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Elektrik / Elektronik Ladeanlage
Grundlagen Ausmessen, Diagnose
AGVS Ausbildungszentrum Berner Oberland 1/16 L:\Kurse\ab 2012\AF 2.1\1 Theorien\2016.05_AFAM_EL_Ladeanlage.docx 17.06.2016
Bildquelle: www.bosch-presse.de
Ladeanlage
Grundlagen
Elektrik / Elektronik Ladeanlage
Grundlagen Ausmessen, Diagnose
AGVS Ausbildungszentrum Berner Oberland 2/16 L:\Kurse\ab 2012\AF 2.1\1 Theorien\2016.05_AFAM_EL_Ladeanlage.docx 17.06.2016
INHALTSVERZEICHNIS
GRUNDLAGEN ................................................................................................................................... 3
Stromerzeugung ...................................................................................................................................................... 3
Bauarten .................................................................................................................................................................. 4
Antrieb...................................................................................................................................................................... 5
Bauteile .................................................................................................................................................................... 6
Stromkreise .............................................................................................................................................................. 6
Generatorregler ....................................................................................................................................................... 7
GENERATOR AUS- & EINBAU .......................................................................................................... 9
Ausbau ..................................................................................................................................................................... 9
Einbau ...................................................................................................................................................................... 9
GENERATOR AUSMESSEN ............................................................................................................. 10
Testgerät ................................................................................................................................................................ 10
Generatortest ......................................................................................................................................................... 10
Anschlussschema und Sollwerte ........................................................................................................................... 11
Generatorbezeichnungen ...................................................................................................................................... 12
GLEICHRICHTUNG .......................................................................................................................... 13
GENERATOR DIAGNOSE ................................................................................................................ 14
Prüfarbeiten/Sichtkontrolle..................................................................................................................................... 14
Oszilloskop ............................................................................................................................................................ 14
Stromlaufplan (Beispiel Audi) ................................................................................................................................ 15
Beispiel eines Prüfablaufs: .................................................................................................................................... 16
Elektrik / Elektronik Ladeanlage
Grundlagen Ausmessen, Diagnose
AGVS Ausbildungszentrum Berner Oberland 3/16 L:\Kurse\ab 2012\AF 2.1\1 Theorien\2016.05_AFAM_EL_Ladeanlage.docx 17.06.2016
Grundlagen
Stromerzeugung
Der Generator soll mit einem hohen Wirkungsgrad und gleich bleibender Spannung schon möglichst ab Leerlaufdrehzahl alle Verbraucher im Kraftfahrzeug ausreichend mit Strom versorgen.
Bildquelle: Bosch
Mit einem Läufer rotiert ein magnetisches Feld mit je 6 wechselseitig folgenden Nord- und Südpolen. Dieses Feld wird wesentlich unterstützt durch die Erregerwicklung, die über zwei Schleifringe und Kohlebürsten mit dem Spannungsregler verbunden ist. Dadurch kann der Spannungsaufbau in drei jeweils um 120° versetzt angeordneten Ständerwicklungen gesteuert werden. Diese Wicklungen werden an einem Ende miteinander verbunden (Sternschaltung). An diesen Enden entsteht zunächst ein dreiphasiger Drehstrom. Deshalb wird das jeweils andere Ende über je drei Minus- und Plus-Leistungsdioden mit dem Bordnetz verschaltet. Es wird ein leicht pulsierender Gleichstrom erzeugt. Über Erregerdioden/Spannungsregler wird der Strom für die Erregerwicklung abgezweigt. Generatoren werden fast nur noch durch breite Rippenriemen (z.T. mit Rollenfreilauf) angetrieben und werden mit einem Lüfterrad gekühlt. (bei höherer Leistungsabgabe auch flüssigkeitsgekühlt).
Bildquelle: Europa Lehrmittel
Elektrik / Elektronik Ladeanlage
Grundlagen Ausmessen, Diagnose
AGVS Ausbildungszentrum Berner Oberland 4/16 L:\Kurse\ab 2012\AF 2.1\1 Theorien\2016.05_AFAM_EL_Ladeanlage.docx 17.06.2016
Bauarten
Topf Generator Wassergekühlter Generator
Bildquelle: MAN Bildquelle: Europa Lehrmittel
Compact Generator
Bildquelle: Bosch
Elektrik / Elektronik Ladeanlage
Grundlagen Ausmessen, Diagnose
AGVS Ausbildungszentrum Berner Oberland 5/16 L:\Kurse\ab 2012\AF 2.1\1 Theorien\2016.05_AFAM_EL_Ladeanlage.docx 17.06.2016
Antrieb
Riementrieb
Bildquelle: www.kfz-tech.de
Rollenfreilauf
Bildquelle: Schaeffler
Elektrik / Elektronik Ladeanlage
Grundlagen Ausmessen, Diagnose
AGVS Ausbildungszentrum Berner Oberland 6/16 L:\Kurse\ab 2012\AF 2.1\1 Theorien\2016.05_AFAM_EL_Ladeanlage.docx 17.06.2016
Bauteile
Stromkreise
Bildquelle: Europa Lehrmittel
Vorerregerstromkreis: Batterie +(30) → Fahrtschalter → Kontrolllampe (D+/61) → Regler → Erregerwicklung(DF) → Masse→ Batterie(31)
Erregerstromkreis: Generator(D+) → Regler (D+) → Erregerwicklung (DF) → Masse → Minus Dioden → Ständerwicklung → Erregerdioden → D+
Ladestromkreis: Ständerwicklung → Plusdiode → Kl. B+ → Kl.30 → (Verbrauch 15) → Batterie + → Batterie – (31) → Minus Diode → Ständerwicklung
Legende:
1 Riemenscheibe,
2 Antriebslagerschild
3 Lüfter innenliegend
4 Ständerwicklung
5 Klauenpolhälfte
6 Erregerwicklung
7 Regler mit Kohlebürsten
8 Schleifringe
9 Gleichrichter(-diode)
10 Lagerschild
Bildquelle: www.auto-wissen.ch
Elektrik / Elektronik Ladeanlage
Grundlagen Ausmessen, Diagnose
AGVS Ausbildungszentrum Berner Oberland 7/16 L:\Kurse\ab 2012\AF 2.1\1 Theorien\2016.05_AFAM_EL_Ladeanlage.docx 17.06.2016
Generatorregler
Hybridregler (Transistorregler)
Multifunktionsregler
Der Generator besitzt keine Erregerdioden mehr, Er bietet folgende zusätzliche Funktionen an:
Batterieüberwachung (Sensing)
Auslastungsüberwachung (DFM)
Fehlerdiagnose
Unterstützung des Motormanagement
Laststeuerung (Load response) / (Load-response Start (LRS) & Load-response Fahrt (LRF))
Bildquelle: www.auto-wissen.ch
DFM-Anschluss = Tastverhältnis für die Generatorauslastung. W-Anschluss = Drehzahlinformation S-Anschluss = Batterie Sensor B+ (Batterie-Sensing) 15-Anschluss = Abfrage Zündung an L-Anschluss = Ansteuerung für Kontrolllampe und/oder Relaisansteuerung (Zuschaltung von Verbrauchern.)
Elektrik / Elektronik Ladeanlage
Grundlagen Ausmessen, Diagnose
AGVS Ausbildungszentrum Berner Oberland 8/16 L:\Kurse\ab 2012\AF 2.1\1 Theorien\2016.05_AFAM_EL_Ladeanlage.docx 17.06.2016
Smart Charge Spannungsregelung / Schnittstellenregler
Bildquelle: Bosch
Bildquelle: www.auto-wissen.ch
Bei einigen Modellen besteht eine Verbindung zwischen Generator und Steuergerät. Der Generator hat einen Regler, aber das Motorsteuergerät kann einen Korrektureingriff machen und die Ladekontrollleuchte ansteuern. Bei einem Fehler im Motorsteuergerät oder Datenbus wird durch den Regler im Generator eine konstante Regulierspannung eingestellt. Durch eine verbesserte Steuerung der Drehmomentaufnahme kann der Kraftstoffverbrauch gesenkt werden. (Achtung: Spannungen bis 15.5V sind kurzzeitig möglich) Das Energie-Management wird in der Regel von einem separaten Steuergerät übernommen. Die Steuerung des Generators wird jedoch meist vom Motor-Steuergerät gewährleistet. Betriebsphasen: - Verzögerung, Beschleunigung, Stabilisierter Zustand
Elektrik / Elektronik Ladeanlage
Grundlagen Ausmessen, Diagnose
AGVS Ausbildungszentrum Berner Oberland 9/16 L:\Kurse\ab 2012\AF 2.1\1 Theorien\2016.05_AFAM_EL_Ladeanlage.docx 17.06.2016
Generator Aus- & Einbau
Ausbau
Batterie (n) abhängen
Durch die Deaktivierung der Fahrzeugelektrik wird die Kurzschlussgefahr reduziert.
1. Zündung abschalten. 2. Zündschlüssel abziehen und aus dem Fahrzeug entfernen. 3. mindestens 1-2 Min. warten (oder nach Herstellerangaben, Bedienungsanleitung beachten) 4. Batterie(n) lokalisieren 5. Minusklemme der Batterie (n) abklemmen 6. Spannungsfreiheit überprüfen
Hinweis Unbedingt Herstellerangaben beachten.
Antriebsriemen ausbauen
1. Riemenanordnung aufzeichnen, Laufrichtung kennzeichnen. 2. Spannrolle lösen/entspannen, Antriebsriemen entfernen.
Generator ausbauen
1. Elektrische Anschlüsse lösen. 2. Schrauben und Muttern entfernen. 3. Generator ausbauen.
Einbau
Generator einbauen
1. neuer/alter Generator vergleichen 2. Generator einbauen. 3. Verschraubungen mit Drehmoment festziehen.
Antriebsriemen einbauen
1. Antriebsriemen auflegen (Laufrichtung beachten) 2. Antriebsriemen spannen (Spannrolle festziehen)
Batterie(n) anschliessen
1. Zündschlüssel aus Fahrzeug entfernen (Türen können sich schliessen) 2. Batterieminus-Klemme anschliessen 3. Grundeinstellung der Scheibenheber kontrollieren bzw. durchführen. 4. Fehlerspeicher abfragen und löschen.
Elektrik / Elektronik Ladeanlage
Grundlagen Ausmessen, Diagnose
AGVS Ausbildungszentrum Berner Oberland 10/16 L:\Kurse\ab 2012\AF 2.1\1 Theorien\2016.05_AFAM_EL_Ladeanlage.docx 17.06.2016
Generator ausmessen
Testgerät
Mit einem Belastungstestgerät können Stromabgabe, Spannungen und Spannungsabfälle geprüft werden. In diesen Testgeräten befindet sich ein Belastungswiderstand mit welchem die Batterie belastet werden kann.
Generatortest
Vorbereitende Arbeiten
Batteriezustand, Riemenzustand/-spannung, Kabel/Anschlüsse und Ladekontrolllampe prüfen.
Testgerät anschliessen
Mit den zwei kleinen Klemmen/Kabel können verschiedenen Spannungen gemessen werden. (z.B. Generatorspannung, Batteriespannung, Spannungsabfall)
Die Strommesszange direkt am B+ des Generators anschliessen. (Pfeilrichtung beachten, Messgerät eichen)
Die grossen Klemmen mit dem grossen Kabelquerschnitt, an die Batterie anschliessen. (rot an Plus und Schwarz an Minus)
Prüfvorgang
1. Drehzahl von Motor auf ca. 2000 1/min erhöhen. (ca. 60001/min Generatordrehzahl)
1. Regulierspannung prüfen. (ohne Belastung, Sollwerte liegen zwischen 13.5 – 15.5V)
2. Generatorspannung und Ladestrom prüfen - Dazu Anlage mittels Hebel/Drehknopf auf max. Strom gemäss Typschild belasten.
- Spannung am Generator sollte dabei nicht unter 13.5 - 14.0V sinken. - Die Batteriespannung sollte während der Belastung nicht unter 13.0V absinken.
3. Spannungsabfälle der Kabelverbindungen prüfen. (bei max. Ladestrom) - Die Spannungsabfälle in den Plus- und Minus Kabeln dürfen max. 0.5V pro Leitung betragen.
Wichtig:
Alle Messungen bei ca. 2000 1/min Motordrehzahl.
Batterie immer langsam und nicht zu lange belasten! (max. 10s)
Bei modernen Ladeanlagen muss der Generator z.T. mit dem Diagnosegerät auf max. Ladespannung gestellt werden.
Elektrik / Elektronik Ladeanlage
Grundlagen Ausmessen, Diagnose
AGVS Ausbildungszentrum Berner Oberland 11/16 L:\Kurse\ab 2012\AF 2.1\1 Theorien\2016.05_AFAM_EL_Ladeanlage.docx 17.06.2016
Anschlussschema und Sollwerte
Messgerät Messung Sollwert
V1 Batteriespannung > 13.0 V
V2 Max. Generatorspannung (Regulierspannung) 14 – 15.5 V
Ladespannung (unter max. Belastung) >13.5 – 14.0 V
V3 Spannungsabfall Plusleitung < 0.5 V
V4 Spannungsabfall Minusleitung < 0.5 V
A1 max. Ladestrom gemäss Typschild
A2 Vorerregerstrom im mA-Bereich
R Verstellbarer Belastungswiderstand im Prüfgerät
Elektrik / Elektronik Ladeanlage
Grundlagen Ausmessen, Diagnose
AGVS Ausbildungszentrum Berner Oberland 12/16 L:\Kurse\ab 2012\AF 2.1\1 Theorien\2016.05_AFAM_EL_Ladeanlage.docx 17.06.2016
Generatorbezeichnungen
Elektrik / Elektronik Ladeanlage
Grundlagen Ausmessen, Diagnose
AGVS Ausbildungszentrum Berner Oberland 13/16 L:\Kurse\ab 2012\AF 2.1\1 Theorien\2016.05_AFAM_EL_Ladeanlage.docx 17.06.2016
Gleichrichtung Einweg-Gleichrichtung: A = Verlauf der Eingangsspannung, B = Verlauf der gleichgerichteten Verbraucherspannung Zweiweg-Gleichrichtung: A = Verlauf der Eingangsspannung B = Verlauf der gleichgerichteten Verbraucherspannung.
Innerhalb von 120° werden insgesamt 6 Sinuswellen von einem Klauenpolläufer mit 6 Polpaaren erzeugt.
Mithilfe einer Drehstrom Brückenschaltung werden die in den drei Wicklungen erzeugten Wechselspannungen mit sechs Leistungsdioden gleichgerichtet. Die positiven Halbwellen werden von den Plus-Dioden an der Plusseite durchgelassen, die negativen Halbwellen von den Minus-Dioden an der Minusseite und damit gleichgerichtet. Die Vollweggleichrichtung mit der Brückenschaltung bewirkt die Addition der positiven und negativen Hüllkurven (U+ & U–) dieser Halbwellen zu einer gleichgerichteten, leicht gewellten Generatorspannung. Der Gleichstrom, den der Generator bei elektrischer Belastung über die Klemmen B+ und B– an das Bordnetz abgibt, ist nicht ideal «glatt», sondern leicht gewellt. Diese Welligkeit wird durch die zum Generator parallel liegende Starterbatterie und durch Kondensatoren im Bordnetz (sofern vorhanden) geglättet. Diese Oberwelligkeit wird auch «Brumm -spannung» genannt. Sie tritt bei höherer Generatorlast stärker auf.
Elektrik / Elektronik Ladeanlage
Grundlagen Ausmessen, Diagnose
AGVS Ausbildungszentrum Berner Oberland 14/16 L:\Kurse\ab 2012\AF 2.1\1 Theorien\2016.05_AFAM_EL_Ladeanlage.docx 17.06.2016
Generator Diagnose
Prüfarbeiten/Sichtkontrolle
sämtliche Kabel und Anschlüsse auf Korrosion und festen Sitz prüfen. Massekabel Karosserie/Motor nicht vergessen.
Batterieladezustand prüfen.
Bei Zündung ein muss die Ladekontrollleuchte leuchten.
Generator Kontroll-Lampe leuchtet nicht oder flackert
- Anschluss D+ am Generator lösen und Leitung auf Masse legen - Zündung einschalten 1. Generator Kontroll-Lampe leuchtet nicht - Leitungen nach Stromlaufplan prüfen, bzw. - Kontroll-Lampe im Schalttafeleinsatz prüfen
2. Kontroll-Lampe leuchtet - Zündung ausschalten, Regler ausbauen - Kohlebürsten prüfen - Kohlebürsten bzw. Regler ersetzen
Generator Kontroll-Lampe leuchtet bei laufendem Motor (schwach, hell)
Es liegt ein Defekt im Generator oder Regler vor. Generator ausmessen und mit Oszilloskop prüfen.
Oszilloskop
Das Oszilloskop wird direkt an Klemme B+ und Masse angeschlossen.
Gemessen wird bei ca.20001/min Motordrehzahl und Belastung. (z.B. Licht & Lüftung einschalten)
Dabei wird die Restwelligkeit der abgegebenen Gleichspannung ausgewertet. Anhand des Signalverlaufes können Fehler am Generator erkannt werden.
A = Gutbild B = Unterbrechung Erregerdiode C = Kurzschluss Erregerdiode D = Unterbrechung Plusdiode E = Kurzschluss Plusdiode F = Phasenfehler G = Unterbrechung Minusdiode H = Kurzschluss Minusdiode
Elektrik / Elektronik Ladeanlage
Grundlagen Ausmessen, Diagnose
AGVS Ausbildungszentrum Berner Oberland 15/16 L:\Kurse\ab 2012\AF 2.1\1 Theorien\2016.05_AFAM_EL_Ladeanlage.docx 17.06.2016
Stromlaufplan (Beispiel Audi)
Legende
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Elektrik / Elektronik Ladeanlage
Grundlagen Ausmessen, Diagnose
AGVS Ausbildungszentrum Berner Oberland 16/16 L:\Kurse\ab 2012\AF 2.1\1 Theorien\2016.05_AFAM_EL_Ladeanlage.docx 17.06.2016
Beispiel eines Prüfablaufs:
Notizen:
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