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Was einst mit einem Schalter und Kabel zur Fahrzeugbatterie begonnen hat, ist heute bei modernen Autos äußerst komplex - die Fahrzeugelektrik. Oft wird bei der Stromversorgung von Verbrauchern vom Bordnetz gesprochen. Das klassische Bordnetz umfasst die Starterbatterie, die Lichtmaschine, den Anlasser, die Beleuchtung und die Kabelstränge, die zu Blinkleuchten, Schlussleuchten oder Sensoren führen.

Fahrzeugbatterie als Energiequelle des Bordnetz

Seit vielen Jahren wird das Bordnetz von der Autobatterie mit einer Spannung von 12 Volt versorgt. Bei bis Mitte der 60er Jahre gebauten VW KÄFER erfolgte die Stromversorgung noch mit einer 6-Volt-Batterie. In der Regel verfügt jedes Auto über eine Fahrzeugbatterie, die meist unter der Motorhaube aber bei einigen Automodellen auch im Kofferraum oder im Innenraum zu finden ist. Oberklassefahrzeuge wie der VW TOUAREG oder der VW PHATEON, wo eine 12-Volt-Batterie für die Spannungsversorgung nicht mehr ausreicht, besitzen mit einer Starterbatterie und einer Bordnetzbatterie zwei Batterien. Autobatterien bestehen aus einem säurefesten Gehäuse. Im Inneren sind sechs Batteriezellen, die je zwei Volt erzeugen, zwischen einer Schwefelsäure gelagert. Am Batteriegehäuse sind zwei Pole aus Blei, an denen eine Klemme mit einem roten Kabel (Pluspol) und eine Klemme mit schwarzem Kabel (Minuspol) befestigt ist. Durch das Abnehmen der Klemmen kann die Leitung zum Anlasser, Generator und Verbrauchern getrennt werden. Es wird immer erst der Massepol und danach der Pluspol abgeklemmt. Grundsätzlich reicht das Abklemmen eines Poles, um die Stromversorgung zu unterbrechen. Es sollte immer der Minuspol als Masseverbindung abgeklemmt werden, da beim Pluspol die Gefahr besteht, an die Fahrzeugmasse zu gelangen und einen Kurzschluss zu auslöst. Durch die stetige Wandlung zwischen Blei und Bleisulfat kommt es zu einem Spannungsverlust und die Fahrzeugbatterie muss ausgewechselt werden. Die Lebensdauer ist abhängig von den Be- und Entladezyklen. Eine Autobatterie kann auf 80 bis zu 700 Ladezyklen ausgelegt sein. Lässt sich das Auto kaum noch starten, liegt dies möglicherweise an einer entladenen Batterie.

Kohlebürstenverschleiß der Anlasser

Auf einer Starterbatterie ist unter "CCA" üblicherweise eine Zahl zu finden. Diese gibt Auskunft über den Kaltstartstrom, den die Batterie für die Betätigung des Anlassers aufbringen kann. Je nach Fahrzeug können die Werte 200 aber auch 400 oder mehr Ampere betragen. Kann die Fahrzeugbatterie nicht mehr genügend Kaltstrom liefern oder ist diese zu schwach ausgelegt, können die Verkabelung aber auch Bauteile des Anlassers wie die Rotor-Kohlebürsten sowie die Wickelung Schäden davontragen. Durch den stetigen Stromfluss unterliegen auch Anlasser einem Verschleiß. Häufige Ursache für ein Klacken oder Durchdrehen sind defekte Magnetschalter. Die Lebensdauer ist grundsätzlich auf ein Autoleben lang ausgelegt. Dennoch können Defekte nach fünf Jahren oder bei einer Laufleistung von 80.000 Kilometern auftreten.

Freilaufriemenscheiben und Regler die Schwachstellen eines Generators

Sehr langlebig erweisen sich auch Lichtmaschinen beziehungsweise Generatoren. Die Lima hat die Aufgabe, Verbraucher wie die Klimaanlage bei laufendem Motor zu versorgen und die Batterie aufzuladen. Vorwiegend werden Drehstromgeneratoren eingesetzt. Dieser wird vom Verbrennungsmotor über die Kurbelwelle und Kurbelwellenriemenscheibe sowie Keilriemen oder Keilrippenriemen angetrieben. Um die Schwingungen der Kurbelwelle zu entkoppeln, die speziell bei Dieselmotoren stärker ausgeprägt sind und Schäden am Generator und Riementrieb vorzubeugen, wird bei vielen seit den 90er Jahren gebauten Automobilen ein Generatorenfreilauf an der Antriebswelle der Lichtmaschine verbaut. Freilaufriemenscheiben sollten bei einer Laufleistung zwischen 60.000 und 120.000 Kilometer erneuert werden. Einem Verschleiß ausgesetzt sind auch die Regler. Generatorregler überwachen den Ladevorgang der Batterie und regeln die Spannungsversorgung der Verbraucher. Mit der Zeit meist bei einer Laufleistung ab 150.000 Kilometern nutzen sich die Schleifkohlen ab. Weitere Probleme können unter anderem durch einen zu stark gespannten Riemen, der den Lagersitz des Drehstromgenerators belastet, auftreten.

Leuchten Betriebsstunden - was die Angaben der Hersteller bedeuten

Zum Schließen des Stromkreises benötigt es neben der Spannungsquelle einen Verbraucher und Verbindungsleitungen. Wenn beispielsweise die Schlussleuchte mit der Leitung verbunden und über einen Schalter betätigt wird erhitzt sich der Glühdraht und die Lampe beginnt zu leuchten. Ist ein frühzeitiger Defekt der Lampen festzustellen, liegt dies meist an einer zu hohen Bordspannung. Grundsätzlich geben die Hersteller von Nebelschlussleuchten oder Nebelscheinwerfern Auskunft über die Haltbarkeit. OSRAM gibt bei allen seinen Produkten mit B3 und TC Werte an. Für OSRAM 21 Watt Blinkleuchten werden bei B3: 250 Stunden und TC: 500 Stunden angegeben. Die Angabe des B3-Werts bedeutet, dass nur drei Prozent aller getesteten Lampen früher ausfallen. Der TC-Wert gibt an, dass mehr als 60 Prozent aller getesteten Leuchten bereits vor der angegebenen Betriebszeit Defekt sind.

Bussysteme und Haltbarkeit von Steuergeräten

Mittlerweile werden oft CAN-Bus fähige Leuchten verbaut. Dabei handelt es sich um ein sogenanntes Bussystem, welches den Datenaustausch ohne lange Verkabelungen an einzelnen Schnittstellen zwischen Steuergeräten und Verbrauchern ermöglicht. CAN-Bus ist das gängigste System und wurde erstmals 1991 bei der S-Klasse von MERCEDES eingesetzt. Mit LIN-Bus, MOST-Bus oder FlexRay gibt es weitere Bussysteme. Durch diese Systeme können hohe Übergangswiderstände bei Kabelverbindungen und Kabelbrüche vermieden sowie Gewicht eingespart werden. So werden Daten vom Öltemperatursensor oder Kühlmittelsensor an das Motorsteuergerät übertragen. Fehlfunktionen können durch ein defektes Steuergerät oder lose Busleitungen gegeben sein. Die Lebensdauer eines Motorsteuergerätes ist auf eine Laufleistung von 240.000 Kilometer beziehungsweise 15 Jahre ausgelegt. Wie bei einem Prozessor eines PC können an einem Steuergerät auch frühzeitige Defekte auftreten.

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