Weitere Beispiele für Widerstände im Kraftfahrzeug

Das Kapitel „Temperaturabhängigkeit und Reihenschaltung“ zeigt eine vereinfachte Prinzipskizze eines Tankgebers. Die Abbildung verdeutlicht, wie ein solches Bauteil in der Praxis aussieht. Der Geber ist unsichtbar im Inneren des Tanks eingebaut. Am unteren Teil der Abbildung ist die Einbaulage erkennbar, da die Verschraubung mit dem Tank und ein Stück der oberen Tankfläche zu sehen sind.

Legende

Veränderbare Widerstände werden in der Technik gerne verwendet, um sich ändernde Messwerte in zugehörige Spannungswerte zu übertragen. Diese Spannungen werden manchmal lediglich zu einer direkten Anzeige der Messgröße genutzt. Sie können aber auch als Eingangssignal für eine elektrische oder elektronische Regelung dienen. Dabei wird bei einigen Fahrzeugelektroniken eine Wandlung des vom Widerstand kommenden analogen Spannungswertes in ein digitales Signal für die Motorelektronik vorgenommen.

Schon lange ist die Erfassung von Temperaturwerten mithilfe von Fühlern, die im Inneren einen NTC-Widerstand tragen, üblich. Ein solcher NTC-Widerstand wird aus Materialien hergestellt, die ähnlich auch für die Produktion von Halbleitern verwendet werden.

Sein Widerstandswert ist bei niedriger Temperatur hoch und wird mit wachsender Temperatur immer kleiner. (Eine Aufgabe zur Vertiefung findet sich auf der Kopiervorlage.)

Legende

Verwendet man bei der gleichen Grundschaltung, wie sie auf Folie 8 mit dem Tankgeber vorgestellt wird, statt des Tankgeberpotentials einen NTC-Widerstand, so fließt durch den Stromkreis ein Strom, der von dem aktuellen Widerstandswert des NTC-Widerstands abhängt. Dies bedeutet einen niedrigen Stromfluss bei kaltem Widerstand (elektrischer Widerstand ist noch groß) und einen immer größer werdenden Stromfluss bei wachsender Temperatur (Widerstand nimmt ab). Eicht man das Anzeigeinstrument gleich in Temperaturwerten statt in Stromstärkeangaben, lässt sich die Temperatur von Kühlwasser, Motoröl u. v. m. mit dieser Technik gut aus der Ferne überwachen.

Ein Bauteil mit genau entgegengesetzter Widerstandscharakteristik ist der PTC-Widerstand. In der Fahrzeugelektronik kommen auch Messfühler auf Halbleiterbasis mit einem solchen Verhalten zum Einsatz. Die Signalverwertung muss dieser Charakteristik entsprechend erfolgen. Schon lange vor diesen Halbleitern ist aber ein anderer typischer Vertreter eines Widerstands mit PTC-Charakteristik im Fahrzeugbau im Einsatz. Es handelt sich dabei um die Regelwendel im Inneren einer Diesel-Glühkerze (Der Einsatz einer solchen Glühkerze ist beim Kaltstart erforderlich). Die Regelwendel ist im Inneren der Glühkerze in Reihe mit der eigentlichen Heizwendel geschaltet.

FUNKTION:

Der Widerstand der Regelwendel ist bei niedriger Temperatur klein. Mit wachsender Temperatur steigt ihr elektrischer Widerstand an. Daher fließt beim Vorglühen zunächst ein hoher Strom durch die beiden in Reihe geschalteten Wendeln, anschließend geht dieser aber mit zunehmender Erwärmung der Regelwendel zurück. Man erreicht dadurch eine schnelle Erhitzung der Glühkerze, weil die Heizwendel entsprechend kräftig ausgelegt ist; andererseits verhindert man eine zu große thermische Belastung bei längerem Vorglühen, da die Stromstärke durch die Regelwendel reduziert wird. Auch zu diesem Thema befindet sich eine Aufgabe auf der Kopiervorlage zum Thema „Temperaturabhängigkeit und Reihenschaltung“. Einen Schnitt durch eine solche Glühkerze zeigt die folgende Skizze.

Legende

Die Einbaulage der Glühkerze in einem herkömmlichen Dieselmotor mit Wirbelkammer zeigt die folgende Skizze. (Bei einem direkteinspritzenden Dieselmotor würde die Spitze der Kerze in die Verbrennungsmulde im Kolbenboden ragen.)

Legende

Das untenstehende Bild zeigt den skizzierten Einsatz der Glühkerze als Echtfoto. Gut zu erkennen ist, dass der Sprühstrahl der Einspritzdüse genau auf die glühende Spitze der Glühkerze zielt. Die Aufgabe dieser hell aufglühenden Spitze als Zündhilfe beim kalten Motor wird sofort verständlich.