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Sensoren & Elektronik

ABS-Sensoren
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Anlasser
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Autobatterien
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ESP-Sensoren
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Hupen
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KFZ-Sicherungen
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Lichtmaschinen
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Die Elektronik befasst sich unter anderem mit der elektrischen Leitfähigkeit von speziellen Stoffen wie Halbleitern sowie der Steuerung von elektrischen Elementen. Sie kommt auch in der Kfz-Technik in einem immer höher werdenden Maß zum Einsatz und ist dort aufgrund fortschreitender Technologien sehr wichtig geworden. Waren es am Anfang der Kfz-Technik nur wenige elektrische Systeme die zum Einsatz kamen, besitzt heute jedes moderne Kraftfahrzeug eine immer noch ansteigende Anzahl von elektronischen Systemen, die unter anderem Sensoren und Steuergeräte verwenden.

Früher und Heute

Die Elektronik mit den dazugehörigen Sensoren im Bereich der Kfz-Technik nimmt inzwischen einen großen Stellungswert bei der Fahrzeugdiagnose und Reparatur ein. Früher war die Elektrik und Elektronik eher übersichtlich, da viele Systeme wie beispielsweise die Gemischaufbereitung rein mechanisch arbeiteten. Die einzigen elektrischen Systeme in früheren Kraftfahrzeugen waren die Lichtanlagen, die Zündungen, die elektrischen Starter (Anlasser) sowie die Stromerzeugung für das Bordnetz in Form der Batterien und der Generatoren (früher als Lichtmaschinen bezeichnet). Im Laufe der Zeit kamen jedoch immer mehr elektrische Systeme hinzu. Zunächst wurde die Zündanlage modernisiert, indem statt herkömmlicher und kontaktgesteuerter Zündanlagen elektronische Zündungen (die Transistorzündungen) eingesetzt wurden.

Auch die Gemischaufbereitung wurde anfangs mit elektrischen Komponenten, später mit einer (Steuer-) Elektronik versehen. Das Ergebnis waren schließlich rein elektronisch arbeitende Einspritzanlagen und Zündanlagen. Auch die Stromversorgung musste natürlich dem höheren Leistungsbedarf der Bordelektronik gerecht werden. Die Folge waren leistungsstärkere Generatoren mit einer elektronischen Spannungsregelung, welche für eine möglichst konstante Stromversorgung der elektronischen Systeme sorgen sollte. Dies alles waren jedoch noch rein analoge Systeme. Die Digitaltechnik wurde erst später ein wichtiger Bestandteil der Elektronik und Sensorik in Kraftfahrzeugen.

1. Elektronik und verschiedene Sensoren in der Kfz-Technik

Als die Kfz-Elektronik immer umfangreicher wurde und immer mehr elektronische Systeme in den Fahrzeugen Einzug hielten, erhöhte sich auch die Anzahl der Sensoren und Aktoren. Vor allem die Sensoren nehmen einen sehr wichtigen Stellungswert ein, stellen sie doch sozusagen die Sinnesorgane des Fahrzeugs dar. Sie sind ein unverzichtbarer Bestandteil elektronischer Regelsysteme. Sensoren dienen dazu, physikalische und chemische Größen in elektrische Signale umzuwandeln. Zu den wichtigsten Sensoren gehören Positionssensoren, die häufig auch als Winkelsensoren bezeichnet werden. Sie dienen dazu, für die Elektronik des Fahrzeugs wichtige Faktoren wie etwa die Stellung der Drosselklappe sowie der Fahr- und Bremspedale festzustellen.

Aber auch ganz banale Dinge wie der Füllstand im Kraftstoffbehälter werden von entsprechenden Sensoren festgestellt. Sensoren für die Feststellung der Drehzahl oder Geschwindigkeit sind ebenfalls im Fahrzeug zu finden. Diese Sensoren dienen dazu, die Drehzahl der Kurbelwelle, der Nockenwellen oder der Räder zu ermitteln und in Form elektrischer Signale an die entsprechenden Steuergeräte weiterzugeben.

2. Weitere wichtige Arten von Sensoren

Drucksensoren dienen in Fahrzeugen dazu, den Kältemitteldruck in Klimaanlagen, den Saug- oder Ladedruck von Turboladern oder den Luftdruck in den Reifen festzustellen und an elektronische Systeme und deren Steuergeräte zu übermitteln. Die Temperatursensoren sollten ebenfalls erwähnt werden. Sie erfassen die Temperatur der Ansaugluft für den Motor, die Innen- und Außentemperatur, die Temperatur des Kühlmittels oder Motoröls und sogar die Temperatur des Kraftstoffs oder die der Reifenluft.

Es gibt allerdings noch weitere Sensoren wie etwa Durchflussmesser, die dazu dienen, die vom Motor angesagte Luftmenge oder die Menge des durch das Kraftstoffsystem geförderten Kraftstoffs festzustellen. Auch Gassensoren dürfen nicht fehlen. Ein wichtiges Beispiel hierfür ist die Lambdasonde, welche die Zusammensetzung des Abgases vom Motor ermittelt und als wichtige Messgröße an die Gemischaufbereitung des Fahrzeugs sendet. Ohne solche Sensoren könnten moderne Systeme der Kfz-Elektronik nicht aufgebaut bzw. umgesetzt werden. Man merkt dies sehr schnell, wenn entsprechende Sensoren an den Fahrzeugen ausfallen und es zu Fehlfunktionen der betroffenen Systeme oder Notlaufprogrammen kommt, welche den Fahrkomfort oder sogar die Sicherheit einschränken können.

3. Die Fehlerdiagnose und der Austausch defekter Komponenten und Sensoren

Die Fehlerdiagnose in der Kfz-Elektronik nimmt heute einen sehr großen Stellenwert bei den Kfz-Reparaturen ein. Je komplexer die elektronischen Systeme in den Fahrzeugen werden, desto höher ist natürlich auch die Gefahr, dass einmal etwas nicht so funktioniert, wie es sollte. Die enorme Weiterentwicklung der Elektronik in den Kraftfahrzeugen stellt heute ganz andere Anforderungen an die Pflege, Wartung und Reparatur der Fahrzeuge. Die Funktionen der einzelnen Sensoren sollten bekannt sein, um sowohl eine Fehlerdiagnose durchführen zu können als auch die entsprechenden Montagearbeiten wie etwa den Austausch defekter Sensoren oder weiterer Komponenten.

Besonders bei den Sensoren kann eine unsachgemäße Handhabung aufgrund fehlender Kenntnisse über die jeweiligen Funktionen zu einer falschen Handhabung oder einen nicht korrekten Einbau der Bauteile führen. Die Sensoren sind häufig sehr empfindliche Bauteile und erfüllen wichtige Funktionen. Wichtige Beispiele stellen ABS-Sensoren oder ESP-Sensoren dar, welche wesentlich zur Fahrsicherheit beitragen, aber nur dann, wenn sie im Falle eines Ausfalls auch korrekt neu eingesetzt wurden.

4. Die Vernetzung und Digitaltechnik in Fahrzeugen

Digitaltechnik hat auch im Bereich der Kfz-Elektronik Einzug gehalten, und immer mehr Systeme arbeiten und kommunizieren digital. Außerdem sind die einzelnen Systeme mittlerweile vernetzt, so dass sich über einen Diagnoseanschluss Hunderte von verschiedenen Messwerten abrufen lassen, welche von den verschiedenen Systemen und deren Sensoren kommen. Dabei dienen diese Messwerte nicht unbedingt nur der Fehlerdiagnose oder der Werkstatt in Form der On-Board-Diagnose (OBD).

Auch der Fahrer profitiert von der Vernetzung der einzelnen Systeme, da er mehr Informationen über sein eigenes Fahrzeug dargestellt bekommt. Moderne Bordcomputer beispielsweise liefern dem Fahrer auf Wunsch Informationen über den aktuellen Fahrzustand wie beispielsweise den Kraftstoffverbrauch oder den Reifendruck. Die Werkstätten können durch einen zentralen Anschluss die Funktionen unterschiedlichster Sensoren feststellen und Defekte diagnostizieren, welche in den Steuergeräten in Form eines Fehlerspeichers abgelegt wurden. In den meisten Fällen kann die Fehlerdiagnose dadurch wesentlich erleichtert und beschleunigt werden. Lediglich die als defekt festgestellten Sensoren oder andere Bauteile wie Aktoren müssen ausgewechselt werden.

5. Weitere elektrische und elektronische Systeme in Kraftfahrzeugen

Neben den ganzen modernen Systemen zur Kraftstoffaufbereitung oder Sicherheitssystemen sollte natürlich auch die klassische Elektronik in den Fahrzeugen genannt werden, von der Autobatterie angefangen über die Beleuchtung bis hin zu weiteren Systemen wie Starter und Generator. Auch in diesen Systemen können Fehler auftreten, die Reparaturen notwendig machen. Liefert zum Beispiel die Autobatterie nicht mehr genügend Energie (vor allen Dingen bei niedrigen Außentemperaturen), so nützt auch die beste Bordelektronik nichts. Die Generatorspannung muss überprüft werden, wenn die Fahrzeugbatterie während der Fahrt nicht mehr genügend aufgeladen wird und es zu Startschwierigkeiten kommt. Neben der ganzen Digitaltechnik und Elektronik sollte auch die früher ausschließlich eingesetzte Analogtechnik nicht zu kurz kommen.
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