Wärme verloren. Durch die hohe Glühfadentemperatur sind sie schlagempfindlich und haben eine begrenzte Lebensdauer. Halogenlampen dürfen am Quarzglaskolben nicht berührt werden.

Glühlampen werden vom Strom durchflossen. Dabei wird die Wolframwendel erhitzt bis zur Weissglut und sendet Licht aus. Damit der Draht nicht verbrennt ist im Glaskolben ein Vakuum oder eine Schutzgasfüllung.

Das Grundproblem bei einer Glühlampe ist eine möglichst hohe Lichtausbeute mit einer möglichst langen Lebensdauer zu verbinden. Das gibt den Ausschlag bei der Entscheidung, Gasfüllung oder Vakuum zu benutzen. Prinzipiell ist bei Lampen geringerer Leistungsaufnahme das Vakuum besser, da es einen geringeren Wärmeverlust mit sich bringt. Bei höheren Lichtleistungen ist die gasgefüllte Lampe im Vorteil. Sie ermöglicht bei gleicher Lebensdauer eine höhere Lichtausbeute, weil durch den Gasdruck im Inneren der Lampe die Verdampfungsgeschwindigkeit des Wolframs verringert wird. Die Gasmoleküle bremsen die Wolframteilchen und treiben sie bis zu einem gewissen Grad auf den Leuchtdraht zurück.

Je stärker der Gasdruck dabei ist, desto höher ist die Bremswirkung. Es wird ein Gasgemisch aus Stickstoff, Krypton und Argon verwendet.

85.3.2 Gasentladungslampen Die Zündung der Lampe geschieht mit einem Hochspannungsimpuls mit bis zu 25 kV. Bis sich die endgültige Lichtfarbe eingestellt hat, können einige Sekunden vergehen. Im Dauerbetrieb wird die Lampe mit 85 Volt betrieben. Das abgestrahlte Licht einer Gasentladungslampe kälter als das einer Glühlampe. Die Farbtemperatur von 4200 Kelvin lässt die Lichtquelle bläulich-weiss erscheinen und verstärkt Kontraste bei schlechten Witterungsverhältnissen.

Die mittlere Lebensdauer ist höher als bei Halogenlampen (bis 2000 Stunden gegenüber ca. 450 Stunden). Geringere Stromaufnahme (35 Watt gegenüber 55 Watt bei H4 oder H7) und trotzdem mehr Licht, doppelte Lichtausbeute gegenüber einer herkömmlichen Halogenlampe. In Verbindung mit der Ellipsoidtechnik ist eine niedrigere Scheinwerferbauweise möglich (geringeren Wärmestrahlung und Strahlengang). Ein Steuergerät (EVG = elektronisches Vorschaltgerät) wird benötigt. Höherer Anschaffungspreis im Vergleich zu herkömmlichen Halogenscheinwerfern. Stärkere Blendwirkung des Verkehrs bei falsch eingestellter Leuchtweite.

Durch den hohen Druck besteht bei mechanischen Beschädigungen der Lampe ein Explosionsrisiko. Durch ein Zersplittern des Kolbens können schwere Verletzungen bei umstehenden Personen verursacht werden.

Eine heisse Lampe ist infolge des höheren Drucks und der beanspruchten Materialien entsprechend gefährlicher.

85.3.3 Leuchtdioden LED sind klein, flexibel, dimmbar, stoss- und vibrationsfest. Sie sind extrem langlebig (50’000 Stunden), wartungsfrei und bieten hohe Lichtqualität. Sie erzeugen weisses oder farbiges Licht und sparen bis 70 % der Energie für Beleuchtung, emittieren gerichtetes, nahezu punktförmiges Licht.

Linsen erlauben eine fast verlustfreie Lichtlenkung. Die Lichtausbeute liegt bei 100 lm/W und ist frei von direkter IR- und UV-Strahlung. Sie funktionieren problemlos bei kalten Umgebungstemperaturen, sind quecksilberfrei und werden als Elektroschrott entsorgt.

384

MM EFZ

85.4.2 Gasentladungslampen Xenon-Gasentladungslampen werden mit kurz aufeinander folgenden Hochspannungsimpulsen gezündet. Es bildet sich zwischen den Elektroden ein ionisierter Lichtbogen mit einer Brennspannung von 20 V bis 60 V. Je besser der Betriebsstrom geglättet ist, desto grösser ist die Lebensdauer der Lampe und die Qualität des abgegebenen Lichtes.

Der Druck der Xenon-Edelgasfüllung steigt während des Betriebs von etwa 8 bar im kalten Zustand auf bis zu 70 bar an. Der grosse Druck bewirkt ein kontinuierliches Lichtspektrum von 6000 K, was der Farbe von Tageslicht entspricht. Grosse Wärmeverluste entstehen durch die starke Aufheizung der Anode. Eine Heisswiederzündung der Lampe ist mit geeigneten Vorschaltgeräten möglich.

Zündung Mit einem Hochspannungsimpuls wird, ähnlich wie bei einer Zündkerze, ein Funke erzeugt, der das ursprünglich elektrisch nicht leitende Gas ionisiert und dadurch den elektrischen Widerstand verringert. Es fliesst Strom zwischen den Elektroden. Der Strom regt das Xenon-Gas zur Lichtemission an. Es werden sofort etwa 15 % des Endlichtstromes abgestrahlt.

Anlaufphase Die Lampe wird mit kontrollierter Überlast betrieben. Durch den mit höherer Leistung betriebenen Lichtbogen steigt die Temperatur im Kolben

385

D5 Beleuchtungs- und Signalanlage

MM EFZ

rasch an und die vorhandenen Metallsalze beginnen zu verdampfen und verändern die Lichtfarbe. Der Dampfdruck in der Lampe und die Lichtabgabe nimmt zu. Weiter sinkt der Widerstand zwischen den Elektroden, dieses erkennt das Steuergerät (elektronisches Vorschaltgerät) und geht automatisch in den Dauerbetrieb über.

Dauerbetrieb Alle Metallsalze sind in der Dampfphase, der Lichtbogen hat seine endgültige Form erreicht und die Lichtausbeute ihren Sollwert. Die zugeführte elektrische Leistung muss jetzt stabilisiert werden, damit der Lichtbogen nicht flackert.

386

MM EFZ

D5 Beleuchtungs- und Signalanlage

85.4.3 Leuchtdioden Wird an eine Halbleiterdiode eine Spannung in Durchlassrichtung angelegt, wandern die Elektronen. Die frei werdende Energie wird in LED direkt als Licht abgegeben.

LED werden mit Gleichspannung betrieben. Sie benötigen einen Konverter als Spannungswandler. Im Gegensatz zu Glühlampen, die ein kontinuierliches Spektrum aussenden, emittiert eine LED Licht in einer bestimmten Farbe. Die Farbe des Lichts hängt vom verwendeten Halbleitermaterial ab. Überwiegend werden zwei Materialsysteme (AllnGaP und InGaN) benutzt, um LED mit hoher Helligkeit in allen Farben von Blau bis Rot und mittels Lumineszenzkonversion auch in Weiss zu erzeugen. Dabei sind unterschiedliche Spannungen erforderlich, um die Diode in Durchlassrichtung zu betreiben. Durch die gezielte Auswahl der Halbleitermaterialien und der Dotierung können die Eigenschaften des erzeugten Lichtes variiert werden. Weisse LED sind meistens blaue LED mit einer davor befindlichen Lumineszenzschicht, die das Licht umwandelt.

387

D5 Beleuchtungs- und Signalanlage

MM EFZ

MM EFZ

86 SCHEINWERFER Scheinwerfer sind an Fahrzeugen, die sich auf öffentlichem Gelände bewegen, vorgeschrieben. Sie erleuchten die Fahrbahn und machen Verkehrspartner erkenntlich, zeigen deren Absichten auf, nach dem Motto «Sehen und gesehen werden».

86.4.1 Aufgabe

D5 Beleuchtungs- und Signalanlage

der Reflektor eine Hell-Dunkelgrenze auf der Einstellwand von der Mitte aus nach links horizontal, nach rechts um 15° ansteigend. Eine bessere Ausleuchtung der rechten Fahrbahnhälfte auf 75m, linke Seite mit Gegenverkehr auf 50 m, lässt Fussgänger und Radfahrer frühzeitig erkennen. In Ländern mit Linksverkehr werden Entgegenkommende geblendet.

86.1.3 Sealed Beam

Scheinwerfer erleuchten die Fahrbahn und machen untereinander Verkehrspartner erkenntlich.

Asymmetrisches amerikanisches Abblendlicht, Reflektor, Glühlampe und Streuscheibe sind vergossen und können nur als Einheit ersetzt werden.

In der Schweiz nicht erlaubt.

86.4.2 Aufbau

86.1.4 Xenonlicht Scheinwerfer bestehen aus Leuchtmittel, Lampenfassung, Reflektor, Verstellvorrichtung und Schutzglas, das teilweise als Streuscheibe das Licht bündelt.

Damit die hellen Xenonscheinwerfer den Gegenverkehr nicht blenden, ist eine automatische dynamische Leuchtweitenregelung eingebaut. Der Reflektor gleicht Nickbewegungen des Motorrades beim Beschleunigen, Abbremsen, durch Fahrbahnunebenheiten oder Zuladung aus. Bei kurvenfahrt leuchtet die Abblendung in die Kurve hinein.

86.1.5 Adaptive Scheinwerfer 86.1 Bauarten Zum Einsatz kommen Scheinwerfer mit symmetrischen oder asymmetrischen Parabol-, Ellipsoid-, Stufen-, Mehrachsellipsoid-, oder Freiformreflektoren, offen oder vergossen (Sealed Beam). Adaptive Scheinwerfersysteme passen sich Fahr-, Licht- und Wettersituationen an.

Adaptive Scheinwerfersysteme passen sich Fahr-, Licht- und Wettersituationen an. Der Neigungswinkelsensor ermöglicht schräglagenabhängig eine Ausleuchtung der Fahrbahn in die Kurve hinein.

86.1.1 Symmetrisches Licht Eine zylindrische Lampenfassung und eine horizontale Abdeckung unter dem Glühfaden ergeben eine horizontale Hell-Dunkelgrenze auf Einstellwand und Fahrbahn. Symmetrisches Abblendlicht ist geeignet für Rechts- und Linksverkehr, da es Entgegenkommende nicht blendet.

86.1.2 Asymmetrisches Licht Eine Ringfassung mit grossem Durchmesser und Steckanschlüssen richten die Glühlampe aus. Die Abdeckung der Abblendung ist, von vorne betrachtet, auf der rechten Seite um 15° geneigt. Dadurch projiziert

388

389

D5 Beleuchtungs- und Signalanlage

MM EFZ

MM EFZ

D5 Beleuchtungs- und Signalanlage

86.3 Reflektoren

86.1.6 L aserlicht Die Lichttechnologie setzt auf Laserlicht.

Es bietet mehr Sicherheit und funkelndes Design.

Ziel der Entwicklung ist, die Leuchtweite gegenüber einem LED-Fernlicht von 300 auf 600 Meter zu vergrössern.

Im Innern des Scheinwerfers trifft ein Laser über ein System von Spiegeln auf einen Chip mit Phosphor-Kristallen. Die wiederum senden über einen Reflektor gleissend weisses Licht aus den Scheinwerferlinsen. Das ist völlig ungefährlich und wird vom menschlichen Auge sogar als angenehm empfunden, jedenfalls wenn man hinter dem Scheinwerfer steht.

86.3.1 Aufgabe Der Reflektor reflektiert und bündelt das Licht des Leuchtmittels. Durch seine Bauform ergeben sich die Lichtstrahlen, die durch Linsen, Streuscheibe oder den Reflektor auf die Fahrbahn projiziert werden.

86.3.2 Aufbau Reflektoren bestehen aus Stahlblech oder Kunststoff. Die Reflexionsschicht wird durch bedampfen mit Aluminium hergestellt.

86.3.3 Paraboloidreflektoren

86.2 Streuscheiben Streuscheiben bestehen aus Glas oder Kunststoff. Die Streuscheibe hat die Aufgabe, Wasser und Schmutz vom Reflektorspiegel fernzuhalten und das vom Reflektor gebündelte Licht so zu verteilen, dass es mindestens die ganze Strassenbreite und auch das Gebiet unmittelbar vor dem Fahrzeug gut ausleuchtet. Dies wird durch Prismen und Rillen im Glas erreicht. Sie lenken das Licht in die gewünschte Richtung.

Bei Polyellipsoidscheinwerfern wird die Lichtausbeute durch eine Sammellinse vor der Halogenlampe verbessert. Sie bündelt das Licht und leitet es durch ein Prisma auf die Fahrbahn.

Freiformreflektorscheinwerfer sind in viele kleine Reflektorflächen unterteilt. Jede Fläche reflektiert die Lichtstrahlen an eine genau berechnete Stelle. Es entsteht eine optimale Ausleuchtung der Strasse, die Abdeckung ist klar und dient als Schutz vor Umwelteinflüssen.

390

Der Reflektor reflektiert und bündelt das Licht der Glühlampe. Durch die Form eines Paraboloides ergeben sich parallele Lichtstrahlen, wenn sich der Glühfaden der Glühlampe im Brennpunkt befindet. Die Streuscheibe bündelt die Lichtstrahlen und projiziert sie auf die Fahrbahn.

86.3.3.1 Abblendlicht Beim Abblendlicht ist unter dem Glühfaden eine Abdeckung. Nach unten gerichtete Lichtstrahlen werden durch die Abdeckung abgefangen. Das reflektierte Licht tritt also nur auf die obere Hälfte des Reflektors und ist nach unten gerichtet, weil der Abblendglühfaden vor dem Brennpunkt liegt. Durch eine entsprechende Rippung der Streuscheibe wird eine breite symmetrische oder asymmetrische Ausleuchtung der Fahrbahn erreicht.

391

D5 Beleuchtungs- und Signalanlage

MM EFZ

MM EFZ

D5 Beleuchtungs- und Signalanlage

86.3.3.2 Fernlicht Die Glühwendel des Fernlichtes ist genau im Brennpunkt des Parabolspiegels. Die Lichtstrahlen werden dadurch parallel gerichtet und gebündelt. Durch die Rippen der Streuscheibe werden die Lichtstrahlen wenig. abgelenkt. Dies ergibt einen grossen Lichtkegel bei genügender Ausleuchtung der Fahrbahn.

Mit einer Blende vor dem zweiten Brennpunkt wird eine scharfe Helldunkel-Grenze erreicht. Eine Streuoptik sorgt für eine genügende Ausleuchtung vor dem Fahrzeug. Durch die aufwändige Konstruktion kann eine sehr hohe Lichtausbeute bei geringer Bauhöhe erreicht werden.

Ergänzen Sie die Legende.

86.3.4 Ellipsoidreflektoren Der Reflektor weist eine elliptische Form auf. Es entstehen zwei Brennpunkte. Im ersten Brennpunkt sitzt die Lichtquelle. Die stark gebündelten Lichtstrahlen treffen auf eine Linse und werden in die richtige Richtung abgeleitet.

392

Mehrachsellipsoidreflektoren, DE Reflektoren (Dreiachsreflektoren) und PES Reflektoren (Polyellisoidreflektoren) sind für Abblendlicht mit Einfadenlampen (H7) oder Xenonlampen geeignet. Die Reflektorgrundform besteht aus 2 Ellipsen mit gemeinsamer Hauptachse, das Licht wird durch die Blende und die Sammellinse gebündelt. Die Form erhöht die Lichtausbeute mit scharfen Hell-Dunkel-Grenzen.

393

D5 Beleuchtungs- und Signalanlage

MM EFZ

MM EFZ

86.3.5 Stufenreflektoren (Multifokusreflektoren) Die Reflektorfläche ist aus mehreren paraboloidförmigen Teilreflektoren unterschiedlicher Brennweiten zusammengesetzt und leuchtet die Fahrbahn effizienter aus.

86.3.6 Freiformreflektoren

D5 Beleuchtungs- und Signalanlage

86.3.7 Vorschriften Form, Farbe, Grösse und Montageort von Reflektoren sind in der VTS geregelt. Diese bezieht sich auf ECE Reglement 3. Grundsätzliche Vorschriften sind in den Artikeln 73 und 77 sowie im Anhang 10 festgehalten.

Reflektoren müssen solide befestigt und gegen Eintritt von Wasser und Schmutz geschützt sein. Nach vorne gerichtete Reflektoren müssen weiss, nach hinten gerichtete rot und seitwärts gerichtete gelb oder rot sein. Pedal- und Speichenreflektoren müssen gelb, retroreflektierende Kennzeichnung von Reifen und Felgen an Fahrrädern und Motorfahrrädern müssen weiss sein.

Der seitliche Rand des Rückstrahlers darf max. 40 cm entfernt vom äussersten festen Fahrzeugteil, der untere Rand muss mindestens 25 cm

Ein Multireflektor hat einen stufenlos variablen Brennpunkt und ist in viele kleine Flächen unterteilt. Jede Fläche reflektiert die Lichtstrahlen an eine genau berechnete Stelle. Die Reflektoren können für Eindraht- und Xenonlampen eingesetz werden. Bei der Abblendung steht das ganze Licht zur Verfügung (kein Abdeckkappe). Der Reflektor benötigt eine klare Abdeckung. Diese kann eine beliebige Form aufweisen und aerodynamisch der Verschalung angepasst werden. Es entsteht eine optimale Ausleuchtung der Strasse.

Häufig wird ein Abblendlicht mit einem Fernlicht zu einem Doppelscheinwerfer kombiniert. Dabei übernimmt das Abblendlicht die Ausleuchtung der Fahrbahn vor den Fahrzeug und das Fernlicht die Ausleuchtung in der Ferne. Bei Fernlichtbetrieb sind beide Scheinwerfer eingeschaltet. und der obere höchstens 90 cm über Boden sein. Der Reflektor muss symmetrisch angeordnet sein und ECE R 3 entsprechen.

394

395

D5 Beleuchtungs- und Signalanlage

MM EFZ

MM EFZ

D5 Beleuchtungs- und Signalanlage

87 BLINKANLAGE

87.2.2 Warnblinkanlage

Blinkanlagen sind an Rollern und Motorrädern vorgeschrieben, damit Verkehrspartner mit klaren und eindeutigen Zeichen ihre Absichten mitteilen können zugunsten eines flüssigen Verkehrsablaufes.

Warnblinkanlagen markieren ein stehendes Pannenfahrzeug oder warnen vor Stau auf Autobahnen. Sie dürfen beim Abschleppen nur auf der Autobahn (max. 40 km/h auf der rechten Fahrspur, nicht auf dem Pannenstreifen) eingeschaltet sein.

Wird der Warnblinkerschalter betätigt, dann leitet er den Strom von der Batterie über den Blinkgeber zu allen Blinkleuchten vorne und hinten.

Diese schalten ein und aus im Takt des Blinkerrelais, ebenso die Kontrolllampe. Die Zündung muss nicht eingeschaltet sein.

87.1 Aufbau

88 SIGNALHORN Hupen sind vorgeschrieben, damit Verkehrspartner mit klaren und eindeutigen Zeichen auf Gefahren aufmerksam gemacht werden können.

Motorfahrzeuge müssen mit mindestens einer akustischen Warnvorrichtung ausgerüstet sein. Zulässig sind nur Vorrichtungen, die einen ununterbrochenen, gleichbleibenden Ton oder Akkord erzeugen. Fahrzeuge mit elektrischem Antrieb dürfen mit einem Geräuschgenerator zur Sicherstellung der Hörbarkeit ausgerüstet sein.

Das FAS (Fahrzeug Alarm System) muss bei Einwirkungen am oder im Fahrzeug ein akustisches Warnsignal abgeben. Zusätzlich sind optische Signale (Beleuchtungseinrichtungen) oder Funksignale möglich oder eine Kombination von zwei oder allen drei Signalarten.

Die Blinkanlage besteht aus dem Blinker- und ev. Warnblinkschalter, dem Blinkgeber (Blinkerrelais), den Blinkleuchten (18 oder 21 W) und -kontrollampe. Die Blinkleuchten sind orange oder weiss nach vorne, orange oder rot nach hinten. Der Blinkgeber kann thermisch (Bimetall), kondensator- oder elektronisch (astabile Kippschaltung) gesteuert sein und muss mit einer Frequenz von 90 +/- 30 pro Minute arbeiten.

87.2 Funktionsweise 87.2.1 Blinkanlage Wird der Blinkerschalter betätigt, dann leitet er den Strom von Batterie, Zündschloss, Blinkgeber zu den entsprechenden Blinkleuchten vorne und hinten. Diese schalten einseitig ein und aus im Takt des Blinkerrelais, ebenso die Kontrolllampe.

396

88.1 Bauarten Elektrische Hupen bestehen aus Betätigungsknopf, Elektromagnet, Stahlmebrane, Schalter und Gehäuse.

88.2 Funktionsweise Ein Elektromagnet zieht einen Anker an, an dem eine Stahlmembrane befestigt ist. Wenn der Anker am Anschlag ist, wird der Strom unterbrochen und die Membrane bewegt sich zusammen mit dem Anker in

397

D5 Beleuchtungs- und Signalanlage

MM EFZ

die Ausgangsposition. Der Strom wird eingeschaltet und der Anker erneut angezogen.

Die Hin- und Herbewegungen der Membrane regt die Luft zu Schwingungen (Druckschwankungen) an, welche vom Trommelfell wahrgenommen werden als Hupton.

89 LICHTHUPE Als Lichthupe kann das Fernlicht oder das Abblendlicht verwendet werden. Beim Loslassen der Betätigungsvorrichtung müssen die Lichtzeichen aufhören. Beim Betätigen der Lichthupe müssen die übrigen Lichter nicht mitleuchten.

Mit der Lichthupe zeigt man ausserhalb geschlossener Ortschaften an, dass man überholen möchte. Neben dem Anzeigen der Überholabsicht darf die Lichthupe auch als Gefahrenzeichen eingesetzt werden.

Verboten ist die Lichthupe zur Warnung vor Radarfallen oder zum Grüssen eines befreundeten Fahrers, als freundliche Geste, um dem Gegenverkehr Vorfahrt zu gewähren oder Lastwagen nach dem Überholvorgang anzuzeigen, dass sie weit genug überholt haben, um wieder auf die rechte Spur fahren zu können.

398

MM EFZ

D5 Beleuchtungs- und Signalanlage

90 BELEUCHTUNGSANLAGE

Erklären Sie die Funktionsweise der folgenden Beleuchtungs- und Signalanlagen mit Hilfe der Schaltpläne.

399

D5 Beleuchtungs- und Signalanlage

MM EFZ

MM EFZ

D5 Beleuchtungs- und Signalanlage

91â&#x20AC;&#x201A; SIGNALANLAGE

Nennen Sie die wichtigen Bauteile im Schema mit Fachbegriffen.

400

401

D5 Beleuchtungs- und Signalanlage

Beschreiben Sie die Funktionsweise der Beleuchtungs- und Signalanlage mit Hilfe des Modells und der Schaltpläne auf den letzten 2 Seiten.

402

MM EFZ

MM EFZ

D5 Beleuchtungs- und Signalanlage

92 BELEUCHTUNGSMODELL

403

D5 Beleuchtungs- und Signalanlage

404

MM EFZ

MM EFZ

D5 Beleuchtungs- und Signalanlage

405

D5 Beleuchtungs- und Signalanlage

406

MM EFZ

MM EFZ

D5 Beleuchtungs- und Signalanlage

407

D5 Beleuchtungs- und Signalanlage

MM EFZ

93 REPETITIONSFRAGEN

MM EFZ

D5 Beleuchtungs- und Signalanlage

8. Erklären Sie die Unterschiede dieser Lampenarten

1. Erklären Sie die Aufgabe des Leitungsnetzes

9. Erklären Sie die Eigenschaften aller Lampenarten 2. Erklären Sie die Eigenschaften des Leitungsnetzes

10. Nennen Sie weitere Lichtquellen am Fahrzeug 3. Erklären Sie die Beanspruchungen des Leitungsnetzes

11. Erklären Sie die Unterschiede dieser Lichtquellen 4. Erklären Sie die Aufgabe der Sicherungen

12. Erklären Sie die Eigenschaften aller Lichtquellen 5. Erklären Sie die Eigenschaften der Sicherungen

13. Erklären Sie die Aufgabe von Reflektoren 6. Erklären Sie die Beanspruchungen der Sicherungen

14. Erklären Sie den Aufbau von Reflektoren 7. Nennen Sie Lampenarten

408

409

D5 Beleuchtungs- und Signalanlage

MM EFZ

15. Bestimmen Sie für alle Reflektoren die vorgeschriebene Form

MM EFZ

D5 Beleuchtungs- und Signalanlage

23. Unterscheiden Sie Scheinwerferbauarten

16. Bestimmen Sie für alle Reflektoren die vorgeschriebene Farbe 24. Erklären Sie die Funktionsweise der Beleuchtungsanlage

17. Bestimmen Sie für alle Reflektoren die vorgeschriebene Grösse

25. Erklären Sie den Aufbau des Blinkgebers 18. Bestimmen Sie für alle Reflektoren die vorgeschriebenen Montageorte

26. Erklären Sie die Funktionsweise des Blinkgebers

19. Erklären Sie die Aufgabe von Streuscheiben

27. Erklären Sie den Aufbau des Blinkerschalters

20. Erklären Sie den Aufbau von Streuscheiben 28. Erklären Sie die Funktionsweise des Blinkerschalters

21. Erklären Sie die Aufgabe von Reflektoren im Scheinwerfer

22. Erklären Sie den Aufbau von Reflektoren im Scheinwerfer

410

29. Erklären Sie den Aufbau des Blinkers

30. Erklären Sie die Funktionsweise des Blinkers

411

D5 Beleuchtungs- und Signalanlage

MM EFZ

31. Erklären Sie den Aufbau der Blinkerkontrolllampe

32. Erklären Sie die Funktionsweise der Blinkerkontrolllampe

33. Erklären Sie den Aufbau des Warnblinkerschalters

34. Erklären Sie die Funktionsweise des Warnblinkerschalters

35. Erklären Sie den Aufbau des Signalhorns

36. Erklären Sie die Funktionsweise des Signalhorns

37. Erklären Sie die Funktionsweise der Signalanlage

412

MM EFZ

F4 Betriebsabläufe

Motorradmechaniker /-in EFZ GL Betriebsabläufe F4 Auftragswesen

413

F4 Betriebsabläufe

Hinweis Hier finden Sie Zusatzinformationenen, Lernhilfen etc.

MM EFZ

MM EFZ

94 BILDUNGSPLAN

INHALT 94 Bildungsplan 95 Abgrenzung 96 Möglicher Ablauf 96.1 Begrüssung 96.2 Auftrag erfassen 96.3 Avor 96.4 Ersatzteile 96.5 Fahrzeugübergabe 96.6 Rechnungen 96.7 Kundenbetreuung 96.8 Zusammenfassung 97 Offerten 98 Auftrag

415 416 416 417 417 417 417 418 418 418 418 418 420

Das branchenübliche Auftragswesen beschreiben.

Grundsätze der Auftragsplanung nennen.

F4 Betriebsabläufe

Reserve Praxiswissen mit der Theorie verlinken.

Erfahrungen aus der Werkstatt und den ÜK vergleichen mit theoretischem Wissen.

Auftrag Lesen Sie den Auftrag.

Führen Sie nur die geforderten Arbeiten aus.

Merke Informationen, die Sie immer wieder brauchen, werden hier hervorgehoben.

FM FA TAB FO

Idealerweise speichern Sie diese im Kopf ab.

RB SVBA

414

415

F4 Betriebsabläufe

Lesen Sie das Manuskript und überlegen Sie sich, was bei Ihnen im Betrieb ähnlich organisiert, anders, fehlend oder zusätzlich ist.

Verschaffen Sie sich einen Überblick zu der eingesetzten Software für Arbeitsorganisation im Betrieb.

MM EFZ

95 ABGRENZUNG Das Auftragswesen umfasst ein sehr grosses Gebiet und beeinhaltet die ganze Organisation des Betriebes mit • Reparaturannahme • Auftragerfassung • Ersatzteilbeschaffung • Offerten erstellen und verwalten • Termine vereinbaren und einhalten • Auftrag ausführen • Verbaute Ersatzteile erfassen • Arbeiten und Arbeitszeit erfassen • Erfassung der Stammdaten • Kundenkontakte • Umgang mit Verzögerungen • Rechnungen und Quittungen erstellen und verwalten • Kundenbetreuung Diese Aufzählung zeigt, wie komplex das Auftragswesen ist. Heute geht es nicht mehr ohne Computer. Die grosse Datenflut ist nur mit der Milchbüchleinrechnung unmöglich zu bewältigen.

Wenn mehrere Personen in einem Betrieb arbeiten, sollte man jederzeit nachschauen können, was der Kollege mit dem Kunden abgemacht hat, was bestellt ist, wann die Reparatur fertig sein sollte. Das gilt für den Chef, Mechaniker, Lehrling und Verkäufer im Betrieb.

96 MÖGLICHER ABLAUF Für solche Abläufe braucht es Organisation und Verwaltung.

Kunde begrüssen und nach seinen Wünschen fragen, dem Kunden zuhören und seine Aussagen merken oder notieren.

Kundenfahrzeug anschauen, gut kontrollieren auf Verschleiss, Schäden, Zustand und Kunde beraten Bei grösseren Reparaturen Offerte erstellen und mitgeben oder mailen, Bei kleineren Reparaturen Autrag notieren und KV mündlich Kunden - Adresse, Mobilnummer, Mailadresse und Termin notieren Avor (Arbeitsvorbereitung), Auftrag ausführen Mechaniker nimmt Adresse und Fahrzeug im Computersystem auf.

Auftrag wird erstellt mit den verbauten Ersatzteilen und den Arbeitzeit Wenn der Auftrag fertig ist, wird der Kunde benachrichtigt, er holt das Fahrzeug ab und bezahlt oder erhält Rechnung mit Einzahlungsschein

416

MM EFZ

96.1 Begrüssung Jeden Kunden immer als vollwertige Respektsperson behandeln, auch

F4 Betriebsabläufe

Dossier komplett bearbeiten: 5 LE

Kinder. Kunden nicht unterbrechen oder sich dafür entschuldigen.

96.2 Auftrag erfassen Auf dem Auftragsblatt werden alltägliche Reparaturen angekreuzt.

Das bedeutet Zeitersparnis und weniger Fehler. Auf dem Auftragsblatt stehen Adresse und Telefonnummer des Kunden, das zu reparierende Fahrzeug, Termine, Ersatzteile und weitere Dienstleistungen. Markieren Sie das Fahrzeug mit der Auftragsnummer.

96.3 Avor Arbeitsvorbereitung sind alle vorbereitenden Massnahmen zur wirtschaftlichen Fertigung von Erzeugnissen sowie auch Reparaturen. Bevor die Reparatur ausgeführt werden kann sollte die nötigen Ersatzteile beschafft und für den Auftrag bereitgestellt werden.

Es gibt nichts ärgerliches als ein angefangener Auftrag mangels falscher oder nicht vorhandener Ersatzteile zurück zu stellen. Viele zusätzliche Kosten entstehen, wie Kunden benachrichtigen, Ersatzteile extra bestellen, evtuell Mindermengenzuschlag, Portokosten, zuätzlichen Platz schaffen für Fahrzeug in der Warteschlaufe.

Der Mechaniker stellt zuerst alle Ersatzteile sowie das Werkzeug, vor allem das Spezialwerkzeug, das er braucht, bereit, um die Reperatur speditiv zu erledigen. Eine unkoordinierte Reparatur ist der grösste Zeitverlust somit auch ein sehr grosser Unkostenfaktor im Reparaturwesen!

96.4 Ersatzteile Die Ersatzteilverwaltung ist eine komplexe Sache. Einerseits sollten die benötigten Ersatzteile zur Verfügung stehen, andererseits ist viel Kapital gebunden. Das Ersatzteillager sollte 3-4 mal pro Jahr umgesetzt werden.

Auftrag ausführen Der Mechaniker erfasst die Daten auf dem Auftragsblatt im Computer in Adressverwaltung, Fahrzeugstammdaten und eröffnet den Auftrag mit Fahrzeug, Schildern, Auftragsnummer, Terminen und sämtlichen verbauten Ersatzteilen. Somit ist die Ersatzteilverwaltung gewährleistet. Mit den Arbeitswerten werden die ausgeführten Arbeiten inklusive Arbeitszeit und Kosten pro Abeitswerten beschrieben. Nach Beendigung des Auftrages wird die Endkontrolle ausgeführt. Dann wird der Kunde benachrichtigt, dass sein Fahrzeug abholbereit ist.

417

F4 Betriebsabläufe

MM EFZ

MM EFZ

F4 Betriebsabläufe

96.5 Fahrzeugübergabe

FIRMENNAMEN Hier noch Ihr Firmenslogan

Kunde kommt in den Verkaufsladen und holt sein repariertes Fahrzeug ab. Er bezahlt die Reparatur bar oder bargeldlos mit Karte.

Die Kassenverwaltung bucht zugleich die Ersatzteile im Ersatzteilager ab und überträgt die Daten in die Buchhaltung. Der erledigte Autrag wird in die Fahrzeug Stammdatei und Kundenhistorie übertragen.

Anschrift Offertempfänger Firma XYZ Herr Hansrudolf Meier Musterstrasse 12 9999 Musterstadt

96.6 Rechnungen Beim Erstellen einer Rechnung mit Einzahlungsschein immer Zahlungsdatum vermerken (Zahlbar bis am...). Regelmässig offene Rechnungen kontrollieren und nach Ablauf mahnen.

96.7 Kundenbetreuung Dem Kunden sollte immer erklärt werden, was repariert worden ist.

Danach das Fahrzeug aushändigen. Immer eine A4 Quittung abgeben.

96.8 Zusammenfassung Um das Auftragswesen optimal zu bewältigen, braucht es ein Programm mit Kassensystem, verknüpft mit Ersatzteillagerhaltung, Buchhaltung, Adressverwaltung und Fahrzeugstammdaten, je nach Anspruch noch weitere Module.

Musterort, 1.2.2013

Offerte Nr. 999999 Betrifft: Lieferung und Installation Videoüberwachungsanlage Sehr geehrte Damen und Herren Vielen Dank für Ihre Offertanfrage betreffend Lieferung und Installation einer Videoüberwachungsanlage.

Wir können Ihnen folgende Offerte erstellen: Pos

Artikel

Bezeichnung

Anz.

Preis/Stck.

Total

1

DAL-2312

Videoüberwachungssystem Dallmeier DAL 2312 inkl. Harddisk

1

8999.--

8999.--

4

ARBEIT

Installation und Konfiguration der Kameras

4h

180.--

720.--

5

ARBEIT

Konfiguration Dallmeier Überwachungsserver

2h

180.--

320.--

Zwischensumme

97 OFFERTEN

Rabatt

In einer Offerte müssen folgende Angaben vorhanden sein.

Weisen Sie der Musterofferte die verbindlich vorhandenen Angaben (Zahlen) zu.

1. Wer offeriert 2. Für wen ist die Offerte 3. Ausstellort 4. Ausstelldatum 5. Kennzeichnung als Offerte 6. Betreff, worum geht es 7. Auflistung Material und Arbeit 8. Gültigkeit der Offerte 9. Zahlungskonditionen 10. Bei handgeschriebenen Offerten Unterschrift des Ausstellers Normalerweise enthält eine Offerte eine Anrede und einen Abschluss, ein Kurztext auf den Interessenten bezogen.

418

10419.-2%

Total

- 208.-10211.--

Gültigkeit der Offerte bis: 1.3.2013 Der Endpreis versteht sich inkl. 8% MwSt in CHF Zahlungskonditionen: 10 % bei Lieferung / 50 % nach Installation / 40 % nach Abnahme der Anlage.

Wir würden uns freuen, diesen Auftrag für Sie auszuführen.

Freundliche Grüsse

Erich Mustermann, Geschäftsführer

419

F4 Betriebsabläufe

Auftrag Notieren Sie ihre Vorgehensweise.

Kleben Sie einen leeren und einen ausgefüllten Arbeitsauftrag Bremsenreparatur ein.

Kleben Sie eine selbst erstellte verbindliche Offerte (System oder handgeschrieben) ein.

MM EFZ

MM EFZ

F4 Betriebsabläufe

98 AUFTRAG Ein Kunde ruft an und fragt Sie, was es kostet, die Bremse seines Motorrades wieder gängig zu machen. Er kann sein Motorrad nicht mehr alleine schieben.

Wie gehen Sie vor?

Was klären Sie ab?

Was benötigen Sie für eine verbindliche Offerte?

Die Wahl des Motorrades und den Umfang des Schadens bestimmen Sie selber.

Benotet werden in den Fächern GL und MT Beschreibung der Vorgehensweise in deutschen Sätzen gut leserlich handgeschrieben (MT).

2 Arbeitsaufträge (GL, MT) Korrekte Offerte (GL) vorhanden gemäss Arbeitsauftrag

420

421

F4 Betriebsabläufe

422

MM EFZ

MM EFZ

F4 Betriebsabläufe

423

F4 Betriebsabläufe

424

MM EFZ

MM EFZ

Motorradmechaniker /-in EFZ GL Betriebsabläufe F5 Ersatzteilwesen

F5 Betriebsabläufe

F5 Betriebsabläufe

Hinweis Hier finden Sie Zusatzinformationenen, Lernhilfen etc.

MM EFZ

INHALT 99 Bildungsplan 427 100 Lagerhaltung 428 100.1 Lagerkennzahlen 428 100.1.1 Spielzeit 428 100.1.2 Lagerfläche 428 100.1.3 Arbeitsgangbreite 428 Ersatzteilbestellung 430 Ersatzteillieferung 431 100.2 Einlagerung 431 100.3 Kommissionieren 431 100.4 Warenausgang 431 100.5 Inventur 431

MM EFZ

99 BILDUNGSPLAN Die Systematik der Lagerhaltung beschreiben.

Den Ablauf einer Ersatzteilbestellung und Ersatzteillieferung beschreiben.

F5 Betriebsabläufe

Reserve Praxiswissen mit der Theorie verlinken.

Erfahrungen aus der Werkstatt und den ÜK vergleichen mit theoretischem Wissen.

Auftrag Lesen Sie den Auftrag.

Führen Sie nur die geforderten Arbeiten aus.

Merke Informationen, die Sie immer wieder brauchen, werden hier hervorgehoben.

FM FA TAB FO

Idealerweise speichern Sie diese im Kopf ab.

RB SVBA

F5 Betriebsabläufe

Lesen Sie die Artikel und überlegen Sie sich, was wie bei Ihnen im Betrieb die Lagerhaltung, Ersatzteilbestellung und Ersatzteillieferung organisiert sind.

Beschreiben Sie die Lagerhaltung und den Ablauf einer Ersatzteilbestellung und einer Ersatzteillieferung in Ihrem Betrieb.

MM EFZ

100 LAGERHALTUNG Neben der Gliederung nach Art der Lageraufgabe lässt sich eine Lagersystematik anhand vieler Kriterien vornehmen, nach Lagergut (Form, Grösse, Temperatur), Stellung im Produktionsprozess (Rohmaterial-, Fertigwarenlager), Gefahrenklassen (Gefahrgutlager), Art des Betriebes (Handelslager, Industrielager), Art der Distributionsstruktur (Zentrallager - dezentrales Lager) oder Art der lagerbezogenen Tätigkeiten.

Für alle aufgeführten Gliederungstypen existieren eine Vielzahl von Realisierungsmöglichkeiten. Eine Systematisierung soll deshalb anhand der Lagerbauform, der eingesetzten Lagermittel sowie anhand der im Lager einsetzten Fördermittel vorgenommen werden.

100.1 L agerkennzahlen 100.1.1 Spielzeit Zeit, die benötigt wird, um ein Ersatzteil einzulagern und wieder herauszugeben. Man unterscheidet Einfachspiel und Doppelspiel. Beim Doppelspiel wird ein neues Teil eingelagert und gleichzeitig ein gelagertes Teil herausgegeben.

MM EFZ

F5 Betriebsabläufe

Komplettes Dossier bearbeiten: 3 LE Benotet werden in den Fächern GL und MT Beschreibung des Ersatzteillagers in deutschen Sätzen gut leserlich handgeschrieben (GL) Exakte Beschreibung einer Ersatzteilbestellung in deutschen Sätzen gut leserlich handgeschrieben (MT).

Exakte Beschreibung einer Ersatzteillieferung in deutschen Sätzen gut leserlich handgeschrieben (MT).

100.1.2 L agerfläche Nettolagerfläche ist die für Ersatzteile oder für Motorräder zur Verfügung stehende Fläche.

Die Bruttolagerflächen umfasst zusätzlich die Verkehrs- und Ablageflächen.

100.1.3 Arbeitsgangbreite Ist der freie Weg zwischen den Lagereinheiten.

428

429

F5 Betriebsabläufe

MM EFZ

MM EFZ

ERSATZTEILBESTELLUNG

ERSATZTEILLIEFERUNG

Werden Ersatzteile verkauft, müssen diese nachbestellt werden. Das passiert auf unterschiedlichste Weise, vom einfachen Telefonat bis hin zur komplexen Lagerbewirtschaftungssoftware, welche abgebuchte Teile im Internet automatisch nachbestellt.

Zunächst wird vom Wareneingang geprüft ob eine Lieferberechtigung vorliegt. Die eingehende Ware wird dann entladen. Der Empfänger überprüft die angelieferte Menge. Fehlmengen oder Beschädigungen werden auf dem Frachtbrief vermerkt. Die Ware wird nun als Wareneingang verbucht und zur Einlagerung vorbereitet. Die angelieferten Packstücke werden ausgepackt. Für die Qualitätssicherung werden Stichproben entnommen.

F5 Betriebsabläufe

100.2 Einlagerung Nach der Prüfung muss die Ware zum Lagerort und eingelagert werden. Sinnvoll ist es, die Einlagerung der Ware mit der Auslagerung einer anderen zu kombinieren, man arbeitet zeit- und leistungsoptimiert.

100.3 Kommissionieren Ein Kundenauftrag oder eine Reparatur sind Anlass für eine Reservierung der Ware. In beiden Fällen soll sichergestellt sein, dass die zugesicherten oder benötigten Teile vorhanden sind.

100.4 Warenausgang Eine Ausgangskontrolle wird bei einigen Artikeln nach dem Kommissionieren durchgeführt, um Fehler festzustellen und zu korrigieren. Für den weiteren Transport ist auf geeignete Packmittel zu achten.

100.5 Inventur Regelmässig, alle Jahre, sollte der Lagerbestand kontrolliert und korrigiert werden.

430

431

F5 Betriebsabläufe

432

MM EFZ

Trei sto e un Sc miermitte fĂźr Motorfahrzeuge

Inhalt Erdöl für alle ......................................... 5 Woher kommt das Erdöl ............... ... ... ........... 5 Erdöl, Zusammensetzung und Haupteigenschaften . .... ....... . 5 Erdölreserven . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ....... 6 Die Schweiz und das Erdöl . . . . . . . . . . . . . . . . . . ....... ..... 6 Die Raffinerie in Cressier ...... . .. .... . .... .... .. ....... 6 Atmosphärische Destillation ...... . . . . ........ ...... . ... . 6 Vakuumdestillation .............. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 Thermisches Kracken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

'l'reibstoffe ........................................... 8 Anforderungen an Treibstoffe für Ottomotoren (Benzin) ......... 8 Klopffestigkeit ........ . ............ . . . ... . . . .... . . . . 8 Oktanzahl .... .. . .. .. .. ....... . ..... ..... ... . . ...... 8 Flüchtigkeit .... . ... . ....... ... . . ..... .. .. .......... 9

Herstellungsverfahren für Otto-Treibstoffe (Benzin) . . . . . . . . 10 Destillation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ....... .. ...... . 10 Entschwefelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. ........ 10 Fraktionierung ................... ... . . .. . . . ........ 10 lsomerisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... ............. 10 Katalytisches Reforming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

Treibstoffe für Ottomotoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Superbenzin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Bleiersatz MILLENIUM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Unverbleites Benzin: Bleifrei 95 und Bleifrei 98 .... . . ... . .... 11 Shell V-Power 100 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... ......... 11 Benzinadditive . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..... 12 Rennbenzin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ...... .... ... 12

Treibstoff für Dieselmotoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Kälteverhalten ....... .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. ....... 13 Schwefelgehalt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Schmierfähigkeit des schwefelarmen Diesels ..... .. .... .. .. .. 13 Dichte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ........ .. ...... 14 Startschwierigkeiten und geringe Leistung an heissen Sommertagen .............. . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Dieseladditive . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ......... .... . ... 15 Shell V- Power Diesel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... ..... 15 Biotreibstoffe . .. ... . ... . ..... .... ... ............... 15

Umwelt ............................................ 16 Durch die Verbrennung von Erdölprodukten verursachte Emissionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . ............. 16 Rückgewinnung der Benzindämpfe ....... ... ............. 17 Neue umweltrelevante Spezifikationen ....... .. . .. ....... . 17

Schmiermittel . ........... . .............. .. .......... 17 Schmierstoffe ............. . ....................... . 17 Allgemeine Anforderungen ....... . . ... .. ..... . ......... 17

Basisöl .......... ................................... 18 Basisöl-Herstellung ...................... .. .. ..... .. . 18 Konventionelle Basisöle ............................... 18 Synthetische Basisöle ...................... . . .. ....... 18 Schmierstoff-Zusätze ... .. ........................ .. . . 18 Prinzipschema der Herstellung von Basisölen ........ . . .. . .. . 19

Viskosität .......................................... 20 Viskositätsklassierungen ............... . ............... 20 Gegenüberstellung verschiedener Viskositäts-Klassifikationen .... 20 SAE-Viskositätsklassen für Motorenöle .................... 21 SAE-Viskositätsklassen für Getriebeöle ... ................. 21 ISO-Viskositätsklassen für flüssige Industrieschmierstoffe ....... 22

Motorenöle ......................................... 22 Typische Viskositätsempfehlung ................. .. . ... .. 22 Motorenöl-Spezifikationen ............................. 22 Service-Oil (Ottomotoren) ...... . .................... . . 23 Commercial-Oils (Dieselmotoren) ....................... 23 ACEA-Spezifikationen ................................ 24 Öle für Benzin- und leichte Dieselmotoren ................. 24 Katalysatorverträgliche Öle .......... .. ... ............. 25 Öle für schwere Dieselmotoren ............ ... ........... 25 Zweitakt-Motorenöle ............... .... .......... .. .. 26

Getriebeöle ..... .. ........... ...... ... .............. 26 Öle für Handschaltgetriebe .................... . ........ 26 Öle für Achsantriebe mit Hypoidverzahnungen ........... . .. 26 Öle für Achsantriebe mit Limited-Slip-Differential. ........ ... 27 Öle für automatische Getriebe .......................... 27 Universal-Getriebeöl für Traktoren ..................... . . 27

Hydrauliköle ........................................ 27 Schmierfette .. . .. . . ...... ............ . .............. 27 Typische Anwendungsbeispiele von Schmierfetten ............ 28

Hilfsflüssigkeiten . .................................... 28 Bremsflüssigkeiten .. . .................. .............. 28 Frostschutz ..... ................ . ... .. . .... ........ 29

Umgang mit Mineralölprodukten . ..................... .. . 29 Gesundheitliche Aspekte .... .. ........ . .............. . 29 Gefahrenklassen für die Lagerung ..... . ................. . 30 Lagerung ........................ ... ... ..... . ...... 30 Transport .................................. .... ... 30 Abfallentsorgung von Mineralölprodukten ............... . .. 31

Erdöl für alle Erdöl ist aus der modernen Welt

Erdöl, Zusammensetzung und Haupteigenschaften

nicht mehr wegzudenken - mehr

raffine, weil alle freien Valenzen der C-Atome mit Wasserstoff abgesättigt sind. Sie sind reaktionsträge und allgemein als

noch - es ist uns lebenswichtig

Erdöl ist ein Gemisch aus einer

Komponenten von Schmier-

geworden! Wir alle verwenden

sehr grossen Zahl von Kohlen-

ölen sehr erwünscht.

täglich viele Produkte, welche

wasserstoffen, begleitet von meist

ganz oder teilweise aus Erdöl her-

unerwünschten, geringen Antei-

Kohlenwasserstoffe mit ring-

gestellt werden. Es dient als Ener-

len an Sauerstoff-, Stickstoff- und

förmiger Anordnung der C-

giequelle für Wärme und Licht,

Schwefelverbindungen. Die Ele-

Atome, ohne oder mit Paraffin-

liefert die Schmierstoffe für die

mentaranalyse zeigt etwa folgen-

ketten. Die einzelnen Ringe be-

Maschinen und den Treibstoff für

de Verhältnisse: Kohlenstoff (C)

stehen meistens aus 5 oder 6

unsere Automobile sowie die Ba-

82 bis 87 %, Wasserstoff (H) 10 bis

C-Atomen.

sisstoffe zur Herstellung von un-

15 %. Mineralöle sind äusserst

zähligen Chemieprodukten.

komplizierte Gemische, da sich

ringförmige Kohlenwasserstof-

die darin vorkommenden Koh-

fe und sind in ihrem Aufbau

lenwasserstoffe

nach Molekül-

mit drei Doppelbindungen ver-

grösse und chemischem Aufbau

sehen. Aromaten sind reaktions-

sehr stark unterscheiden können.

freudig. Der einfachste Grund-

Hinsichtlich des Aufbaues der

körper ist Benzol.

Woher kommt das Erdöl

- Naphthene

- Aromaten

sind

sind

gesättigte

ungesättigte,

Das Erdöl findet sich in den Tie-

einzelnen Komponenten enthal-

fen der Erde. Es entstand vor Mil-

ten die Rohöle ( Rohöl

unverar-

Die einzelnen Komponenten des

lionen von Jahren, lange bevor

beitetes, entgastes und entwässer-

Erdöls unterscheiden sich einmal

die ersten Menschen die Erde be-

tes Erdöl) im wesentlichen drei

durch die Anzahl der C-Atome

völkerten, aufgrund der Zerset-

Gruppen von Kohlenwasserstof-

im Molekül

zung von organischen Substan-

fen: Paraffine, Naphthene und

durch die Gruppierung dersel-

zen, unter anderem aus mikro-

Aromaten.

ben. Dementsprechend hat jede

skopisch kleinen Wassertierchen

- Paraffine sind gesättigte Koh-

Verbindung andere physikalische

lenwasserstoffe mit kettenför-

und chemische Eigenschaften,

migen Molekülen (gerade und

beispielsweise Dichte, Viskosität,

Erdöl ist em Bodenschatz, der

verzweigte Ketten). Gesättigte

Siedepunkt usw.

sich nicht leicht preisgibt. Auch

Kohlenwasserstoffe heissen Pa-

(Zooplankton, Schwebefauna).

=

und andererseits

heute kann noch niemand mit Gewissheit sagen, wo sich Erdöl verborgen hält. Das einzige Mittel, um es zu finden, besteht darin, Bohrungen an Orten vorzunehmen, welche von den Geologen als mögliche Lagerstätte erkannt wurden.

SPLSH Socit[C du pipdine su<l-europfrn (Rohöl)

SAPRO

Socien~ ;:inonymc du pipclinc a produits pl!1tolier~ sur terricuire genevois {Produkte-Pipeline)

Abbildung 1: Versorgung der Schweiz mit Erdölprodukten 5

Erdölreserven (Tab 1)

Tabelle 1 Stand 2000 (in Mio Tonnen)

Verbrauch

Förderung

Reserven

Westeuropa

650

321

2'400

bieten: Naher Osten, Nordafrika,

Osteuropa

340

392

8' 100

Vereinigte Staaten von Amerika,

Nordamerika

900

391

3'600

in den an das Karibische Meer

Mittel- und Südamerika

290

469

16'900

Afrika

110

335

10'300

sowie in Russland. Ungefähr 65%

Naher Osten

220

1'078

93'600

der jetzt bekannten Vorräte lie-

Ferner Osten

820

368

6'000

gen im Nahen Osten. Die Erdöl-

Total

3'330

3'354

140'900

Der «Erdölvorrat der Welt>) findet sich vor allem in folgenden Ge-

grenzenden Ländern (Venezuela, Kolumbien, Mexiko, Trinidad)

Weltreserven sind nicht unerschöpflich und ein haushälteri-

Atmosphärische Destillation {Abb. 2)

scher Umgang mit allen Arten

eingeführt, welche hauptsächlich

von Erdölprodukten ist deshalb

in Basel, Genf und im Tessin in

ein unbedingtes Erfordernis. Der

unser Land gelangen.

Weltkonsum an Erdölprodukten

Das Erdöl spielt eine erstrangige

Der Destillationsprozess besteht

belief sich im Jahr 2000 auf rund

Rolleinbezug auf die Energiever-

darin, dass eine Flüssigkeit bis

3,35 Milliarden Tonnen. Die am

sorgung der Schweiz (Tab 2).

zum Siedepunkt erhitzt und die

jeweils aktuellen Verbrauch ge-

entstehenden Dämpfe wieder ab-

messene Reichweite der Erdölre-

gekühlt, dabei verflüssigt und

serven beträgt unverändert gut 40 Jahre.

Als Masseinheit für das Erdöl ist das Fass (Barrel) gebräuchlich,

Grundstruktur der Raffination am Beispiel der Raffinerie in Cressier

ergeben

rund

wird dieses Verfahren angewendet, um es in seine verschiedenen Bestandteile zu zerlegen.

Bei der atmosphärischen Destil-

welches 159 Liter beinhaltet.

71/z Fass

aufgefangen werden. Beim Rohöl

eine

Das Rohöl gelangt durch eine Pi-

lation wird das Rohöl auf 350 °C

Tonne, 1 Fass pro Tag sind umge-

peline von Marseille in die Raffi-

erhitzt und in eine sogenannte

rechnet 50 Tonnen pro Jahr.

nerie in Cressier. Hier wird das

Desrillationskolonne

Rohöl mit Hilfe folgender Ver-

Die gasförmigen Kohlenwasser-

fahren in 3 Stufen verarbeitet:

stoffe steigen in dieser Kolonne

Die Schweiz und das Erdöl Die Versorgung der Schweiz mit

geleitet.

hoch und kühlen sich dabei ab.

- Atmosphärische Destillation

Die leichtesten Fraktionen (Gas

- Vakuumdestillation

und Benzin) steigen am höchsten

- Thermisches Kracken

und kondensieren erst, wenn die Temperatur auf etwa 110 °C ab-

Erdöl und Erdölprodukten ge-

gesunken ist.

schieht auf zwei verschiedene Arten (Abb. 1). Im ersten Fall

Tabelle 2

wird Rohöl importiert und an die

Energieverbrauch in %

beiden Raffinerien weiter trans-

Erdölprodukte

24,8

79,6

71,4

65 ,7

63,6

60,9

60 ,7

61,2

portiert - die eine befindet sich in

Elektrizität

20,2

15,4

18,6

20,5

21,7

21,6

21 ,3

21,1

Cressier, bei Neuenburg, die an-

Gas

1,6

4,9

7,3

9, 1

11,9

12,5

10,8

dere in Collombey, in der Nähe von Monthey im Wallis. Im zwei-

Kohle, Holz, Fernwärme, Abfälle usw.

3,4

5,1

6,5

5,6

5,7

5,5

6,9

ten Fall werden Fertigprodukte

* Quelle: Jahresbericht Erdölvereinigung

6

1950 1973 1980 1985 1990 1995 1996 1998*

55,0

Gase

Abbildung 2: • • • • • • • ••• • • • • • • Atmosphärische Destilla-tz-·o_n_ _ __,:•.• .... i _ _ __, ~

Roherdöl

ren Rückstand herausholen zu können, wurde ein spezielles Verfahren entwickelt; das thermische Kracken.

.

Thermisches Kracken

(Abb. 4) Unter «Kracken» versteht man das

chemische

Aufbrechen

schwerer, hochsiedender Kohlenwasserstoffe

Ofen 350 °C

111

kleinere

und

somit leichtere, niedrig siedende Verbindungen. In den leichten Weiter unten erhält man Flugpe-

müsste so hoch erhitzt werden,

Anteilen, wie Benzin, sind die

trol. Die schweren Anteile kon-

dass sich die Moleküle zersetzen

Moleküle klein; in den schweren,

densieren zuerst, bereits am Fuss

würden. Um diese Schwierigkei-

wie Industrieheizöle, bedeutend

der Kolonne. Hier gewinnt man

ten zu umgehen, wird in der zwei-

grösser. Der Bedarf an leichten

Dieseltreibstoff und Heizöl Extra

ten Kolonne ein Vakuum geschaf-

Produkten ist heute wesentlich

Leicht. Die am oberen Kolonnen-

fen. Auf diese Weise gelingt es,

grösser als an schweren. Die Raf-

ende immer noch gasförmigen

dem Rückstand noch Heizöl zu

finerie Cressier wendet das ther-

Fraktionen werden unterteilt in

entnehmen.

mische Kracken an. Das Prinzip dieses Verfahrens ist sehr ein-

Flüssiggas (Butan, Propan), die unter Druck in Flaschen abgefüllt

Bei geeigneter Provenienz des

fach . Der schwere Rückstand aus

auf den Markt gelangen und Raf-

Rohöls wird der Rückstand aus

der atmosphärischen Destillation

fineriegas, das an Ort und Stelle

der Vakuumkolonne zu Bitumen

wird bei einem Druck von 20 bar

zum Heizen der Anlagen verwen-

weiterverarbeitet.

in einer speziellen Anlage auf etwa 500 °C erhitzt . Neben Ben-

det wird. Zuvor muss jedoch der Schwefel entfernt werden, um die

Um im anderen Fall noch weitere

zin und Heizöl Extra Leicht

Luftverschmutzung auf ein Min-

leichte Produkte aus dem schwe-

bleibt bei diesem Vorgang ein

destmass zu reduzieren.

Der schwere Rückstand am unteren

Ende

der Kolonne wird

nochmals aufgeheizt und in eine

Abbildung 3 : Vakuumdestillation

zweite Kolonne geleitet, zur soge-

• =······

Vakuum

nannten Vakuumdestillation.

Diesel/Heizöl

•• : ~e lz wische.nprodukt

Vakuumdestillation

(Abb. 3) Der bei der atmosphärischen Destillation anfallende Rückstand kann

unter normalem Druck

• •••o•oaooo0ooo 1 1 · ·~•0008 0@0@ o@o• • ot0 ooogo 00 1

_._

1

Ofen 360 °C

000°0°808 0

0

nicht weiter zerlegt werden. Er 7

führen kann. Die Klopffestigkeit Gase

Abbildung 4: Thermisches Kracken

oder der Widerstand gegen klop-

000

O 00

fende Verbrennung wird mit der Oktanzahl beschrieben. Je nach

'' 1

.---'oo~---.1 0 0

0 0o• e•

Zwischenp.rodukc Rückscand

I

Bauart und Verdichtungsverhält-

Benzin

• ' - - -.-

nis eines Motors wird Bleifrei 95

.-

• e•••• e l Diesel/Heizöl

mit einer Oktanzahl (ROZ = Re-

oo:::-•

search-Oktan-Zahl) von minimal

OQO • •· .• e ••• •· e

.

95 oder Bleifrei 98 (Superplus)

oo oo oo 000000~ 30 1

_._

1

und verbleites Superbenzin mit

oo0 e0ee

Ofen 440-500 °C

einer ROZ von minimal 98 be-

, - - - -~

e

nötigt. Verbleites Superbenzin

Heizöl Schwer (lndustrieheizöl)

darf in der Schweiz und den

•••••••••

meisten EU-Ländern seit dem 1.1.2000 nicht mehr verkauft werden.

schwerer Rückstand, der normalerweise dem Industrieheizöl beigemischt wird.

Treibstoffe

- Gute Lagerbeständigkeit und keine Korrosionsneigung - Zündkerzen frei von Russ und anderen Ablage- .----- - - -- - - -- - - -- - - -------.

Abbildung 5 : rungen CFR-Prüfmotor für die Oktanzahlbestimmung - Sauberhalten von Vergaser,

Ein-

spritzdüsen, Ventilen und Einlass-

Anforderungen an Treibstoffe für Ottomotoren (Benzin)

Die

Die Betriebsbedingungen in mo-

chemisch-physikalischen Kenndaten, .___ __

dernen

Hochleistungsmotoren

die das Verhalten eines Treibstof-

stellen eine Reihe von Anforde-

fes beeinflussen, sind seine Klopf-

rungen, die vom Kraftstoff erfüllt

festigkeit und seine Flüchtigkeit.

system wichtigsten Höchsce Stellung des Zylind ers, niedrigste

Tiefsee Scellung des Zylind ers, höchste

v_ec_d;_ch_,u_ng_ _ __ _v_ ,_,d_; c1_""_"g_ _ __ _~

Oktan.zahl

werden müssen . Die wichtigsten

Die Klopffestigkeit ernes Otto-

sind:

Treibstoffes wird durch die Ok-

- Problemloser Start des Motors

Klopffestigkeit

bei hohen und tiefen Temperaturen

tanzahl ausgedrückt. Sie wird im Einzylinder-CFR

(Cooperative

Klopfen entsteht, wenn sich im

Fuel Research Committee)-Prüf-

- Klopffreier Betrieb beim Be-

Zylinder die Verbrennung nicht

motor ermittelt (Abb. 5) .

schleunigen und bei hohen Be-

regelmässig ausbreitet und ein

Im Prüfmotor wird nun die ver-

lastungen

Teil des Benzin-Luft-Gemisches

stellbare Kompression so lange

schlagartig verbrennt.

erhöht, bis das zu untersuchende

tors durch Dampfblasenbildung

Dadurch wird der Motor ther-

Benzin zur klopfenden Verbren-

- Optimale Energienutzung, um

misch und mechanisch wesent-

nung neigt.

gute Kilometerleistung zu er-

lich stärker belastet, was zu Schä-

Danach werden Vergleichsmes-

reichen

den an Kolben und Kurbeltrieb

sungen mit Referenztreibstoffen

- Keine Aussetzer des heissen Mo-

8

gemacht. Diese Vergleichstreibstoffe bestehen aus Mischungen

Treibstoffkomponenten

Oktanzahl (ROZ)

MTBE (Methyl-Teritär-butyläther)

120

Iso-Oktan, welches sehr klopffest

TBA (Tertiär-Butyl-Alkohol)

105

ist, erhält dabei den Wert 100 zu-

Methanol

130

von Iso-Oktan und n-Heptan.

geordnet, n-Heptan dagegen den Wert 0. So ergibt sich zum Bei-

zündung des Benzin-Luft-Gemisches zu verhindern, muss die

Abbildung 6: Oktanzahl des Referenztreibstoffes

MTBE

15 Vol. %

TBA

7 Vol. %

Methanol

3 Vol. %

Oktanzahl erhöht werden. Dies geschieht durch und

Isomerisation

katalytisches

Reforming

sowie durch Zugabe von hochklopffesten Treibstoffkomponen-

Flüchtigkeit

ten.

Das

Oktanzahl 95

Diese

Komponenten

durch

Weiterverarbeiten

können

Benzin

muss

genügend

leichtflüchtig sein, damit sich im

von

Vergaser oder nach den Ein-

hergestellt

spritzdüsen ein homogenes Ben-

spiel für ern zu untersuchendes

werden. Da sie in ihrer Moleku-

zin-Luft-Gemisch bilden kann.

Benzin eine Oktanzahl von 95,

larstruktur bereits Sauerstoffato-

Im Winter ist eine höhere Flüch-

wenn seine Klopffestigkeit einer

me besitzen, benötigen sie für

tigkeit des Benzins notwendig,

Mischung aus 95 Vol. % !so-Ok-

eine vollständige Verbrennung

um gute Kaltstarteigenschaften

tan und 5 Vol. % n-Heptan ent-

weniger Luft als reines Benzin.

und ein einwandfreies «Gasan-

spricht (Abb. 6).

Damit keine Probleme infolge

nehmen» während der Aufwärm-

Nach den Prüfmethoden unter-

veränderter Gemischzusammen-

phase zu erreichen. Im Sommer

scheidet man zwischen ROZ (Re-

setzung entstehen, ist der zulässi-

dagegen ist eine niedere Flüchtig-

search-Oktan-Zahl) und MOZ

ge Anteil dieser Treibstoffkompo-

keit notwendig, um die Verdamp-

(Motor-Oktan-Zahl). Die ROZ

nenten limitiert auf:

fungsverluste zu reduzieren und

Koppelprodukten

ist die gebräuchlichste Prüfmethode und entspricht am besten

250 ~ - - - - ~ -- - ~ - - - ~- - - - ~ - - ~ - - .

-~

~

den Verhältnissen, wie sie beim

Anfangs-

Mittlerer Siedebereich

-§

End~Siede-

tl:

Siedebereich ~ - - - ~ - - - ~ - - - -

Beschleunigen eines Fahrzeuges

200 - t-

auftreten. Die MOZ beschreibt

- --

+ - - - -k_ei1,--1e_V_cr~br.u _ c_rv_tr_ci--. s11~nl.l~ -- - - + - -.......--+--t

.~n

-g

·.::

kein Stehenbleiben des heissen Mocors

das Klopfverhalten, wie es bei hohen Drehzahlen und höherer Belastung auftreten kann. Bei -clmu gcgcn

einem Autobenzin liegt die MOZ

Dornplbbs<n· 100

in der Regel etwa 10 Punkte tiefer

Kurbeigehäuse

bildung

-1----"-t-- - - + -~-,::...--+-----I Ablagerungen lcich1<r S,arr bd

als die ROZ (für Bleifrei 95 ist die

Cum

hcissem Mocor

Zündkerzen-

u hncl\cr Wiirml~u,r

MOZ min. 85).

Vtr.schmu11.11n

50 - + - - . .,C.--t - - - - - + - - - - - + - - - - + - - - - - + - l ] Beschleunigung und Leistung

Die bei der Destillation anfallenden Benzine besitzen eine Oktanzahl zwischen 60 und 70 ROZ,

~

1

1

1

o.o

l + - - - - - + + - - - - ,vei cherMocorlau r- -- -l

...

leichter Start bei

E

~

1

# .....

~ - - 1 - - - - - + - - -- - + - - - ---+----+-------'-l -" kaltem Mocor

0

~

\'(riruch:1ftl1d1kch 1m Kururrc<kc r1\'ctkchr

20

40

60

80

100

verdamp fter Antei l %

was für die Motoren nicht genügt. Um unkontrollierte Selbst-

Abbildung 7: Typischer Siedeverlauf eines Benzins 9

Bestimmung

Bleifrei 95

der Isomerisationsanlage wei-

RVP (Dampfdruck nach Reid bei 37,8 °C):

terverarbeitet

Som mer

(kPa)

45-60

Winter

(kPa)

60-90

- Schwerbenzin in der Anlage für katalytisches Reforming Beide Behandlungen dienen zur

E70 (Siedeanalyse verdampfte Menge bei 70 °C): Sommer

(% Vol. )

20-48

Winter

(% Vol.)

22-50

(OC)

2 10

Siedeende

- Leichtbenzin wird sodann in

Erhöhung der

Oktanzahl des

Benzins.

lsomerisation

Spezifikationen zur Festlegung der Flüchtigkeit gemäss Schweizer Norm.

In der Isomerisationsanlage werdas Bilden von Dampfblasen zu verhindern.

Die

Entschwefelung

den die geradekettigen Benzin-

Flüchtigkeit

moleküle in verzweigte Moleküle

kann durch Mischen geeigneter

Diese erste Benzinfraktion ent-

(!so-Paraffine)

Benzinfraktionen den jeweiligen

hält

in

Dies erfolgt bei einer Temperatur

Bedürfnissen angepasst werden

unterschiedlichen

Je

von etwa 250 °C in Gegenwart

(Abb. 7).

nach Beschaffenheit des verarbei-

von Wasserstoff und eines Kataly-

teten Rohöls. Um die Spezifika-

sators. Nach dem Durchgang

tionen zu erfüllen,

muss der

durch die Anlage erreicht das

Schwefel aus dem Benzin entfernt

Leichtbenzin eine Oktanzahl von

werden. Dies geschieht in der

ungefähr 89 ROZ.

Herstellungsverfahren für Otto-Treibstoffe (Benzin)

Schwefelverbindungen Mengen,

Entschwefelungsanlage,

umgewandelt.

in der

sich der Schwefel bei einer Temperatur von 370°C in Gegenwart eines Katalysators mit Wasser-

Katalytisches Reforming (Abb. 8)

stoff verbindet und als Schwefelwasserstoff abgetrennt wird.

Schwerbenzin wird in einer anderen Anlage, dem sogenannten katalytischen Reforming (Plat-

Destillation

Fraktionierung

former) behandelt. Hierbei werden die geradekettigen Moleküle

Wie auf Seite 7 beschrieben, ent-

Das

Benzin wird hierauf rn

in klopffestere, ringförmige Mo-

hält man Benzin bei der atmos-

Leichtbenzin und Schwerbenzin

leküle (Aromaten) umgewandelt,

phärischen Destillation. Die mit

getrennt.

was die Oktanzahl von 60 bis auf

einer Temperatur von etwa 150 °C in der Kolonne aufsteigenden Dämpfe werden kondensiert und

Abbildung 8: Katalytisches Reforming

Druck

das darin enthaltene Wasser abgetrennt. Dieses Rohbenzin muss

1

1

Be nzin mit

noch mit Hilfe nachstehend be-

60 Oktan - . . - - - - - - . - - - - - ,

schriebener Verfahren verbessert werden, so dass es den Vorschrif-

Ofen 510 °C

ten entspricht.

Kata lysator

10

102 ROZ ansteigen lässt. Dieser

schleissmindernde

Umwandlungsprozess

Schicht im Ventilsitzbereich .

Kontakt kommen. Fahrzeuge mit

sich erst unter hohem Druck und

Damit ältere Fahrzeuge nach dem

Katalysatoren

bei Temperaturen von 510 °C

Wegfall des verbleiten Benzins

immer mit unverbleitem Benzin

und in Anwesenheit eines Kataly-

weiterbetrieben werden können,

betrieben werden.

sators. Dabei wird Wasserstoff

sind an den Tankstellen spezielle

In der Schweiz werden zwei Sor-

abgespalten.

Zusätze erhältlich.

ten Bleifreibenzine angeboten,

vollzieht

Bleioxid-

nicht mit Bleiverbindungen in müssen

deshalb

die sich nur in der Oktanzahl unterscheiden. Bleifrei 95 hat eine

Treibstoffe für Ottomotoren

Bleiersatz MILLENIUM

Oktanzahl von 95 und Bleifrei 98 (Superplus) eine Oktanzahl von

Seit Anfang 1996 bietet Shell

98. Der grösste Teil der heutigen

(Switzerland) den umweltscho-

Fahrzeuge kann mit Bleifrei 95

nenden Bleiersatz MILLENIUM

gefahren werden. Nur eine kleine

an. Mit diesem Zusatz kann ganz

Anzahl Fahrzeuge mit hochver-

auf Superbenzin verzichtet wer-

dichteten

den, was auch älteren Fahrzeugen

zwingend ein Bleifrei 98. Viele

ermöglicht, uneingeschränkt mit

der älteren Fahrzeuge ohne Kata-

Bleifreibenzin zu fahren. MILLE-

lysator haben von der Motoren-

Die beiden Benzinkomponenten

NIUM schützt die Ventilsitze äl-

konstruktion her bereits gehärte-

aus der lsomerisationsanlage und

terer Motoren

ebensogut wie

te Ventilsitze und können blei-

aus dem Reformingprozess sind

Blei. MILLENIUM wird nach

freies Benzin ohne Millenium

das Ausgangsprodukt für

dem

verwenden.

Superbenzin (Verboten in der EU und der Schweiz ab 1.1.2000)

die

Tanken

1m

Verhältnis

Motoren

verlangt

Herstellung von Benzin für unse-

1: 1000 (30ml auf 30 Liter Ben-

Ab 1. Januar 2004 ist

1Il

re Tankstellen.

zin) den bleifreien Benzinqualitä-

Schweiz schwefelfreies

Benzin

ten (je nach Oktanzahlbedarf des

mit einer Lenkungsabgabe auf

Form von Bleitetramethyl-Zusatz

Motors) beigemischt.

schwefelhaltigem Benzin steuer-

hauptsächlich zum Erhöhen der

MILLENIUM ist in 500 ml

lich begünstigt.

Oktanzahl verwendet, kann dies

Flaschen an den Shell Tankstellen

Schwefelfreies Benzin hat weni-

heute durch andere Komponen-

erhältlich und reicht für 500 Liter

ger als 10 ppm Schwefel, das ist

ten, wie z.B . mit MTBE gemacht

Bleifreibenzin.

15mal weniger als der zulässige

Wurde

früher

das

Blei

1Il

der

werden. Von der Oktanzahl her

Schwefelgehalt der gemäss LRV

kann

(Luftreinhalteverordnung)

damit

das

Superbenzin

durch Superplus (Bleifrei 98) ersetzt werden, wenn nicht das Blei eine wichtige Verschleissschutz-

Unverbleites Benzin: Bleifrei 95 und Bleifrei 98

bis

2005 vorgesehen ist.

Dies begünstigt die Einführung neuer

Abgasnachbehandlungs-

Systeme, insbesondere auch bei

Funktion für ungehärtete VentilFahrzeugen

Das wirksamste Verfahren zur

direkt eingespritzten Benzinmo-

hätte. Diverse ältere Fahrzeuge

Senkung des Schadstoffausstosses

toren.

ohne Katalysator haben noch

bei Ottomotoren ist der Einbau

Motoren mit Grauguss-Zylinder-

von

köpfen ohne Ventilsitzringe oder

Vorschrift in der Schweiz seit

Leichtmetall-Zylinderköpfe mit

1987) in Verbindung mit einer

ungehärteten

Ventilsitzringen.

Regelelektronik zur Steuerung

Shell V-Power 100 ist ein Spezial-

Bei diesen Motoren bildet das

des Benzin-Luft-Gemisches. Sol-

benzin mit 100 Oktan. Speziell

Blei im Superbenzin eine ver-

che Katalysatoren dürfen jedoch

sind einerseits die sehr hohe Ok-

sitze

bei

älteren

Katalysatoren (gesetzliche

Shell V-Power 100

11

tanzahl, die eingesetzten Benzin-

timierten Einlassvorgang stören

die Oktanzahl beim Rennbenzin

komponenten sowie das Perfor-

und schon nach kurzer Zeit zu

limitiert auf max. 102 ROZ. Die

mance Additiv. Die daraus resul-

einer Verschlechterung des Fahr-

aus den Renn-Aktivitäten unter

tierenden Vorteile sind:

komforts und zu einem Anstieg

extremen Bedingungen gewon-

- Die Zündung kann bei ver-

des Verbrauches und der Emissio-

nenen Erkenntnisse fliessen auch

schiedenen Fahrzeugen noch

nen führen. Je ausgeklügelter der

in die Entwicklung und Produk-

optimaler auf maximale Leis-

Motor, desto empfindlicher rea-

tion von normalem Benzin ein,

tung eingestellt werden. In der

giert er auf Verschmutzungen,

wie es an den Tankstellen ver-

Regel erfolgt dies automatisch

Ablagerungen und Verschleiss.

kauft wird.

gesteuert durch den Klopfsen-

Die führenden Motorenhersteller

sor ohne Zutun des Fahrers.

haben denn auch erkannt, dass

- Die verwendeten Benzinkom-

die Verwendung von additivier-

ponenten verbrennen rascher,

tem Benzin einen wesentlichen

was eine optimale Verbrennung

Beitrag leistet, um die Motoren

begünstigt und ein perfektes

zu schützen und über eine lange

Ansprechen auf die Gaspedal-

Zeit im Neuzustand zu halten.

vorgaben ergibt.

Benzin mit solchen markenspezi-

Dieseltreibstoff ist

- Die speziell für V-Power 100

fischen Zusätzen unterscheidet

nanntes Mitteldestillat, eine Mi-

eingesetzten Additive halten

sich deutlich gegenüber einer

schung aus Kohlenwasserstoffen

den Motor optimal sauber.

herkömmlichen Benzinqualität.

im typischen Siedebereich von

So enthält beispielsweise das an

170 °C bis 380 °C. Dieseltreib-

den Shell Tankstellen verkaufte

stoff fällt bei der atmosphäri-

Shell Benzin Bleifrei 98 und

schen und der Vakuumdestillati-

Bleifrei 95 ein speziell abge-

on an. Mit Hilfe des thermischen

Bei der Benzinherstellung nach

stimmtes,

Krackens kann die Ausbeute an

Norm sind keine Additive vor-

Additiv.

Dieseltreibstoff

geschrieben. Einerseits erwarten

Im 2003 optimierte Shell die

werden. Im Gegensatz zum Otto-

die Automobilisten einen immer

Benzinformularion weiter, indem

motor, bei dem die Verbrennung

höheren Fahrkomfort und Zuver-

es gelang zusätzlich zur Motor-

mit Hilfe eines Funkens fremd-

lässigkeit, während andererseits

sauberkeit die Reibung zwischen

gezündet wird, muss sich beim

der Gesetzgeber zunehmend an-

Kolben/Kolbenring und der Zy-

Dieselmotor der in die heisse,

spruchsvollere Systeme verlangt,

linderwand zu reduzieren.

komprimierte Luft eingespritzte

Benzinadditive

umweltverträgliches

Treibstoff für Dieselmotoren ern

weiter

soge-

erhöht

um die Emmisionen zu reduzie-

Dieseltreibstoff von selbst ent-

ren. Eine gute Verbrennung be-

zünden. Das Mass für die Zünd-

ginnt immer mit einer guten Gemischbildung,

bei

der

Rennbenzin

willigkeit des Dieseltreibstoffes ist die Cetanzahl. Sie sollte ge-

die

Funktion von Vergaser, Saugrohr,

Für Rennbenzin gibt es spezielle

mäss Norm im Minimum 47 be-

Einspritzdüsen und Einlassventi-

Vorschriften der FIA (Federation

tragen. In der Schweiz sind Werte

len zunehmend ein integrales

Internationale de !'Automobile).

zwischen 49 und 53 üblich.

System

sehr

Die Vorschriften bezüglich Ok-

Im Gegensatz zu Benzin bestehen

genau abgestimmt ist. Wenn nun

tanzahl und chemischer Zusam-

beim Dieseltreibstoff Kältepro-

Benzine ohne Additive verwendet

mensetzung, um die wichtigsten

bleme wegen des Paraffingehal-

werden, können sich sehr leicht

zu nennen, weichen nur unbe-

tes. Einerseits bewirken die Paraf-

im Einlasssystem (Einlassventile,

deutend

nationalen

finkohlenwasserstoffe eine gute

Vergaser, Einspritzventile usw.)

Norm für Bleifrei 98, Sommer-

Zündwilligkeit des Treibstoffes,

Ablagerungen bilden, die den op-

qualität, ab. So ist zum Beispiel

anderseits beeinflussen sie das

12

bilden,

welches

von

der

Kälteverhalten des Dieseltreibstoffes

negativ.

Schwefelgehalt

Bei niedrigen

Schmierfähigkeit des schwefelarmen Diesels

ausge-

Ebenso von Bedeutung ist der

schiedene Paraffinkristalle zum

Schwefelgehalt des Dieseltreib-

Verstopfen des Dieselfilters und

stoffes. Beim Verbrennen des

Bei der Einführung des soge-

so zum Stillstand des Motors

Schwefels entsteht Schwefeldio-

nannten City-Diesels in Schwe-

führen. Es ist darum wichtig, dass

xid, welches in Verbindung mit

den (max. 0.001 % Schwefelge-

der

Wasser zur Bildung von Schwe-

halt) ergaben sich nach relativ

gutes Kälteverhalten verfügt.

felsäure führen kann. Der Schwe-

kurzer Zeit sehr grosse Probleme

In der Praxis wird zwischen Som-

felgehalt im Dieseltreibstoff ist

mit den Einspritzpumpen. Es

mer- und Winterdiesel unter-

gemäss Luftreinhalteverordnung

wurde festgestellt, dass dieser

schieden.

in der Schweiz seit 1. Januar 2000

Diesel

auf max. 0,035% = 350 ppm fest-

Schmierfähigkeit hatte. Durch

gelegt. Durch die Herabsetzung

spezielle

des Schwefelgehaltes konnte eine

dann dieses Problem gelöst wer-

starke Reduzierung der Schwefel-

den. Es zeigte sich, dass durch

Die wichtigsten Kriterien und

und Partikelemissionen erzielt

die

Prüfungen für die Kältebestän-

werden, und es besteht nun die

Molekülstruktur (in Funktion des

digkeit

Möglichkeit,

Oxidationskataly-

Rohöls und Entschwefelungsver-

sind:

satoren wirkungsvoll bei Diesel-

fahrens) verschieden verändert

l. Trübungspunkt (Cloud point):

fahrzeugen einzusetzen.

wird und daher nicht alleine der

Temperaturen

können

Dieseltreibstoff über

em

Kälteverhalten

von

Dieseltreibstoffen

erne

ungenügende

Massnahmen

konnte

Entschwefelung auch

die

Erste, sehr feine Paraffinkris-

Schwefelgehalt als Kriterium für

talle beginnen sich auszuschei-

die Schmierfähigkeit herangezoFür den Einsatz von wirksamen

gen werden kann. Vor allem kri-

2. Filtrierbarkeitsgrenze (CFPP =

Partikelfiltern muss der Schwe-

tisch ist der schwefelarme Diesel,

Cold Filter Plugging Point): Ist

felgehalt weiter reduziert werden .

welchem der Schwefel durch ka-

bei jener Temperatur erreicht,

Die per 1. Januar 2004 eingeführ-

talytische Hydrierung mit hohen

bei der ein Standardfilter unter

te Lenkungsabgabe auf Diesel mit

Drücken entzogen wurde. Der

genormten

mehr als 10 ppm Schwefel hat die

Schwefel wird mit Hilfe von Was-

rasche Einführung von schwefel-

serstoff aus der Dieselfraktion

Die Schweizer Norm SN 181 160

freiem Diesel in der Schweiz we-

herausgelöst, er verbindet sich

(SN EN 590) schreibt ab 1. 1. 94

sentlich erleichtert.

dabei mit Wasserstoff zu Schwe-

den.

Prüfbedingungen

verstopft.

felwasserstoff.

folgende Werte vor:

Dieser

Prozess

läuft bei Temperaturen zwischen Winterqualität Klasse 0

Trübungspunkt

max. -10 °C

Filtrierbarkeitsgrenze

max. -20 °C

Sommerqualität KlasseD

300 °C

und 400 °C und bei

einem Druck von 70-80 bar ab.

Die Einspritzpumpen von Die-

max. -10 °C

selmotoren müssen geschmiert werden. Grössere Dieselmotoren

Laut Schweizer Norm darf neben

Schwefelfreier Diesel ermöglicht

sind mit Reihen-Einspritzpum-

der das ganze Jahr zugelassenen

den optimalen Betrieb von Die-

pen ausgerüstet, die entweder

Winterqualität in den Sommer-

selmotoren mit Partikelfiltern,

einen eigenen Oelsumpf haben

monaten (Mai-September) auch

das heisst, die als schädlich einge-

oder am Ölkreislauf des Diesel-

Dieseltreibstoff gemäss Sommer-

stuften Partikelemissionen kön-

motors angeschlossen sind. Diese

qualität verkauft werden.

nen weitgehend beseitigt werden.

Pumpen sind mit schwefelarmem 13

Diesel unproblematisch. Bei klei-

Der Winterdiesel darf gemäss

Der Fahrer versucht unbewusst,

neren Dieselmotoren (Personen-

Norm das ganze Jahr eingesetzt

die geringere Motorenleistung

wagen, Kleintransporter, Aggre-

werden,

muss aber seit dem

mit einem höherem Anteil an

gate) sind häufig Verteiler-Ein-

l. 6. 95 während den Sommer-

Volllastfahrt oder durch Fahren

spritzpumpen

monaten eine Mindestdichte von

in einem tieferen Gang, also mit

Rail Einspritzsysteme eingebaut.

820 kg/m haben.

unwirtschaftlichen

Diese werden direkt vom Diesel,

Die geänderte Dich tebandbreite

zahlen, zu kompensieren.

den sie fördern, geschmiert. In-

des schwefelarmen Diesels nach

folge Diesels mit ungenügender

der neuen Norm hat dazu ge-

Schmierfähigkeit sind bei der

führt, dass teilweise Diesel mit

Einführung des schwefelarmen

extrem tiefer Dichte angeboten

Diesels in der Schweiz vermehrt

wurde. Solcher Diesel war im

Verteiler-Einspritzpumpeschä-

.Einkauf günstiger (.EHekt des Ge-

den aufgetreten. Shell (Switzer-

wichtszolles, ab 1.1. 97 Volumen-

land) hat von Anfang an seinen

zoll). Fahrer von Dieselfahrzeu-

Der heisse Sommer 1994 hat bei

Diesel

die

gen, die Diesel mit tiefer Dichte

vielen Dieselpersonenwagen und

Schmierfähigkeit des Diesels zu

tanken, stellen dann allerdings

Dieselkleintransportern zu aus-

gewährleisten.

recht schnell einen Mehrver-

geprägten Heissstart-Schwierig-

Aufgrund dieser Kentnisse wurde

brauch fest und beklagen sich,

keiten geführt. Die Praxis zeigte,

em

insbesondere an Steigungen, über

dass diese Schwierigkeiten aus-

Prüfverfahren «HFRR-Test» ent-

reduzierte Leistung.

schliesslich von Diesel mit tiefer

wickelt, um die Schmierfähigkeit

1994 hat sich insbesondere Shell

Dichte (deutlich tiefer als 820

des

(Switzerland)

technischen

kg/m 3) und tiefer Viskosität (als

entsprechende Qualitätsanforde-

Informationen bemüht, die Die-

eine Folge von tiefer Dichte) ver-

rung ist in der Norm SN EN 590

selfahrer und Einkäufer zu bera-

ursacht wurden.

seit 1.1.2000 enthalten.

ten und der da und dort gehörten

oder

behandelt,

international

Diesels

zu

Common

um

anerkanntes

testen.

Eine

3

mit

Motordreh-

Startschwierigkeiten und geringe Leistung an heissen Sommertagen

Kritik am schwefelarmen Diesel

Verschiedene

entgegenzuwirken.

zeigten, dass bei tiefer Viskosität

Auf

Motorenprüfstand

und hohen Temperaturen die in-

wurde pro 10 Punkte tiefere

ternen Leckagen in der Einspritz-

Der Verbrauch wird massgeblich

Dichte eine um rund 2 % tiefere

pumpe so bedeutend werden,

von der Dieseldichte (Spezifi-

Leistung und je nach Motor ein

dass insbesondere Verteiler-Ein-

sches Gewicht in kg/m

be-

um 0,8-1,4 % höherer Verbrauch

spritzpumpen beim Starten und

stimmt. Je höher die Dichte, d. h .

gemessen. Im Alltag wirkt sich

im Leerlauf nicht mehr die er-

je schwerer der Diesel, desto

die tiefere Dichte aber meistens

forderlichen

mehr Energie tankt man pro

noch gravierender aus:

können. Bei Pumpen mit einer

Dichte

3

)

dem

Untersuchungen

Mengen

fördern

Liter. Auf eine mittlere Dichte eingestellte

Dieselmotoren

ar-

beiten optimal. Starke Abwei-

Dichtebandbreite gemäss Schweizer Norm, gültig seit 1. 1. 2000

chungen der Dichte nach oben

W interdiesel

800-845 kg/m 3

verursachen verstärkte Schwarz-

Sommerdiesel

820-860 kg/m 3

rauchbildung,

frühere Dichtebandbreite für Sommer- und Winterdiesel

815-845 kg/m 3

Shell Ganzjahresdiesel

820-837 kg/m 3

während

starke

Abweichungen nach unten dazu führen, dass die Leistung absinkt und der Verbrauch (in Liter) deu dich ansteigt.

14

elektronischen Regelung konnte

Dieseladditive (Abb. 9)

durch eine andere Programmierung das Problem relativ einfach

12 Stunden-Prüfstand; 2,4 Liter 1D1-Motor (Abbildu ng 9)

behoben werden. Bei Pumpen mit einer mechanischen Regelung ist dies bedeutend schwieriger

und

auch

problematisch,

denn sobald es kälter wird oder Diesel mit einer höheren Dichte getankt wird, ergeben sich Probleme mit Überfüllung und star-

Neue Einspritzdüse

Einspritzdiise nach Testende Einspritzdiise nach Testende mit Diesel inklusiv Shell mit Diesel ohne Additive Additivpaket

ker Rauchbildung beim Starten.

Da die Einspritzpumpen volume-

Shell V-Power Diesel

trisch fördern, erreichen Diesel-

Wie bei der Benzin- sind auch bei

motoren bei Verwendung von

der Dieselherstellung keine Addi-

Diesel mit tiefer Dichte nicht

tive vorgeschrieben, haben aber

Shell V-Power

mehr die maximale Leistung.

den gleichen Effekt wie beim

ernen festen Anteil an syntheti-

Einerseits, weil das eingespritzte

Benzin. Vor allem Additive wie

schem Diesel, hergestellt aus Erd-

Dieselvolumen

genngere

Detergent (Reinhaltungsadditiv)

gas . Ein spezielles Verfahren «Gas

Energiemenge darstellt und an-

und Zündbeschleuniger beinflus-

to

dererseits, weil wegen den er-

sen positiv die Leistungs- und

gas synthetischen Diesel herzu-

höhten internen Leckagen das

Emissionswerte. Infolge des De-

stellen. Dieser Diesel hat ganz

Einspritzvolumen nochmals ge-

tergents bleiben die Einspritzdü-

hervorragende

ringfügig reduziert wird.

sen sauber, und dadurch können

wie praktisch keine Aromaten,

die Abgasemissionen (u.a. Parti-

keinen Schwefel und eine sehr

Dieselnorm

kel) des Motores während der

hohe Cetanzahl. Das Resultat ist

(EN) trägt diesem Aspekt inso-

gesamten Lebensdauer auf einem

eine deutlich verbesserte Ver-

fern Rechnung, als sie zwischen

niedrigen Niveau gehalten wer-

brennung, mit weniger Schad-

Sommer- und Winterdiesel un-

den, durch das sich neue Motoren

stoffen und spür- und hörbar wei-

terscheidet und für die zwei

auszeichnen. Zündbeschleuniger

cherer Verbrennung.

Jahreszeiten auch verschiedene

erleichtern

Minimalwerte für Dichte und

Kraftstoff-Luft-Gemisches

Viskosität

Shell

lassen die Verbrennung gleich-

(Switzerland) hat das Problem so

mässiger und ohne Druckspitzen

gelöst, dass beim Shell Ganz-

ablaufen. Daraus ergeben sich

Erdöl ist ein endliches Produkt.

jahresdiesel für Dichte und Vis-

Vorteile für die Geräuschbildung

Es macht daher Sinn zu schauen,

kosität immer die Minimalan-

und Abgasemissionen.

wie durch den Einsatz von nach-

Die

erne

Europäische

vorschreibe.

die

Zündung

werden .

profitieren

die

enthält

Liquid» ermöglicht es, aus Erd-

Eigenschaften,

des und

forderungen des Sommerdiesels eingehalten

Diesel

Biotreibstoffe

wachsenden Rohstoffen die be-

Dadurch

Gemeinsam sorgen diese Elemen-

stehenden Erölvorkommen ge-

Shell-Kunden

te für optimale Verbrennung,

schont werden können und em

ganzjährig vom guten Kältever-

gute Ausnutzung der Kraftstoff-

Beitrag zur C0 2 -Reduktion ge-

halten, ohne irgendwelche Nach-

energie und damit geringeren

leistet werden kann.

teile beim Sommerbetrieb be-

Kraftstoffverbrauch. Flottentests

Biotreibstoffe basierend auf Bio-

fürchten zu müssen.

ergaben Treibstoffeinsparungen

masse sind eine Möglichkeit, die-

bis zu 5 %.

ses Ziel zu erreichen.

15

Für Benzin eignet sich vor allem

Die Normen für Benzin und Die-

träglichen Automobilen. Mitte

die Beimischung von Ethanol.

sel erlauben heute (2007) in Ab-

Bei der Beimischung von Ethanol

sprache mit den Fahrzeugherstel-

1996 waren bereits acht von zehn Wagen mit einem Katalysator

zu Benzin muss man beachten,

lern eine Beimischung von maxi-

ausgerüstet.

dass dies zu einer Erhöhung der

mal 5%. Deutlich höhere Anteile

Die schweren Lastwagen und

Flüchtigkeit führt. Für solche

sind nur zugelassen in Fahrzeu-

Dieselpersonenwagen stossen vor

Mischungen muss daher ein spe-

gen, welche speziell dafür konzi-

allem Stickoxide und Russparti-

ziell

piert sind. Probleme können ins-

kel aus. Der Grenzwert für die

verwendet werden.

besondere bei Dichtungen und

NOx-Emissionen von Lastwagen

Für Diesel eignet sich die Beimi-

Schläuchen auftreten. Hohe Bei-

ist schon stark reduziert worden.

schung von sogenannten Estern,

mischungen können einen Ein-

In nächster Zukunft werden die

in Europa vor allem von Raps

fluss auf das Abgasverhalten und

Abgasgrenzwerte für alle Fahr-

Methyl Ester.

die Lebensdauer der Systeme

zeuge noch weiter reduziert.

haben.

Der Schwefelgehalt des Diesel-

vorbereitetes

Basisbenzin

Man unterscheidet heute zwi-

treibstoffs ist seit dem l. Januar

schen Biotreibstoffen erster Ge-

2000 gemäss Luftreinhalte-Ver-

neration, die vor allem aus den

ordnung (LRV) auf max. 0,035 %

«Früchten» von Pflanzen hergestellt werden, wie z.B. aus Raps,

Umwelt

= 350 ppm beschränkt und ab 1. Januar 2004 ist schwefelfreier

Mais, Zuckerrüben und Getrei-

Diesel mit weniger als 10 ppm im

de. Die daraus hergestellten Bio-

Markt erhältlich. Mit dieser Vor-

treibstoffe funktionieren. Allerdings reduziert dies die verfügbaren Nahrungsmittel, was sich auf die Futter- und Nahrungsmittelpreise auswirkt. Zudem benötigt

Durch die Verbrennung von Erdölprodukten verursachte Emissionen

schrift wird ein weiterer Beitrag zur Luftreinhaltung geleistet. Sie ermöglichte zudem, neue Dieselfahrzeuge mit Oxidations-Katalysatoren auszurüsten, die zur

die Herstellung solcher Biotreib-

einwandfreien Funktion auf sehr

stoffe recht viel Energie, so dass

Die schweizerische Gesetzgebung

schwefelarmen Treibstoff ange-

der C0 2 -Gewinn doch relativ be-

legt für die schädlichen Emissio-

wiesen sind.

scheiden ausfällt.

nen von Motorfahrzeugen und

Die Heizanlagen und Industrie-

Es wird daher zurzeit sehr inten-

Heizanlagen sehr strenge Grenz-

feuerungen erzeugen Schwefel-

siv an Biotreibstoffen der zweiten

werte fest.

dioxid

Generation

welche

Die Abgase von Benzinmotoren

(NOx). Dank dem reduzierten

aus beliebiger Biomasse, wie z.B.

enthalten Stickoxide (NOx), un-

Schwefelgehalt der Brennstoffe

Grünabfällen, Holz, Stroh usw.,

verbrannte

Kohlenwasserstoffe

und der ständigen Wirkungs-

Biotreibstoffe herstellen können.

(HC) und Kohlenmonoxid (CO).

grad-Verbesserung der Heizan-

Dabei wird die Biomasse in geeig-

Ist das Fahrzeug mit einem Kata-

lagen sind die Schwefeldioxid-

neter Art vergast und dann, ähn-

lysator ausgerüstet, werden diese

Emissionen gesamthaft unter das

lich wie bei V-Power-Diesel be-

Verunreinigungen um mehr als

Niveau

schrieben, verflüssigt. Die so her-

Damit stellt sich die Schweiz an

gestellten Biotreibstoffe haben

90 Prozent vermindert. Der Katalysator stellt das wirksamste Mit-

die Spitze der eurpoäischen Län-

sehr viel bessere Eigenschaften,

tel zur Reduzierung der schädli-

der. Die grossen Industriebetrie-

da die Moleküle praktisch mass-

chen Emissionen des Benzinmo-

be des Landes rüsten sich gegen-

geschneidert werden und damit

tors dar. Die Schweiz ist das

wärtig mit neuen Brennern aus,

optimal für die motorische Ver-

europäische

brennung geeignet sind.

höchsten Anteil an umweltver-

16

gearbeitet,

Land

mit

dem

die

(SO,)

von

wemger

(Low-NOx

und

1950

NOx

Stickoxide

gesunken.

ausstossen

Brenner);

dieser

Brennertyp wird inzwischen auch in Anlagen für Heizöl Extra Leicht eingebaut.

1 Val%

lybdändisulfid, dienen als Zusät-

- Reduktion des Schwefelgehal-

ze für besondere Anwendungen.

tes auf max. 150 ppm - Reduktion des Dampfdruckes auf max. 60 kPa im Sommer

Rückgewinnung der Benzindämpfe

- Ab 1. Januar 2004 Lenkungs-

Allgemeine Anforderungen

abgabe auf Benzin mit mehr als 10 ppm Schwefel

Die Schmierstoffe haben primär

In der Schweiz sind mittlerweile

die Aufgabe, Reibung und Ver-

alle Tankstellen mit Tanksäulen

Diesel:

schleiss an bewegten Maschinen-

und

- Reduktion des Schwefelgehal-

teilen zu reduzieren. Gelingt die

Zapfpistolen

ausgerüstet,

mit denen die beim Betanken von

tes auf max. 350 ppm

vollständige Trennung der Gleit-

Fahrzeugen entweichenden Ben-

- Spezialqualitäten mit weniger

partner durch einen Schmierfilm

zindämpfe aufgefangen werden.

als 50ppm Schwefel für Die-

beispielsweise durch hydrodyna-

Mit ihrer Rückführung in den

selmotoren, die mit Partikelfil-

mische Schmierung, so ist das ge-

Vorratstank entfällt die Luftbe-

ter ausgerüstet sind

steckte Ziel in höchstem Masse

lastung durch das Tanken.

- Ab 1. Januar 2004 Lenkungs-

erreicht. Es gibt jedoch zahlrei-

Die Belieferung der Tankstellen

abgabe auf Diesel mit mehr als

che Fälle, wo die technischen

erfolgt im geschlossenen Kreis-

10 ppm Schwefel

Voraussetzungen

für

diese

Schmierungsart

fehlen.

Der

lauf. Beim Abladen von Benzin Heizöl:

Schmierstoff muss dann in Ver-

einen zweiten Schlauch die ver-

- Norm für Oekoheizöl mit max.

bindung mit den Werkstoffen der

drängten Gase zurück. In der

0,05% Schwefel und max. 100

Gleitflächen Eigenschaften auf-

Raffinerie oder in einem Um-

mg/kg Stickstoff

weisen, die auch im Gebiet der

nimmt der Tankcamion

über

schlagslager werden diese Dämp-

- Intensive

Zusammenarbeit

fe wiederum verflüssigt, und man

zwischen der Mineralölindus-

erhält daraus erneut Benzin.

trie und den Brennerherstellern,

Neue umweltrelevante Spezifikationen ab 1. Januar 2000

Mischreibung einen annehmbar geringen Verschleiss ergeben.

um die technischen Voraus-

Daneben dient der Schmierstoff

setzungen zur Einführung von

zur Wärmeableitung, als Korrosi-

Heizöl mit sehr tiefem Schwe-

onsschutz und als Dichtmittel

felgehalt zu schaffen

(Feindichtung enggepasster Teile durch Öl, Schutzdichtung gegen äussere Verunreinigungen durch

Brenn- und Treibstoffe unterlie-

Schmierfett). In hydrostatischen

gen einer ständigen Weiterent-

und hydrodynamischen Kraft-

wicklung mit dem Ziel, die Umweltbelastung weiter zu reduzie-

Schmiermittel

übertragungen übernimmt das Öl zusätzlich die Funktionen einer

ren und neue Motoren- und

Hydraulikflüssigkeit.

Abgasnachbehandlungssysteme

öle müssen zudem den Motor

einführen zu können.

Schmierstoffe

Benzin:

Grundsätzlich unterscheidet man

- Verkaufsverbot für verbleites

zwischen flüssigen (Öle), konsi-

Benzin - Reduktion des Benzolgehaltes von max. 5 Vol % auf max.

Motoren-

sauber halten.

stenten (Schmierfette) und festen Schmierstoffen.

Die

letzteren,

insbesondere Graphit und Mo17

Basisöl

haltspunkt kann die Einteilung auf Seite 18 dienen (Gewichts-

Schmierstoff-Zusätze (Wirkstoffe, Additive)

prozente): Die Raffinate stellen

Basisöl-Herstellung

die Basisöle für die Fabrikation

Die

die

an

von legierten Schmierstoffen dar.

Hochleistungsschmierstoffe

ge-

Wegen den günstigen natürlichen

stellt werden, können nur noch

Konventionelle Basisöle

Eigenschaften von

paraffinba-

durch Beimischung von speziel-

Der mit der atmosphärischen

sischen Ölen werden diese für

len Additiven zu ausgesuchten

Destillation nicht verdampfbare

viele Anwendungszwecke,

wie

Basisölen befriedigt werden. Der

Rückstand wird durch die Va-

Motoren-, Getriebe- und Hydrau-

Zweck der Wirkstoffe besteht

kuumdestillation (Herabsetzung

liköle, bevorzugt eingesetzt.

darin, bestehende günstige Öl-

Anforderungen,

der Siedebereiche durch Ver-

eigenschaften zu verbessern, un-

minderung

günstige

des

Druckes)

m

abzuschwächen

und

Schmierölfraktionen zerlegt. Da-

Synthetische Basisöle

neue Eigenschaften, die für ge-

bei werden die dünnflüssigen

Ausgehend vom Erdöl lassen sich

wisse Einsatzgebiete unerlässlich

Spindelöle, die mittelflüssigen

auch synthetische Basisöle her-

sind, zu schaffen. Es gibt eine

Neutralöle und die dickflüssigen

stellen. Durch spezielle Verfahren

sehr grosse Zahl von Wirkstoffen.

Zylinderöle gewonnen.

wird die Molekülstruktur verän-

Nach ihrer Hauptwirkung kann

Um den hohen Qualitätsanforde-

dert, um bestimmte Eigenschaf-

man etwa folgende Gruppen un-

rungen zu genügen, müssen diese

ten gezielt zu verbessern, zum

terscheiden:

durch zusätzliche Verfahren raffi-

Beispiel bei den synthetischen

niert, d.h. von den im Hinblick

Basisölen Shell XHVI (Extremely

- Oxidationsinhibitoren

auf die Gebrauchseigenschaften

High Viscosity Index). Es handelt

- Korrosionsinhibitoren

unerwünschten Bestandteilen be-

sich um sogenannte Hydrocrack-

- Detergents

freit werden. Wichtige Raffinati-

öle die sich durch einen hohen

- Dispersants

onsverfahren sind die Extraktion

natürlichen Viskositätsindex aus-

- EP-Zusätze (verschleissvermi_n-

mit selektiven Lösungsmitteln,

zeichnen. Sie eignen sich dadurch

dernd, Mischreibungszusätze)

die En tparaffinierung und die

hervorragend für die Herstellung

- Pourpoint-Erniedriger

Hydrierung.

von Leichtlauf-Motorenölen.

- Viskositätsindex-Verbesserer

Bezüglich des chemischen Auf-

Prinzipschema für die Herstel-

- Entschäumer

baus unterscheidet man haupt-

lung von Basisölen siehe Seite 20.

sächlich naphthen-

zwischen und

usw.

paraffin-, gemischtba-

sischen Ölen. N aturgemäss bestehen zwischen diesen Gruppen keine scharfen Grenzen. Als An-

Paraffine und Paraffin -Seitenketten

Naphthen-Ringe

Aromaten-Ringe

Paraffin basisch

75 bis 80

15 bis 20

ungefähr 5

Gemischtbasisch

60 bis 70

20 und mehr

5 bis 10

Naphthenbasisch

50 bis 60

30 und mehr

5 bis 10

18

Prinzipschema Prinzipschema der Herstellung von Basisölen (Mineralöle und synthetische Flüssigkeiten).

Vereinfachte Darstellung, nur eine synthetische Flüssigkeit berücksichtigt.

Rohöl ,

'

Atmosphärische Destillation

Atmosphärische Destillation

long residue

Atmosphärische Destillation

long residue

Vakuum Destillation

Vakuum Destillation

Ir Furfurol Extraktion

Katalyt Hydrocrackting

MEK En tparaffinierung

Vakuum Destillation

Hydrofinishing

MEK Entparaffinierung

MVIN VI ca. 30-40

HVI VI ca. 95

MEK MVIN MVIP HVI

t '-

-

Oligomerisation Fraktionierung Trimerisation Fraktionierung Hydrierung

I.,..._

'

1~

MVIP VI ca. 70

t

Spaltung Fraktionierung Verdichtung C./C. Abrennung Tiefkühlung Ethan/Ethylen Trennung

-

UHVI VI ca. 130

-

XHVI VI ca. 150

~

Methylethylketon mi tderer Viskosi tä tsi ndex, naph then basisch mittlerer Viskositätsindex, paraffinbasisch hoher Viskositätsindex

-

Synthetisches Grundöl: Polyalphaolefine PAO VIca.130

UHVI XHVI

sehr hoher Viskositätsindex Shell-Extreme High Viscosity Index Grundöl (H ydrocracköl) lang residue: Rückstand der atmosphärischen Destillation 19

~ V-i-s-kos-i-t ä-t(Abb. 10)

- - m m1 /s -

~- - -

850

775

775

625

erne Kraft, die erforderlich ist, um zwei 1 cm 2 grosse Flächen,

625

550 140

[:J 0

500 450 400 365

Flüssigkeitsschicht, gegeneinan-

315

der um 1 cm in 1 Sekunde zu ver-

280

Die V1skosität ist erne Eigen-

700

550

getrennt durch eine 1 cm hohe

schieben.

,,.

0

700

Die dynamische Viskosität ist

- - - k in-:-V iskos ität

850

500 450

400 365 315 280

240 220

205

175

schaft, die nur beim Fliessen in

140

Erscheinung tritt. Man unter-

115

175 150

40

85

- dynamische Viskosität

60

- kinematische Viskosität mm 2 /s dynamische Viskosität Dichte

140 115

85W

100

scheidet: mPa·s

240

so

90

?.01

30

68

80W

32

20

u.

60

2ü(W)

!lC,

40

85

lS(W)

75 W

40

rnw O\'V&SW

10

20

10

ISO

SAE

SAE

Viskositäts-

Getriebeöl-

Motorenöl~

Klassifikation

Klassifikation

Klassifikation

Abbildung 11: Vergleich von Viskositäts-Einteilungssystemen basierend auf einem Viskositätsindex von I 00.

Die Viskosität ist temp eratur- und Temperaturabhängigkeit ist der

Viskositätsklassierungen

kationen.

Viskositätsindex (VI). Ein hoher

Zur Kennzeichnung der Visko-

Die Tabelle 3 (S eite 22) enthält

VI bedeutet eine verhältnismässig

sität von Motoren- und Fahr-

die Grenzwerte der Viskositäts-

geringe Änderung der Viskosität

zeug-G etrieb eölen

klassen für Motorenöl e. Als Be-

mit der Temperatur und umge-

SAE-Klassierungen (Society of

zugstemperatur

kehrt.

automotive engineers). Abb. 11

Klassen 20, 30, 40, 50 und 60

druckabhängig. Ein Mass für die

Abbildung I 0: Fliess-Schema

20

dienen

gibt einen Vergleich der Klassifi-

die

für

die

SAE-

Tabelle 3 SAE-Viskositätsklassen für Motorenöle nach SAE J 300 (MAI 2004)

SAEViskositätsklasse

maximal zulässige dynamische Viskosität (mPa·s)

kin. Viskosität (mm 2 /s) bei 100 °C

minimal erforderliche dynamische Viskosität (mPa·s) bei 150 °C unter hohem Schergefälle

max.

min.

für Kurbeltrieb

für Ölpumpe

min.

ow

6200 bei -35 °C

60'000 bei -40 °C

3,8

High-Tempera-

5W

6600 bei -30 °C

60'000 bei -35 °C

3,8

ture High-Shear

lOW

7000 bei -25 °C

60'000 bei -30 °C

4,1

Viscosity

15W

7000 bei -20 °C

60'000 bei -25 °C

5,6

(HTHSV)

20W

9500 bei-15 °C

60'000 bei -20 °C

5,6

25W

13'000 bei-10 °C

60'000 bei -15 °C

9,3

20

5,6

< 9,3

2,6

30

9,3

< 12,5

2,9

40

12,5

< 16,3

2,9 *

40

12,5

< 16,3

3,7 **

50

16,3

< 21,9

3,7

60

21,9

< 26,1

3,7

* für Öle SAE 0W-40, 5W-40 und 10W-40 ** für Öle SAE 15W-40, 20W-40, 25W-40 und 40 wurde 100 °C gewählt. Im Tief-

Tabelle 4

temperaturbereich hat jede SAE-

Viskositätsklassen für Getriebeöle nach SAE J 306 (2007)

Klasse eine individuelle Bezugstemperatur. Diese Klassen erhalten als Zusatz den Buchstaben W (Winter).

Maximale Temperatur Kin. Viskosität bei 100 °C (mm 2 /s) für eine dynamische Viskosität 150'000 mPa·s Minimum Maximum SAE-Zahl

oc

Ähnlich wie die Motorenöle wer-

70W

-55

4 1

den auch die Getriebeöle nach

75W

- 40

4,1

einer SAE-Klassierung (Tabelle 4)

80W

-26

7,0

85W

-12

11,0

eingeteilt.

80

7,0

<11,0

85

11 ,0

<13,5

90

13,5

<18,5

110

18,5

<24,0

140

24,0

<32,5

190

32,5

<41,0

250

41,0

-

21

Im Hochtemperaturbereich gilt

Tabelle 5

als Bezugstemperatur 100 °C. Im

150-Viskositätsklassen für flüssige Industrieschmierstoffe

Tieftemperaturbereich

werden

für die Öle SAE 70W, 75W, 80W und 85W bei der dynamischen

-·

1

Viskosität von 150'000 mPa•s

Kinematische Viskosität Nennwert mm 2 /s bei 40 °C

ISO Viskositätsklasse

Grenzen der kinematischen Viskosität mm 2 /s bei 40 °C

Temperaturzonen festgelegt. Die

min.

max.

SAE-Zahlen für Getriebeöle stel-

ISOVG2

2,2

1,98

2,42

len keine Fortsetzung der SAE-

ISOVG3

3,2

2,88

3,52

Zahlen für Motorenöle dar.

ISOVG 5

4,6

4,14

5,06

Die Einteilung der Industrie-

ISOVG7

6,8

6,12

7,48

schmierstoffe (Tabelle 5) erfolgt

ISO VG 10

10

9,00

11,0

ISO VG 15

15

13,5

16,5

ISOVG 22

22

19,8

24,2

viskosität bei 40 °C an . Um Dezi-

ISOVG 32

32

28,8

35,2

malzahlen zu vermeiden, wird

ISO VG 46

46

41,4

50,6

für niedrige Viskositäten von die-

ISOVG 68

68

61,2

74,8

ser Regel leicht abgewichen. Die

ISO VG 100

100

90,0

110

Klassennummern entsprechen hier

ISOVG150

150

135

165

den gerundeten Viskositätswerten.

ISOVG220

220

198

242

ISO VG 320

320

288

352

ISOVG 460

460

414

506

ISO VG 680

680

612

748

ISOVG 1000

1000

900

1100

ISO VG 1500

1500

1350

1650

nach der ISO-Viskosttätsklassierung (ISO-Norm 3448). Die Kennzahl ISO VG gibt die Nenn-

Motorenöle Heutige

Motorenöle

vorwiegend

aus

bestehen

hochwertigen

Basisölen und spezifisch abge-

- Erhalten des Honbildes der Zy-

gegebenen

Temperaturbereiche

stimmten Wirkstoffen.

linderbohrung (Verhinderung

sind lediglich als Richtlinie zu be-

Die wichtigsten Aufgaben ernes

von Bore-Polishing)

trachten.

Motorenöls sind:

- Sauberhalten des Motors, insbesondere der Kolbenringpartie

- Reibungsminderung - Optimaler Verschleissschutz

-Abdichtung des Verbrennungsraumes

<----: 1 SAE 5 \Y/ -40 1 :.·.-:> l_ - -- SAE-5 W..:_;.,. .·.·_·_'.- - .: ~ -50-- ~ I :__ 1

SAE 10 W-40 SAE 15 W-40 SAE 20 W -40

- 20

-10

0

10

Kolbenring-Dichtung) - Gewährleistung eines leichten

20

r;.>

1 :_·.-;,> [

30

:::;>40

Abbildung 13: Typische Viskositätsempfehlung

Die Zuordnung der Motorenöle zu vielfältigen Betriebsbedingun-

- Guter Korrosionsschutz

gen der Praxis erfolgt nach Spezi-

- Wärmeableitung

fikationen, die zum Teil weltweit

Im Einzelfall sind die Viskositäts-

Verbreitung gefunden haben. Ge-

klassen

nannt seien die Spezifikationen

den

Konstrukteurvor-

schriften zu entnehmen.

22

der

Kaltstarts

SAE 10 W-30

-30

(Unterstützung

MotorenölSpezifikationen

Die

der USA-Streitkräfte

(MIL-L-

Abbildung 13 zeigt typische Vis-

X.XXX) und die Klassierung des

kositätsempfehlungen. Die an-

American

Petroleum

Institute

Service-Oils (Ottomotoren)

(API). In Europa treten die Spezifikationen der Association des Constructeurs Europeens d' Au-

API SM aktuell

Für alle marktüblichen PKWMotoren im Betrieb. Eingeführt

tomobiles (ACEA) in den Vorder-

API SH überholt

im 2004, die SM-Öle sind formu-

grund. Daneben gibt es Kon-

1996, Öle nach den Parametern

liert, um während der Öllebens-

strukteurvorschriften, die in Ein-

von API SG mit Anforderungen

dauer die Oxidationsbeständig-

zelheiten

allgemein

bezüglich Verdam pfungsverl ust,

keit zu erhöhen, die Ablagerungs-

gültigen Anforderungen hinaus

Filtrierbarkeit und Schaumver-

bildung zu dämmen, den Ver-

gehen.

halten.

schleissschutz zu stärken und die

über

die

Tieftemperatureigenschaften zu Im System des API wird zunächst

API SJ aktuell

optimieren. Einige SM-Öle er-

eine Grobunterteilung in Service-

2001, Öle für Benzinmotoren

füllen die letzten ILSAC-Spezifi-

Oils resp. S-Klassifikation (Otto-

von PKW. Ersetzt API SH. Die

kationen und/oder Energiekon-

motoren) und in Commercial-

Basisöle sind nach der neuen API-

servierungskriterien.

Oils resp. C-Klassifikation (Die-

Klasse und SAE-Viskositätsklasse

selmotoren) vorgenommen.

eingeteilt.

Nach steigenden Ansprüchen ge-

Commercial-Oils (Dieselmotoren)

stuft, wird bei Bedarf in beiden

API SL aktuell

Gruppen in alphabetischer Rei-

2004, Weiterentwiklung von API

henfolge je ein Buchstabe ange-

SJ mit Verbesserung in Bezug auf

fügt und die überholten Stufen

Ablagerungen bei hohen Tempe-

ausser Kraft gesetzt. Zur Zeitgel-

raturen und Reduktion des Öl-

APICF

ten die folgenden API-Stufen:

verbrauches.

1994, für Off-road-Motoren mit indirekter Einspritzung und an-

Zur Erreichung dieser Ziele werden den ausgewählten Basisölen folgende Wirkstoffe zugesetzt: Additivgruppe

Wirkung

AW (Anti-Wear)-Additive

Verminderung des Verschleisses, insbesondere an Nocken und Stösseln

HD (Heavy Duty)- Additive - Detergents

- Dispersants

Viskosi tätsindexverbesserer Pourpoin tverbesserer Oxidationsinhibitoren Korrosionsinhibitoren Entschäumer

dere Motoren, einschliesslich solchen, die mit Kraftstoff mit mehr als 0.5%m S fahren. Kann an Stelle von API CD verwendet werden.

API CF-II

1994, für hoch belastete 2-TaktVerhinderung der Ablagerung von ölunlöslichen Rückständen.

Neutralisation von sauren Verbrennungsprodukten.

Feinste Verteilung der Verbrennungsrückstände, damit sie im Öl in der Schwebe bleiben (sauberer Motor) Verminderung der Temperaturabhängigkeit der Viskosität Verbesserung des Fliessverhaltens bei tiefen Temperaturen Verzögerung der Öloxidation Verhinderung der Korrosion Verhinderung von Schaumbildung

Dieselmotoren. Kann an Stelle von API CD-II verwendet werden.

API CF-4

1990,

für

schnelllaufende

4-

Takt-Motoren mit und ohne Turboladung. Kann an Stelle von API CD und CE verwendet werden.

APICG-4

1995,

für

schnelllaufende

4-

Takt-Motoren, die unter hoher Last arbeiten und Kraftstoffe mit 23

weniger als 0.5%m S verwenden.

lität und die Russdispersion und

ACEAA3/B3

Für Motoren, die die Emissions-

reduzieren die Aufdickung durch

Scherstabile Öle, entwickelt für

normen von 1994 erfüllen. Kann

Oxidation, die Schaumbildung

Hochleistungs-Benzin-

an Stelle von API CD, CE und

und den Viskositätsverlust durch

leichte Dieselmotoren. Für ver-

CF-4 verwendet werden.

Scherung. Kann an Stelle von API

längerte

CD, CE, CF-4, CG-4, CH-4 und

gemäss

CI-4 PLUS verwendet werden.

(Ganzjahres-Verwendung)

4-

Im Fall einer Verwendung von

oder für schwere Einsatzbedin-

Emis-

CJ-4- Ölen zusammen mit Kraft-

gungen gemäss Hersteller-Vor-

sionsnormen von 1998 erfüllen.

stoff mit mehr als 15 ppm S, wer-

schriften.

Die Öle nach API CH-4 erlauben

den die Serviceintervalle gemäss

die Verwendung von Kraftstoff

den Herstellervorschriften redu-

ACEAA3/B4

mit bis zu

ziert.

Scherstabile Ö Je, entwickelt für

APICH-4

1998,

für

schnelllaufende

Takt-Motoren,

die

die

U.')%m S. Kann an

und

Ölwechselintervalle Hersteller-Vorschriften und/

Stelle von API CD, CE, CF-4 und

Hochleistungs-Benzin-

CG-4 verwendet werden.

leichte, direkt eingespritzte Die-

und

selmotoren. Auch für Motoren

ACEA-Spezifikationen

API Cl-4

gemäss ACEA B3.

2002, für schnelllaufende 4-TaktMotoren, die die Emissionsnormen von 2002 erfüllen. Die CI-4 Öle sind formuliert für Mo-

Personenwagen Benzin- und leichte Dieselmotoren

Nutzfahrzeuge Schw ere Dieselmotoren

Standard

Mit Partikelfilter und 3-Wege-Katalysator

ermöglichen die Verwendung von

Al/Bl

Cl

E2

Kraftstoff mit bis zu 0.5%m S.

A3/B3

Cl

E4

A3/B4

C3

E6

A5/B5

C4

E7

toren, die mit EGR (Abgasrückführung) ausgerüstet sind, und

Kann an Stelle von API CD, CE, CF-4, CG-4 und CH-4 verwendet werden. Einige CI-4-Öle sind mit CI-4 PLUS gekennzeichnet.

API CJ-4

2006,

für

schnelllaufende

Takt-Motoren,

die

die

4-

Emis-

A/B : Öle für Benzinund leichte Dieselmotoren

ACEAAS/85

Scherstabile Öle, entwickelt für ver länge rte

Ölwechselintervalle

sionsnormen von 2007 erfüllen.

und vorgesehen für Hochleis-

Die CJ-4-Öle erlauben die Ver-

tungs-Benzin- und leichte Die-

wendung von Kraftstoff mit bis

ACEAAl/81

selmotoren, die mit niedrig vis-

zu 0 .050/om S oder 15 ppm, wenn

Öle für Benzin- und leichte Die-

kosen und reibungsarmen Ölen

die Motoren mit DPF (Diesel-

selmotoren, die für reibungsarme

fahren können. Viskosität von

Partikelfilter)

modernen

und niedrig viskose Öle ausgelegt

2,9 bis 3,5 mPa.s bei l 50°C unter

Nachbehandlungssystemen aus-

sind, mit einer Viskosität von 2,6

hohem Schergefälle bei hohen

gerüstet sind. CJ-4 Öle bieten op-

bis 3,5 mPa.s bei 150°C unter

Temperaturen. Diese Öle sind

timalen Schutz vor Katalysator-

hohem

bei

nicht für alle Motoren geeignet.

kontamination,

Filterverstop-

hohen Temperaturen. Diese Öle

Die Hersteller-Vorschriften sind

fung, Motorverschleiss und Kol-

sind nicht für alle Motoren geeig-

zu beachten.

benablagerungen. Sie sichern die

net. Die Hersteller-Vorschriften

Tief- und Hochtemperaturstabi-

sind zu beachten.

24

und

Schergefälle

und

C : Katalysatorverträgliche Öle

ACEAC4

Katalysator

(SCR)

ausgerüstet

Wie C3, aber für Moto ren, die

sind . Die Hersteller-Vorschriften

low SAPS-Öle mit einer HTHS-

sind zu beachten .

(Achtung: Diese Öle können für

Viskosität (Scherstabilität) >3,5

einige Motoren ungeeignet sein.

mPa.s verlangen. Diese Öle ver-

ACEAE6

Die Hersteller-Vorschriften sind

längern di e TWC- und DPF-Le-

Scherstabile Öle für schwere Die-

zu beachten.)

bensdauer.

selmotoren. Die Kolbensauberkeit,

die

Russdispersion,

der

ACEACl

Low SAPS: Geringe Erzeugung von Sulphated

Schutz gegen Zylinder-Spiegel-

Scherstabile Öle, entwickelt für

Ash {Sulfatasche), Phosphor, Schwefel

bildung,

und

DPF: Diesel-Parcikel-Filcer

eigenschaften und die Schmier-

leichte Dieselmotoren, die rei-

TWC: 3-Wege-Kacalysator

stoffstabilität wurden verbessert,

bungsarme und niedrig viskose

HTHS: High Temperature/High Shear rate

um die Emissionsnormen Euro 1,

Öle H T HS >2,9 mPa.s verlan-

viscosity (Viskositätsverlust unter hohem

2, 3 und 4 von sehr schwer belas-

gen. Low SAPS Öle für Fahrzeu-

Schergefälle bei honer Temperatur)

teten Motoren zu erfüllen. Sie er-

ge, die mit Abgasnachbehand-

EGR: Exhaust Gas Recirculacion (Abgas-

lauben verlängerte Ölwechselin-

lungsystemen (TWC und DPF)

Rückführung)

tervalle gemäss Hersteller-Vor-

Hochleistungs-Benz in-

die

Antiverschleiss-

ausgerüstet sind. Für maximale

schriften . Für Motoren mit oder

Treibstoffeinsparung. Diese Öle

ohne Partikelfilter, welche mit

verlängern die TWC- und DPF-

EGR und NOx-Reduktions-Ka-

Lebensdauer.

talysator (SCR) ausgerüstet sind.

E : Öle für schwere Dieselmotoren

ACEAC2

E6 ist zwingend vorgeschrieben für Motoren mit Partikelfilter, die mit Kraftstoffen mit niedri-

Scherstabile Öle, entwickelt für ACEAE2

gem Schwefelgehalt (<50 ppm)

leichte Dieselmotoren , die in der

Öle für allgemeine Verwendung

fahren . Die Hersteller-Vorschrif-

Lage sind, mit reibungsarmen

in schweren Dieselmotoren mit

ten sind zu beachten.

und

Ölen

oder ohne Aufladung bei mittle-

HTHS >2,9 mPa.s zu fahren.

rer bis hoher Belastung und für

ACEAE7

Low SAPS Öle für Fahrzeuge,

normale Ölwechselintervalle.

Scherstabile Öle für schwere Die-

Hochleistungs-Benzin-

niedrig

und

viskos en

die mit Abgasnachbehandlungs-

selmotoren, ausgelegt für optimale

ystemen (TWC und DPF) aus-

ACEAE4

gerüstet

Scherstabile

sind.

Für

maximale

Öle

für

und

schwere

Schutz gegen Zylinder-Spiegel-

Antiver-

bildung.

Ausgeprägte

Ver-

Treibstoffeinsparung. Diese Öle

Dieselmotoren.

verlängern die TWC- und DPF-

schleisseigenschaften, die Kol-

schleissschutz-Eigenschaften, re-

Lebensdauer.

bensauberkeit, die Russdispersi-

duzierte Ablagerungen im Turbo-

on und di e Schmierstoffstabilität

lader, ausgezeichnete Russdisper-

ACEAC3

wurden d efiniert, um die Emis-

sion und Schmierstoffstabilität.

Scherstabile Öle, entwickelt für

sionsnormen Euro 1, 2, 3 und 4

Für Hochleistungsmotoren, die

Hochleistungs-Benzin-

und

von sehr schwer belasteten Moto-

die Emissionsnormen Euro 1, 2,

leichte

Low

ren zu erfüllen . Sie erlauben ver-

3 und 4 erfüllen. Sie erlauben ver-

SAPS Öle für Fahrzeuge, die mit

längerte

längerte Ölwechselintervalle ge-

Ab gasnach behandl ungsystemen

gemäss

(TWC und DPF) ausgerüstet

Für Motoren ohne spezifische

Für Motoren ohne Partikelfilter,

sind. Diese Öle verlängern die

Partikelfilter, auch für solche, die

auch für solche, die mit EGR und

TWC- und DPF-Lebensdauer.

mit EGR und NOx-Reduktions-

N Ox-Reduktions- Katalysatoren

Dieselmotoren.

Die

Kolbensauberkeit

Ölwechselintervalle H ersteller-Vorschriften.

mäss

Hersteller-Vorschriften.

25

-· .,_,1

(SCR) ausgerüstet sind. Die Her-

bildenden

Reaktionsschichten

steller-Vorschriften sind zu be-

sind sehr tragfähig und verhin-

zusätzlichen

achten.

dern das Anfressen. Als solche

(hoher

Zusätze

vorwiegend

Hauptanwendungsgebiet ist welt-

Schwefel- und Phosphorverbin-

weit die Schmierung von Achs-

Zweitakt-Motorenöle

dungen . Unter den sehr hohen

antrieben

Zweitaktmotorenöle sind legierte

Drücken steigt auch die Visko-

nungen.

Schmieröle auf Mineralölbasis

sität im Schmierspalt erheblich

auch

oder synthetischen Flüssigkeiten,

an und ermöglicht die Bildung

Getriebeöle oder Hypoidöle be-

die in der Regel mit Treibstoff

eines wirksamen Schmierfilms

zeichnet.

vorgemischt dem Benzin beigege-

(Elastoh ydrodynamik).

dienen

se wie API GL-4, jedoch mit Stossbelastungen

Verschleisschutz).

mit

Hypoidverzah-

Solche

als

Das

Öle

werden

HD-(Heavy

Duty)-

API MT·l

ben werden. Das Mischungsverh1iltnis ist entsprechend den Kon-

Die Getriebeöle sind 1m Zahn-

Diese

strukteurvorschriften zu wählen.

eingriff hohen Scherbeanspru-

Schaltgetriebe- und Hypoidöle

Bei Motoren mit Frischölauto-

chungen ausgesetzt. Für Mehrbe-

nach API GL-4 und -5. Sie defi-

matik wird das Schmieröl durch

reichsöle werden deshalb bevor-

niert zusätzliche Anforderungen

eine Dosierpumpe in das Ansaug-

zugt synthetische Basisöle mit

wie thermische Stabilität und

gemisch (Luft-Benzin) oder in

einem hohen natürlichen Visko-

Oxidationsbeständigkeit, Dich-

das Kurbelgehäuse eingespritzt.

sitätsindex eingesetzt.

tungs- und Buntmetallverträg-

Im Hinblick auf die Umweltbe-

Spezifikation

gilt

für

lichkeit.

lastung gewinnen biologisch ab-

Die Zuordnung der Fahrzeug-

baubare Zweitaktmotorenöle an

Getriebeöle zu den Betriebsbedin-

Bedeutung. Die Anforderungen

gungen wird in der Regel nach der

werden durch zahlreiche Spezifi-

API-Klassierung vorgenommen:

Öle für Handschaltgetriebe

testen sind:

APIGL·3

Mit Rücksicht auf die Synchroni-

- API TC (American Petroleum

Kennzeichnet Betriebsverhältnis-

sierung müssen diese Öle ein be-

se von Handschaltgetrieben und

stimmtes Reibverhalten gewähr-

- JASO FC (Japanese Automo-

Achsantrieben mit spiralverzahn-

leisten (geräuschloses Schalten).

bile Standard Organization)

ten Kegelrädern, die unter mittel-

Im Einzelfall sind die Konstruk-

schweren Belastungen arbeiten.

teurvorschriften

kationen festgelegt. Die bekann-

Institute)

- NMMA TC-W3 1996 (National Marine Manufacturers Association).

Getriebeöle

Synthetische

zu

beachten.

Mehrbereichsöle

API GL•4

SAE 75W-90 senken die Rei-

Kennzeichnet Betriebsverhältnis-

bungsverluste {Treibstoffeinspa-

se von Getrieben, insbesondere

rung) und ergeben ein leichtes

Schaltgetrieben, die unter nor-

Schalten, auch bei den tiefsten

malen und schweren Belastungen

Aussentemperaturen.

arbeiten. Solche Öle werden auch Das wesentliche Kennzeichen der

als

Schmieröle

hochbelastete

und werden heute vorwiegend in

Zahnradgetriebe ist die Wirkung

Handschaltgetrieben eingesetzt.

der sogenannten EP-Zusätze (Ex-

Für

treme Pressure). Sie reagieren bei

nicht geeignet.

für

EP-Getriebeöle

Hypoidantriebe

bezeichnet

sind

sie

Öle für Achsantriebe mit Hypoidverzahnungen Hier kommen ausnahmslos HD-

bestimmten Temperaturen mit den sehr kleinen Kontaktflächen

API GL·S

Getriebeöle nach API GL-5 zur

der Zahnflanken. Die sich dabei

Kennzeichnet Betriebsverhältnis-

Anwendung. Sie werden natur-

26

gem äss auch für die Schmierung

es mehrere Bezeichnungen, z.B.

aber auch Motorenöle entspre-

der Planetengetriebe in den Rad-

ATF A, Suffix A, GM DEXRON

chender Viskositätsklassen und

naben und der Verteilergetriebe

II E, DEXRON III, Ford Mercon

ATFs eingesetzt . Die Auswahl der

von Nutzfahrzeugen eingesetzt.

u.a.m. Um diese Flüssigkeiten

Viskositätsklasse

leicht von anderen Getriebeölen

hauptsächlich nach der tiefsten

unterscheiden zu können, sind

Umgebungstemperatur. Im Ein-

sie oft rot gefärbt.

zelfall sind die Konstrukteurvor-

Öle für Achsantriebe mit Limited-SlipDifferential D iese Öle müssen ein bestimmtes

richtet

sich

schriften zu beachten .

Universal-Getriebeöl für Traktoren

Reibverhalten aufweisen. Es darf

Schmierfette

weder der Stick-Slip-Effekt (Rat-

Für diese Getriebeöle hat sich

tern) auftreten noch die Sperr-

weltweit die Bezeichnung UTTO

wirkung

Bremslamellen

(Universal Tractor Transmission

Definitionsgemäss sind Schmier-

durch zu grosse Schmierwirkung

Oil) eingeführt. Sie dienen zur

fette Suspensionen eines Auf-

vermindert werden. Es handelt

Schmierung der

steifmittels in einem flüssigen

sich um hochlegierte Spezialöle

gungselemente moderner Trakto-

Schmierstoff

nach Hersteller-Spezifikationen.

ren (Getriebe mit nassen Brem-

synthetische Flüssigkeit). Als Auf-

Sie erfüllen naturgemäss auch alle

sen und Kupplungen) und als

steifmittel

Anforderungen, die an Hypoid-

Druckflüssigkeit für das Hydrau-

metallorganische Verbindungen,

öle gestellt werden.

liksystem.

daneben organische und anorga-

der

Kraftübertra-

(Mineralöl

dienen

oder

vorwiegend

nische Substanzen in feinster Verteilung, welche eine sehr grosse

Öle für automatische Getriebe

Hydrauliköle

Oberfläche aufweisen, das Öl absorbieren und dadurch eine plastische Masse bilden (Gelfette) .

Für diese Gruppe von Getriebe-

In Hydrauliksystemen von An-

Seifenfette vergleicht man wegen

ölen hat sich weltweit die Be-

baugeräten (Kipper, Krane, Lade-

der mehr oder weniger ausge-

zeichnung ATF

Automatie

plattformen usw.) werden dünn-

prägten Faserstruktur gerne mit

Transmission Fluid eingebürgert.

flüssige Industrie- und Hydraulik-

einem Schwamm, der mit Öl

Es handelt sich um dünnflüssige

öle, aus Vereinfachungsgründen

(dem eigentlichen Schmierstoff)

=

Mineral- und Synthetiköle mit hohem Viskositätsindex, tiefem Pourpoint, guter Scherstabilität, hoher

Alterungsstabilität

Tabelle6 NLGI-Zahl

und

Walkpenetration ASTMD217

Konsistenz

günstigem Schaumverhalten . Als

000

44 5 bis 47 5

schwach fliessfähig

Besonderheit müssen sie in den

00

4 00 bis 43 0

plastisch

Schaltkupplungen ein bestimm-

0

35 5 bis 38 5

ausserordentlich weich

tes Reibverhalten aufweisen . Die

1

3 1Obis 340

sehr weich

2

265 bis 29 5

weich

3

22 0 bis 25 0

mittel

4

175 bis 205

ziemlich fest

Entsprechend den ver-

5

130bisl60

fest

schiedenen Spezifikationen gibt

6

8 5 bis 11 5

sehr fest

Anforderungen sind konstruktionsbedingt. ATF-Flüssigkeiten werden nach anerkannten Methoden der Getriebehersteller geprüft.

27

getränkt ist. Im Betrieb gibt er

erste Tropfen des geschmolzenen

fortlaufend kleinste Mengen Öl

Fettes aus der Öffnung des ge-

an die Schmierstelle ab. Der Öl-

normten Prüfgerätes abfällt. Zwi-

gehalt liegt etwa zwischen 60 und

schen der höchsten

95 % je nach Zusammensetzung.

temperatur und dem Tropfpunkt

Betriebs-

Neben den erwähnten zwei Fett-

muss ein reichlich bemessener

arten gewinnen Komplexfette an

Sicherheitsabstand liegen.

Bedeutung.

Als

Hilfsflüssigkeiten Bremsflüssigkeiten Für die hydraulische Kraftübertragung in Bremssystemen und

wichtiges

Merkmal dient

Kupplungen werden, von weni-

neben der Viskosität des eingearbeiteten Öls die Konsistenz (ausgedrückt durch die Penetration). Als Penetration bezeichnet

gen

Typische Anwendungsbeispiele von Schmierfetten:

man die Eindringtiefe eines ge-

Ausnahmen

abgesehen,

synthetische Flüssigkeiten verwendet. Sie sind in ihren Eigenschaften

auf

die

besonderen

Betriebsbedingungen

und

die

normten Prüfkegels in die blasen-

Chassis

verwendeten Werkstoffe abge-

freie, glattgestrichene Oberfläche

Lithium/Calcium-Mischseifen-

stimmt. Entsprechend der gefor-

der Fettprobe, gemessen in Zehn-

fette NLGI 2, auch mit Haftzu-

derten absoluten Betriebssicher-

telsmillimeter

sätzen

(Prüftemperatur

Molybdändisulfid.

heit sind die Anforderungen in

25 °C) . Um für den praktischen

Für Nutzfahrzeuge mit Zentral-

Spezifikationen mit internatio-

Gebrauch nicht immer mit den

schmieranlagen Lithium- oder

naler

meist dreistelligen Zahlen arbei-

Calcium/ Lithiums eifenf ette

beispielsweise FMVSS 116 (Fe-

ten zu müssen, wurde vom NLGI

NLGI 00/000, auch biologisch

deral Motor Vehicle Safety Stan-

(National

abbaubare Produkte.

dard), SAE

Lubrication

Grease

und

Institute) eine Unterteilung in

Bedeutung

J

festgehalten,

1703, DOT 3,

DOT 4 und DOT 5.1 (Depart-

9 Klassen vorgenommen, siehe

Wälzlager

ment ofTransportation). Wichti-

Tabelle 6 (Seite 28). Die Tabelle

(Radlager, Kupplungslager, Kar-

ge Eigenschaften sind: Hoher Sie-

enthält die Zahlen der Walkpene-

dangelenke usw.) Mehrzweckfet-

depunkt und geringe Beeinflus-

tration, d. h. sie erfasst den Zu-

te

sung desselben

stand nach dem Bearbeiten der

Calcium und Lithium-Komplex-

aufnahme, ausgezeichnetes Vis-

Fettprobe mit 60 Doppelhüben

fette NLGI 2.

kositäts-Temperatur-Verhalten.

innerhalb einer Minute (Fettkne-

Werden aus Vereinfachungsgrün-

Verträglichkeit mit den Dich-

ter).

den auch für die Chassis-Schmie-

tungsmaterialien, gute Schmier-

Wie bei Schmierölen kommen

rung verwendet.

wirkung und sehr gutes Korro-

auch hier Zusätze in Form von

Im Einzelfall sind die Konstruk-

sionsschutzvermögen.

Oxidations- und Korrosionsinhi-

teurvorschriften zu beachten.

für

Fahrzeuge,

Lithium/

durch Wasser-

bitoren sowie Hochdruckzusätze

Bremsflüssigkeiten nach den Spe-

zur Anwendung. Zusätze von

zifikationen DOT 3, DOT 4 und

Graphit und Molybdändisulfid

DOT 5.1 (nicht auf Silikon-

verbessern

Basis) sind miteinander verträg-

die

Notlaufeigen-

schaften, während Farbstoffe zur Verschönerung und Kennzeichnung dienen.

Von praktischer Bedeutung ist der Tropfpunkt von Schmierfetten. Der Tropfpunkt ist die Temperatur in °C, bei welcher der 28

DOT 3 DOT 4 DOT5.1

Anforderungen an Bremsflüssigkeiten

Trocken-Siedepunkt min. °C Nass-Siedepunkt min. °C Kinematische Viskosität bei -40 °C mm /s 2

> 205

> 230

> 260

> 140

> 155

> 180

<1500

<1800

<900

lieh. Sie dürfen jedoch me mit

tration den Bedürfnissen ange-

Um einen ausreichenden Korro-

Mineralölen vermischt werden.

passt wird. Für Ethylenglykol-

sionsschutz sicherzustellen, emp-

Diese

Wasser-Gemische

fiehlt es sich, das Frostschutzmit-

Bremsflüssigkeiten

sind

gelten

die

hygroskopisch, d.h. sie haben die

folgenden Richtwerte gemäss Ta-

Tendenz, Feuchtigkeit aus der

belle 7.

tel alle zwei Jahre zu erneuern.

Umgebung aufzunehmen. Diese Feuchtigkeitsaufnahme

erfolgt

Tabelle 7

nicht nur durch offene oder

Frostschutz in Volumen-%

Gefrierschutz bis °C

20

-10

30

-17

40

-27 -40

schlecht verschlossene Gebindeöffnungen, sondern auch durch die Wandungen der Bremsschläuche und die Belüftungsbohrung

50

am Ausgleichsbehälter. Aus diesem Grund sind Bremsflüssigkeiten zeitlich nicht unbeschränkt

Die Konzentration bzw. der Ge-

vollwertig einsetzbar. Sie sollen

frierschutz wird in der Regel mit

deshalb periodisch (nach Kon-

Hilfe eines Refraktometers ge-

strukteurempfehlung)

prüft.

ausge-

Der Gefrierschutz von

Umgang mit Mineralölprodukten

wechselt werden.

Frostschutzmischungen Ethylen-/

Weiter gibt es Bremsflüssigkeiten

Propylenglykol kann in der Praxis

DOT 5 auf der Basis von ver-

nicht gemessen werden. Um klare

schiedenen synthetischen Flüs-

Verhältnisse zu schaffen ist bei

sigkeiten (Silikon). Sie werden

einer Umstellung das System zu

vereinzelt von Konstrukteuren

entleeren. Neben dem Gefrier-

Damit durch den Umgang mit

ausdrücklich

vorgeschrieben.

schutz ist ein sehr guter Korrosi-

Mineralölprodukten

Über die Verträglichkeit mit an-

onsschutz im Kühlsystem eme

sundheitlichen Risiken entste-

deren Bremsflüssigkeiten orien-

unerlässliche

Um

hen, sollen neben entsprechender

tieren

diese zu erfüllen, werden den

Hygiene folgende Schutzmass-

Bremsflüssigkeiten sind nicht mit

Frostschutzmitteln

nahmen berücksichtigt werden:

Mineralöl verträglich.

inhibitoren zugegeben. Es ist

- Nicht einnehmen

heute unerlässlich,

-Augenkontakt vermeiden

die

Herstellerangaben.

Forderung.

Korrosionsdas Frost-

schutz-Wasser-Gemisch ganzjäh-

Frostschutz

rig im Kühlsystem zu lassen, an

Gesundheitliche Aspekte

keine

ge-

- Öl-/Benzin-Nebel und -Dämpfe nicht einatmen

Stelle der früher getrennt verwen-

- Längeren Hautkontaktvermeiden

Zum Schutz des Kühlsystems von

deten Frostschutz- und Korro-

- Motorenbenzin nicht zu Reini-

wassergekühlten Motoren gegen

sionsschutzmi ttel.

gungszwecken verwenden

das Einfrieren wird dem Kühl-

- Nach Hautkontakt, insbeson-

wasser Frostschutz beigemischt.

Frostschutz auf der Basis von

dere mit Altöl, verschmutzte

Zur Anwendung kommen Ethy-

Propylenglykol wird aus Sicher-

Hautpartien mit Wasser und

len- oder Propylenglykol, also

heitsgründen eingesetzt (Schutz

Seife gründlich waschen

synthetische Flüssigkeiten, die

der

Gesundheit

- In den wenigen Fällen, bei wel-

mit Wasser in jedem Verhältnis

und Verminderung der Umwelt-

chen Zusammensetzung oder

mischbar sind und stabile Lösun-

belastung). Solche Produkte sind

Einsatz des Produktes beson-

gen ergeben. Sie bewirken einen

in keine Giftklasse eingeteilt und

dere Schutzmassnahmen erfor-

sehr wirksamen

ohne Einschränkung frei käuf-

dert, müssen die entsprechen-

lich.

den Hinweise und Warnschrif-

Gefrierschutz,

der durch die gewählte Konzen-

menschlichen

29

ten auf dem Gebinde und dem produktspezifischen

Sicher-

leicht entzündbare Flüssigkeit

Beispiele

Motorenbenzin

heitsdatenblatt berücksichtigt werden.

entzündbare Flüssigkeit

.__.'

Kerosin

~ ~

Gefahrenklassen für die Lagerung

entzündbare Flüssigkeit Dieselkraftstoffe und Heizöle Extra Leicht

Mineralölprodukte werden in ver-

Lagerung

Transport

die einzuhaltenden Vorschriften,

Um die Qualität von Schmier-

Beim

damit die Sicherheit beim Um-

mitteln auch über längere Lager-

Mengen von

gang und bei der Lagerung dieser

zeit aufrechterhalten zu können,

pflichtigen Mineralölprodukten

Produkte gewährleistet ist.

müssen solche Gebinde

nach

müssen die Fahrzeuge mit ent-

Im wesentlichen benötigen nur

Möglichkeit immer in geschlos-

sprechenden Hinweistafeln ver-

Mineralölprodukte der Klasse I,

senen Räumen bei konstanter

sehen sein. Diese tragen in der

II und III besondere Brand-

Temperatur (+5 °C bis +40 °C)

oberen Hälfte eine zweistellige

schutzvorkehrungen, wobei Pro-

untergebracht sein, so dass Ver-

Zahl, die auf die Gefahrenklasse

dukte der Klasse I am gefährlichs-

schmutzung

Einwirkung

hinweist und in der unteren Hälf-

ten bzw. am leichtesten entzünd-

durch die Witterung weitgehend

te eine vierstellige Zahl (soge-

bar sind.

ausgeschlossen werden können .

nannte UN-Nummern), welche

Auch Gebinde mit «öldichten

die Produktegruppe kennzeich-

Fassverschraubungen»

net.

schiedene Gefahrenklassen unterteilt. Diese Klassierung regelt

- Gefahrenklasse 1

und

sollten

Transport

von

grossen

kennzeichnungs-

(die Zahlenwerte gelten für die

nicht aufrecht im Freien gelagert

Lagerung) Produkte mit einem

werden, da die Gefahr besteht,

Diese Tafeln geben der Feuer-

Flammpunkt unter 21 °C (z.B.

dass durch Atmen des Gebindes

und Ölwehr und den Rettungs-

Motorenbenzin)

Feuchtigkeit eingesogen wird.

mannschaften die Grundinformation für die nach Unfällen zu

- Gefahrenklasse 11

ergreifenden Massnahmen. Ach-

Produkte mit emem Flamm-

tung: für den Transport gelten

punkt von 21 bis 55 °C (z.B.

andere Gefahrenklassen als für

Kerosin)

die Lagerung.

- Gefahrenklasse 111

Damit die Sicherheit beim Um-

Produkte mit einem Flamm-

gang und bei der Lagerung von

punkt von 5 5 bis 100 °C (z.B.

Mineralölprodukten gewährleis-

Dieselkraftstoff, Heizöl Extra

tet ist, sind in jedem Fall die

Leicht)

gemäss Gefahrenklassierung und Produktedeklarierung

- Gefahrenklasse IV

anfallen-

den behördlichen Vorschriften

Produkte mit einem Flamm-

(Feuerpolizei,

punkt über 100 °C (z.B. Moto-

Giftgesetz usw.) einzuhalten .

ren- und Getriebeöle) 30

Gewässerschutz,

Abfallentsorgung von Mineralölprodukten Die Entsorgung von Abfall aus Erdölprodukten hat generell entsprechend den Umwelt- und Gewässerschutzvorschriften zu erfolgen. Leere Grossgebinde können in der Regel an Fasshandelsfirmen abgegeben werden.

Die Verordnung über den Verkehr mit Abfällen (VeVa) regelt auch die Entsorgung von Altölen .

Entsprechend diesen Richtlinien wurde sowohl das Sammeln wie auch das Deklarieren der einzelnen Abfallklassen genau festgelegt. Damit Altöl möglichst kostengünstig entsorgt werden kann, darf es nicht mit artfremden Produkten vermischt werden.

Lösungsmittel wie Verdünner, Benzin usw. sowie Bremsflüssigkeiten, Frostschutz, Emulsionen usw. dürfen deshalb unter keinen Umständen in das normale Motoren- und Getriebealtöl gelangen.

06.08 1300d

31

Maagtechnic Mit Sicherheit der richtige Partner

Hauptsitz

Regiocenter

Maagtechnic Bereich der Dätwyler Schweiz AG Sonnentalstrasse 8 CH-8600 Dübendorf 1 Telefon+41 (0)448249191 Fax+41 (0)448215909 info@maagtechnich.ch www.maagtechnic.ch

Maagtechnic Regiocenter Unite de Daetwyler Suisse SA Chemin de l'Esparcette 2 CH-1023 Crissier Telefon+41 (0)216319040 Fax+41 (0)216319050 crissier@maagtechnic.ch

Maagtechnic Kunststoffzentrum Bereich der Dätwyler Schweiz AG Schneckelerstrasse 9 CH-4414 Füllinsdorf Telefon +41 (0)61 315 30 30 Fax+41 (0)613114463 kunststoffzentrum@maagtechnic.ch MaagtechnicVulkanisation Bereich der Dätwyler Schweiz AG Freulerstrasse 4 CH-4127 Birsfelden Telefon+41 (0)613778530 Fax+41 (0)613132564 basel@maagtechnic.ch

Maagtechnic Regiocenter Bereich der Dätwyler Schweiz AG Riedmoosstrasse 14 CH-3172 Niederwangen/Bern Telefon+41 (0)319800404 Fax+41 (0)319800405 bern@maagtechnic.ch Maagtechnic Regiocenter Bereich der Dätwyler Schweiz AG Untere Brühlstrasse 7 CH-4800 Zofingen Telefon+41 (0)627523131 Fax+41 (0)627522503 zofingen@maagtechnic.ch Maagtechnic Regiocenter Bereich der Dätwyler Schweiz AG Freulerstrasse 4 CH-4127 Birsfelden/Basel Telefon+41 (0)613132566 Fax+41 (0)613132560 basel@maagtechnic.ch Maagtechnic Regiocenter Bereich der Dätwyler Schweiz AG Schachenstrasse 1 CH-9016 St. Gallen-Neudorf Telefon+41 (0)712822170 Fax+41 (0)71 2822180 st.gallen@maagtechnic.ch

Shell Lubricants Distributor