Kraftfahrzeugmechatronik Formeln, Tabellen und Schaltzeichen

Wilfried Endriss, Baldur Kregel
Kraftfahrzeugmechatronik
Formeln, Tabellen und Schaltzeichen
mit umgestellten Formeln
Teil 1: Formeln und Umstellungen nach allen Variablen, Grundfunktionen der Digitaltechnik
Teil 2: Tabellen
Teil 3: Schaltzeichen
1. Auflage
Bestellnummer 04954
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Autoren und Verlag freuen sich auf Ihre Rückmeldung.
www.bildungsverlag1.de
Bildungsverlag EINS GmbH
Sieglarer Straße 2, 53842 Troisdorf
ISBN: 978-3-427-04954-8
© Copyright 2010: Bildungsverlag EINS GmbH, Troisdorf
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Vorwort
Die Formelsammlung für kraftfahrzeugtechnische Berufe enthält alle wesentlichen Formeln für die „Technischen Mathematik“ sowie wichtige Tabellen und Schaltzeichen für den täglichen Umgang der Kraftfahrzeugmechatroniker/-in mit den Schwerpunkten ⫺ Personenkraftwagentechnik,
⫺ Nutzfahrzeugtechnik,
⫺ Motorradtechnik und
⫺ Fahrzeugkommunikationstechnik.
Hierbei wurde die Verordnung über die Berufsausbildung zum Kraftfahrzeugmechatroniker bzw. zur Kraftfahrzeugmechatronikerin vom 20. Juli 2007 berücksichtigt.
Im ersten Teil dieser Formelsammlung wurde zum besseren Verständnis zu jeder technischen Formel eine
Zeichnung bzw. Skizze beigefügt. Alle Formeln sind nach allen Unbekannten umgestellt, Grundfunktionen
der Digitaltechnik sind dargestellt.
Die Formelzeichen sind erklärt und die gebräuchlichsten Einheiten (Grundeinheiten) mit angegeben.
Der zweite Teil enthält wichtige Tabellen, inklusive der Digitaltechnik, als Ergänzung zur Formelsammlung
und der dritte Teil die wichtigsten Schaltzeichen für Pneumatik, Hydraulik, Kfz-Elektrotechnik, Kfz-Elektronik
und Digitaltechnik.
Durch eine klare Gliederung mit entsprechenden Kapitelüberschriften eignet sich die Formelsammlung für
den Lernenden bzw. Prüfling hervorragend zur Vorbereitung auf Klassenarbeiten und Abschlussprüfungen
von Teil I und Teil II im Kraftfahrzeuggewerbe des handwerklichen und industriellen Gewerbes.
Ebenso kann es zur Bearbeitung der Aufgaben in den Vorbereitungsbüchern für Kraftfahrzeugmechatroniker/-in
(Best.-Nr. 04800 + 04801) verwendet werden.
Verlag und Autoren sind für konstruktive Vorschläge dankbar.
3
4
Inhaltsverzeichnis
Teil 1: Formeln und Umstellungen nach allen Variablen, Grundfunktionen der Digitaltechnik
1
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
Allgemeines Rechnen
Grundrechenarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Vorzeichenregeln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Arten von Brüchen, Rechnen mit Brüchen . . . . .
Rechnen mit Brüchen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Rechengesetze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2
2.1
2.2
2.3
Prozent- und Zinsrechnen
Prozentrechnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Zinsrechnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Kundenrechnung (Kalkulation) . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
3.8
3.9
3.10
3.11
Längen- und Flächenberechnung
Quadrat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Rechteck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Dreieck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Parallelogramm (Rhomboid) . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Trapez . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Kreis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Kreisring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Kreisausschnitt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ellipse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Satz des Pythagoras (Rechtwinkliges Dreieck)
Winkelfunktionen (im rechtwinkligen Dreieck) .
10
10
11
12
13
16
16
16
17
17
18
18
19
19
20
21
4
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
Körperberechnung (Volumen, Oberfläche)
Würfel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Prisma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Zylinder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Hohlzylinder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Pyramide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Kegel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Kugel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
22
22
23
23
24
24
25
5
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
5.6
5.7
5.8
5.9
5.10
5.11
5.12
5.13
5.14
5.15
Allgemeine Mechanik
Masse (Gewicht) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Kraft (Gewichtskraft) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Kräfte auf gleicher Wirkungslinie . . . . . . . . . . . . . . .
Kräfte auf verschiedener Wirkungslinie . . . . . . . .
Haftreibung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Gleitreibung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Rollreibung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Einseitiger Hebel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Zweiseitiger Hebel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Winkelhebel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Mehrfacher Hebel (Drehmoment) . . . . . . . . . . . . . .
Schiefe Ebene (Hangabtriebskraft) . . . . . . . . . . . .
Drehmoment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Kräfte an der Schraube . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Hydraulische Presse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
26
26
27
27
28
28
28
29
29
30
30
31
31
32
32
Inhaltsverzeichnis
5
5.16
5.17
5.18
5.19
5.20
5.21
5.22
5.23
5.24
5.25
5.26
Druck (Flächenpressung) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Auftrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Mechanische Arbeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Mechanische Leistung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Potenzielle Energie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Kinetische Energie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Wirkungsgrad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Zugbeanspruchung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Druckbeanspruchung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Scherbeanspruchung (Schubbeanspruchung)
Wärmeausdehnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
33
33
34
34
35
35
36
37
38
39
40
6
6.1
6.2
6.3
6.4
6.5
Geschwindigkeit
Gleichförmige Geschwindigkeit
(Durchschnittsgeschw.) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Umfangsgeschwindigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Schnittgeschwindigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Gleichmäßig beschleunigte Geschwindigkeit . .
Freier Fall . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
41
41
42
43
43
7
7.1
7.2
7.3
Übersetzungen
Einfacher Riementrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
Mehrfacher Riementrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Einfacher Zahnradtrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
7.4
7.5
Mehrfacher Zahnradtrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Schneckentrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
8
8.1
8.2
8.3
8.4
8.5
8.6
8.7
8.8
8.9
8.10
8.11
8.12
8.13
8.14
8.15
8.16
8.17
8.18
8.19
8.20
8.21
8.22
Kfz-Mechanik
Hubraum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Verdichtungsverhältnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Verdichtungsänderung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Kolbengeschwindigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Kolbenkraft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Kräfte am Kurbeltrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Motorarbeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Innenleistung des Motors (Indizierte Leistung)
Nutzleistung des Motors (Effektive Leistung) . .
Leistungsmessung auf dem Prüfstand . . . . . . . . .
Mechanischer Wirkungsgrad . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Hubraumleistung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Leistungsgewicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Motorsteuerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Kraftstoffverbrauch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Fahrwiderstände . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Reibungskupplungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Schaltgetriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Achsantrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Gesamttriebwerk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Lenkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Bremsen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
49
50
51
53
54
55
56
57
59
61
62
62
62
63
66
68
70
75
79
82
87
89
6
Inhaltsverzeichnis
9
Elektrotechnische Grundlagen
9.1
Elektrische Ladung und Stromstärke . . . . . . . . . . 97
9.2
Stromdichte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
9.3
Querschnittsfläche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
9.4
Elektrische Spannung und Arbeit . . . . . . . . . . . . . . 98
9.5
Elektrischer Widerstand und Leitwert . . . . . . . . . . 99
9.6
Ohmsches Gesetz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
9.7
Leiterwiderstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
9.8
Leitungsquerschnitt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
9.9
Widerstand und Temperatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
9.10 Temperaturunterschied . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
9.11 Parallelschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
9.12 Reihenschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
9.13 Vorwiderstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
9.14 Spannungsteiler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
9.15 Brückenschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
9.16 Wheatstonesche Messbrücke . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
9.17 Batteriespannung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
9.18 Spannungsabfall auf Leitungen und
Übergangswiderständen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
9.19 Messbereichserweiterung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
9.20 Elektrische Arbeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
9.21 Elektrische Leistung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
9.22 Elektrischer Wirkungsgrad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
10
10.1
10.2
10.3
10.4
10.5
10.6
Kfz-Elektrik (Akku/Batterie/Elektrolyse)
Elektrolyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Kapazität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Wirkungsgrad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Innenwiderstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Reihenschaltung von Bleiakkumulatoren . . . . . .
Parallelschaltung von Bleiakkumulatoren . . . . . .
122
123
123
125
125
126
11
11.1
11.2
11.3
11.4
11.5
11.6
11.7
11.8
11.9
11.10
11.11
Kfz-Elektrik (Magn. Feld/Magn. Grundgrößen)
Magnetischer Fluss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Durchflutung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Magnetische Flussdichte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Magnetische Feldstärke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Permeabilitätszahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Permeabilität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Magnetischer Widerstand mit Eisenkern . . . . . . .
Magnetischer Kreis mit Luftspalt . . . . . . . . . . . . . . .
Ablenkkräfte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Energie eines magnetischen Felds . . . . . . . . . . . .
Tragkraft/Haltekraft eines Magneten . . . . . . . . . . .
126
126
127
127
127
128
128
129
129
129
130
Inhaltsverzeichnis
12
7
12.1
12.2
12.3
12.4
12.5
12.6
12.7
12.8
12.9
12.10
12.11
Kfz-Elektrik (Generator/Wechselstrom/spannung)
Momentan- und Effektivwert . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Wechselstromleistung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Einphasiger Wechselstrom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Frequenz, Drehzahl, Wellenlänge . . . . . . . . . . . . .
Drehstromverkettung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Drehstromleistung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Oszilloskop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Generator allgemein . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Wechselspannungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Gleichrichterschaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Drehstrom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13
13.1
13.2
13.3
13.4
13.5
13.6
13.7
13.8
13.9
13.10
Kfz-Elektrik (Zündanlagen)
Transformatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
Zündspulen-Vorwiderstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
Zündspule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
Zündunterbrecher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
Kondensator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
Reihenschaltung von Kondensatoren . . . . . . . . . . 152
Parallelschaltung von Kondensatoren . . . . . . . . . 152
Kondensator an Gleichspannung . . . . . . . . . . . . . . 153
Spulen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
Induktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
130
131
131
133
134
135
135
136
137
140
143
13.11 Spule im Gleichstromkreis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
13.12 Spule im Wechselstromkreis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
14
Kfz-Elektrik (Elektrischer Starter)
14.1 Kraftwirkung im Magnetfeld (Motorprinzip) . . . . 160
14.2 Gleichstrommotor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
15
15.1
15.2
15.3
Kfz-Elektrik (Funkentstörung)
Entstörwiderstände . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
Entstörkondensatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
Entstördrosseln/Spulen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
16
16.1
16.2
16.3
16.4
16.5
Kfz-Elektrik (Halbleiterwiderstände/Sensoren)
NTC-Widerstand (Heißleiter) . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
PTC-Widerstand (Kaltleiter) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Spannungsabhängiger Widerstand (VDR) . . . . .
Feldplatte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Hallgenerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
163
163
164
164
165
17
17.1
17.2
17.3
17.4
17.5
Kfz-Elektrik (Optoelektronik/Beleuchtung)
Lichttechnische Größen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Fotowiderstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Fotodiode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Fotoelement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Lumineszenzdiode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
166
167
167
168
168
8
Inhaltsverzeichnis
18
18.1
18.2
18.3
Kfz-Elektrik (Dioden)
Diodenarbeitspunkt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
Verlustleistung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
Z-Diode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
19
19.1
19.2
19.3
19.4
19.5
Kfz-Elektrik (Transistoren)
Transistorkennwerte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Arbeitspunkteinstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Transistorverstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Transistorschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Spannungsstabilisierung mit Transistor . . . . . . . .
20
20.1
20.2
20.3
Kfz-Elektrik (Kippstufen)
Astabile Kippstufe (Rechteckgenerator) . . . . . . . 180
Monostabile Kippstufe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
Bistabile Kippstufe (Flipflop) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182
21
21.1
21.2
21.3
21.4
21.5
21.6
Digitaltechnik
UND-Verknüpfung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
ODER-Verknüpfung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
NICHT-Verknüpfung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
NAND-Verknüpfung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
NOR-Verknüpfung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
XOR-Verknüpfung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
172
173
176
178
179
183
183
183
184
184
184
22
Kfz-Elektrik (Motronic)
22.1 Einspritzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
23
Kfz-Elektrik (Vernetzte Systeme)
23.1 Datenbus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
23.2 Antenne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
24
Kfz-Elektrik (GPS)
24.1 Positionsberechnung: GPS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187
Teil 2: Tabellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1
Beziehungen zwischen Einheiten . . . . . . . . . . . . . .
2
Technische Werte wichtiger Werkstoffe bei
20 °C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3
Kennzeichnung von Widerständen . . . . . . . . . . . .
4
Vorsatzzeichen nach DIN 1301 für dezimale
Vielfache und Teile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5
Mathematische Zeichen und Buchstaben . . . . . .
6
Klemmenbezeichnungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7
Rechnen mit Dualzahlen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
189
190
Teil 3: Schaltzeichen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1
Pneumatik und Hydraulik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2
Kfz-Elektrotechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3
Kfz-Elektronik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4
Digitaltechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
215
216
221
225
228
201
202
203
204
205
211
Sachwortverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
5 Allgemeine Mechanik
Benennung/Abbildung
5.20 Potenzielle Energie
Formel/Formelumstellung
W P ⫽ FG ⋅ s
FG ⫽
5.21 Kinetische Energie
35
WK ⫽
WP
s
s⫽
WP
FG
m ⋅ v2
2
W ⋅2
m ⫽ K2
v
W
P⫽
t
v⫽
冪
WK ⋅ 2
m
FG ⫽ m ⋅ g
F
g⫽ G
m
Formelzeichen
Einheiten
WP potenzielle
Energie
Nm, J, Ws
FG Gewichtskraft
N
s
mm, cm, m
Weg
WK kinetische Energie
Nm, J, Ws
m Masse
kg
v
m/s
Geschwindigkeit
FG Gewichtskraft
N
g
m/s2
Erdbeschleunigung
⫽ 9,81 m/s2
46
7 Übersetzungen
Benennung/Abbildung
7.3 Einfacher
Zahnradtrieb
a) Einfache Übersetzung:
Formel/Formelumstellung
n 1 ⋅ z 1 ⫽ n 2 ⋅ z2
n1 Drehzahl*) des
treibenden Rads
n1 ⫽
n2 ⋅ z2
z1
z1 ⫽
n2 ⋅ z2
n1
n2 ⫽
n1 ⋅ z1
z2
z2 ⫽
n1 ⋅ z1
n2
n2 Drehzahl*) des getriebenen Rads
i⫽
z2
z1
z2 Zähnezahl des getriebenen Rads
z1 ⫽
z2
i
n
Drehzahl*) des
Zwischenrads
(ohne Bedeutung)
z
Zähnezahl des
Zwischenrads
(ohne Bedeutung)
i
Übersetzung
*)
Umdrehungsfrequenzen
i⫽
n1
n2
n1 ⫽ n 2 ⋅ i
b) Einfache Übersetzung
mit Zwischenrad:
Formelzeichen
n2 ⫽
n1
i
oder:
z2 ⫽ z1 ⋅ i
Einheiten
1
, min⫺1
min
z1 Zähnezahl des
treibenden Rads
1
, min⫺1
min
1
, min⫺1
min
70
8 Kfz-Mechanik
Benennung/Abbildung
8.17 Reibungskupplungen
Formel/Formelumstellung
Formelzeichen
a) Reibungskraft
F R ⫽ FN ⋅ μ ⋅ z
μ⫽
FN ⫽
FR
μ⋅z
z⫽
FR
FN ⋅ μ
FR
FN ⋅ z
b) Wirksamer Hebelarm:
rm ⫽
D⫹d
4
D ⫽ 4 ⋅ rm ⫺ d
d ⫽ 4 ⋅ rm ⫺ D
c) Flächenpressung:
(Kupplungsscheibe verkleinert)
p⫽
Fn
A
FN ⫽ p ⋅ A
Reibfläche:
π
A ⫽ (D 2 ⫺ d 2)
4
Fortsetzung Seite 71
A⫽
FN
p
Einheiten
FR Reibungskraft
(Drehkraft)
N
FN Normalkraft
(Anpresskraft)
N
μ
Reibungszahl
(Haftreibungszahl)
z
Zahl der Kupplungsscheiben (z ⫽ 2 für eine
Kupplungsscheibe)
rm wirksamer Hebelarm
(mittlerer Radius bzw.
mittlerer Drehkrafthalbmesser)
mm, cm, m
D Außendurchmesser
mm, cm, m
d
Innendurchmesser
mm, cm, m
p
Flächenpressung
N
cm2
A
Reibfläche
cm2
8 Kfz-Mechanik
95
Benennung/Abbildung
8.22 Bremsen
Formel/Formelumstellung
Formelzeichen
Einheiten
i) Umfangskraft an der Bremse
(Bremskraft der Bremse)
F U Gesamtumfangskraft
an Bremsscheibe
bzw. Bremstrommel
N
Scheibenbremse:
FRZ Spannkraft eines
Brems- bzw. Radzylinderkolbens
N
FU ⫽ FRZ ⋅ μG ⋅ z
FU
μG ⫽
FRZ ⋅ z
FRZ ⫽
FU
μG ⋅ z
FU
z⫽
FRZ ⋅ μG
Trommelbremse:
FU ⫽ C ⋅ FRZ
FRZ ⫽
FU
C
C⫽
FU
FRZ
μG
Gleitreibungszahl
(Belag/Scheibe)
z
Zahl der wirksamen
Spannkräfte
C
Bremsenkennwert
(wird nach Bauart der
Bremse und Gleitreibungszahl aus dem
Diagramm bestimmt
⫺ Diagramm siehe
Seite 96
108
9 Elektrotechnische Grundlagen
Benennung/Abbildung
9.14 Spannungsteiler
a) Unbelastet (Leerlauf)
Formel/Formelumstellung
Fortsetzung von Seite 107
Uges Rges
⫽
U2
R2
Uges ⋅ R2
Rges ⫽
U2
Rges ⫽ R1 ⫹ R2
Uges ⫽
Formelzeichen
Uges Gesamtspannung
Einheiten
V
Rges ⋅ U2
U ⋅R
U2 ⫽ ges 2
R2
Rges
U1
Teilspannung an R1
V
U2
Teilspannung an R2
V
Rges ⋅ U2
Uges
UL
Lastspannung an RL
V
R2 ⫽
Iges Gesamtstromstärke
A
I1
Strom durch R1
A
I2
Strom durch R2
A
IL
Laststrom duch RL
A
Rges Gesamtwiderstand
Ω
R1, R2
Teilwiderstände
Ω
136
12 Kfz-Elektrik (Generator/Wechselstrom/-spannung)
Benennung/Abbildung
12.8 Generator allgemein
Zum Beispiel (neu):
Formel/Formelumstellung
P⫽U⋅I
U⫽
P
I
I⫽
Formelzeichen
P
U
T1 ↔ 14V 70/140A
oder (alt):
BOSCH
P
η⫽
Pzu
P
Pzu ⫽
η
P ⫽ Pzu ⋅ η
Made in Germany
0 120 469 518
N1 ⴚ 28 V 55A 25
U ⫽ Uq ⫺ U i
Hinweis:
2
Imin ⫽ ⋅ Imax
3
P
abgegebene Leistung
W
U
Klemmenspannung
V
I
abgegebener Strom
A
Pzu Antriebsleitung
W
η
Wirkungsgrad
Us
Schwellspannung
einer Diode
V
IF
Erregerstrom
A
Uq
Quellenspannung
V
Ui
innerer Spannungsabfall
V
Iq
Quellenstromstärke
A
U i ⫽ (Iq ⋅ Ri) ⫹ 2 ⋅ Us
Iq ⫽ I ⫹ IF
Einheiten
Imin Mindeststrom
A
Imax maximaler Strom
A
IN
A
Nennstrom
148
13 Kfz-Elektrik (Zündanlagen)
Benennung/Abbildung
13.3 Zündspule
Formel/Formelumstellung
U ZündspulenEingangsspannung
PEingang 艐 PAusgang
I1 N2 ⋅ U1
⫽
I2
N1 ⋅ U
U ⋅ I1 ⫽ U2 ⋅ I2
A
B
A Primärseite
B Sekundärseite
13.4 Zündunterbrecher
a) Zündabstand
Formelzeichen
V
V
U2 ⋅ I2
I1
U ⋅ I1
I2
U2 Sekundärspannung
U2 ⫽
U2 ⋅ I2
U
I2 ⫽
U ⋅ I1
U2
N2 Sekundärwindungen
I1 ⫽
α⫽γ⫺β
γ Ⳏ 100 %
γ⫽
360°
z
360°
z⫽
γ
Fortsetzung Seite 149
β⫽γ⫺α
V
U1 Induktionsspannung,
primär
U⫽
γ⫽α⫹β
Einheiten
N1 Primärwindungen
I1 Primärstrom
A
I2 Sekundärstrom
A
γ
Zündabstand
° (Grad),%
α
Schließwinkel
° (Grad),%
β
Öffnungswinkel
° (Grad),%
z
Anzahl der Zylinder
21 Digitaltechnik
183
Logische Grundfunktionen
Name
Relais
Schaltzeichen
Funktionsgleichung
21.1 UNDVerknüpfung
x⫽a∧b
21.2 ODERVerknüpfung
x⫽a∨b
21.3 NICHTVerknüpfung
x ⫽ ā
Wahrheitstabelle
a
0
0
1
1
b
0
1
0
1
x
0
0
0
1
a
0
0
1
1
b
0
1
0
1
x
0
1
1
1
a x
0 1
1 0
Signal-/Zeit-Ablaufdiagramm