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  • Publizist und Freier Dozent, von Hause aus Ingenieur sowie gelernter Mechaniker und gelernter Maurer, Querdenker, Naturfreund und -nutzer, technisch interessiert aber auch technikkritisch, glaube nicht alles was mir erzählt wird.
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Andreas Quiring  

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Biohof-Gemeinschaft Baum des Lebens

16. Oktober 2009 5 16 /10 /Oktober /2009 12:56
(Zählmarke ist eingebaut)

Wenn man wie im ersten Teil dieser Artikelreihe beschrieben herausgefunden hat, ob es an  der Zündung oder dem Kraftstoffsystem liegt, dass das Auto nicht anspringt, kann man daran gehen, den Fehler weiter einzugrenzen. Heute, im zweiten Teil der Artikelreihe über Störungsbehebung am Auto wird es um die Zündanlage gehen.

Zündprobleme

Es steht also fest, dass die Zündung schuld daran ist, dass das Auto nicht anspringen will. Je nachdem, was kaputt ist, kann es mit moderaten Kosten abgehen oder auch teuer werden. Früher war ein solcher Schaden kein Drama, denn die ganze Zündanlage bestand aus relativ billigen Teilen, das teuerste daran war die Zündspule. Heute jedoch gibt es ein statt dem Unterbrecher mit seinem Nocken im Zündverteiler ein elektronisches Steuergerät und einen Totpunktgeber. Trotzdem ist der engagierte Autoschrauber hier nicht gänzlich hilflos. Das, was - wie so manche argwöhnen und damit vielleicht nicht einmal Unrecht haben - die Werkstätten tun, nämlich Module auf Verdacht austauschen kann man auch selbst tun.

Doch so weit sind wir nicht, es kann, wie wir gleich sehen werden, auch der eine oder andere triviale Fehler Schuld an den Zündproblemen sein. Doch bevor es ans tatsächliche Schrauben geht, sollte man zunächst wissen, wie eine Zündanlage funktioniert, und daher soll das hier erläutert werden.

Unterbrecherzündungen

Bild 1: Batteriezündungen mit und ohne Transistor (Bild: Thuringius, PD)

Das Prinzip, nach dem eine Zündanlage funktioniert, macht man sich am besten an der altmodischen Unterbrecherzündung klar. Man findet sie, außer bei älteren Autos, auch noch an älteren Mopeds und Motorrädern und verschiedenen Maschinen, wie etwa Rasenmähern oder Motorhacken. Es ist also kein Fehler, wenn man weiß, wie eine solche Anlage funktioniert. Wenn man das verstanden hat, kommt man auch leicht dahinter, wie eine moderne elektronische Zündung arbeitet. Die ist nämlich noch einfacher zu reparieren als die gute alte Unterbrecherzündung, denn das eigentlich komplizierte daran, das Steuergerät, kann man nicht reparieren, sondern nur austauschen.

Die Unterbrecherzündung, wie sie von Bosch entwickelt und auf den Markt gebracht wurde, funktioniert im Prinzip wie in Bild 1 (A) dargestellt. Die Batterie lässt Strom durch die Primärwicklung (links) der Zündspule fließen und baut dadurch ein Magnetfeld auf, welches auch die Sekundärwicklung (rechts) durchfließt. Zum Zündzeitpunkt wird der Strom durch den Unterbrecher S abgeschaltet. Dadurch bricht das Magnetfeld schlagartig zusammen. Ein zusammenbrechendes Magnetfeld ist jedoch ein sich änderndes Magnetfeld und ein solches kann in einer Spule eine Spannung induzieren. Genau das tut es auch in der Sekundärwicklung  der Zündspule. Da diese sehr viele Windungen hat, ist die Spannung sehr hoch und reicht aus, um an der Zündkerze eine Zündfunken überspringen zu lassen.

Bild 2: Zündspule eines Isuzu UBS 17 (Trooper)

Auch in der Primärwicklung entsteht eine Spannung, die am Unterbrecher einen Funken überspringen lassen würde, das so genannte Öffnungsfeuer. Diese Spannung fängt jedoch der Kondensator C ab, der zum Unterbrecher parallel geschaltet ist, da der Funken die Kontakte des Unterbrechers unnötig verschleißen lassen würde. Funken am Unterbrecher weisen daher übrigens auf einen kaputten Kondensator hin.

In (älteren) Mopedmotoren und anderen kleinen Zweitaktern ist in der Regel eine Variante dieser Zündung eingebaut, die Magnetzündung. Hier ist die Primärwicklung der Zündspule gleichzeitig Generatorwicklung und sitzt innerhalb des Polrades, einem Schwungrad, welches einen Dauermagneten enthält und selbst auf der Kurbelwelle sitzt. Wenn, wie z.B. bei Mopeds, erforderlich, ist in einer solchen Zündanlage noch ein zweite Generatorspule eingebaut, die Strom für die Beleuchtung erzeugt. Diese, früher bei Mopeds übliche Zünd- und Lichtanlage heißt Schwunglichtmagnetzünder.

Bild 3: Zündspule einer Magnetzündung (Foto: Ulfbastel, PD)

Der Unterbrecher wird bei solchen Zündungen zum Zündzeitpunkt durch einen Nocken angehoben, der bei Zweitaktern direkt auf der Kurbelwelle sitzt. Bei Mopedmotoren ist in der Regel die Nabe des Polrades entsprechend ausgebildet. Bei Viertaktern sitzt der Unterbrechernocken auf einer Welle, die sich mit halber Kurbelwellendrehzahl dreht, z.B. auf der Nockenwelle. Bei Viertakt-Mehrzylindermotoren,  wie etwa im Auto, sitzt er typischerweise auf der Verteilerwelle, welche auch den Verteilerfinger trägt, der den Zündstrom jeweils zu einem Kontakt leitet, an dem das Zündkabel desjenigen Zylinders angeschlossen ist, der gerade gezündet werden soll. In diesem Falle sind auf der Verteilerwelle so viele Nocken, wie Zylinder versorgt werden müssen.

Bei einfachen Motoren, wie etwa am Moped oder Rasenmäher, ist der Zündzeitpunkt immer gleich. Bei Automotoren wird er entsprechend der Last und der Drehzahl verstellt, in der Regel sind daher zwei Verstelleinrichtungen am Zündverteiler vorhanden: ein Fliehkraftregler für die Drehzahl- und eine Unterdruckdose für die Lastverstellung. Beide wirken zusammen und passen durch ihre Verstellwirkung den Zündzeitpunkt den unterschiedlichen Drehzahl- und Lastzuständen des Motors an.

Zündzeitpunkt einstellen

Bei Zündanlagen mit Unterbrecher wird der Zündzeitpunkt in der Regel durch Verdrehen der Aufnahme des Unterbrechers zu der Welle eingestellt, die ihn anhebt. Bei Mopedmotoren lässt sich dafür die Grundplatte des Schwunglichtmagnetzünders verdrehen, was aber nur bei stehendem Motor möglich ist. Bei Automotoren mit einer solchen Zündung kann man den Zündverteiler drehen. Da dies auch bei laufendem Motor möglich ist, kann man hier die Zündung mit einer Stroboskoplampe einstellen. Dazu befinden sich Markierungen auf irgendwelchen sichtbaren Teilen oder Anbauten der Kurbelwelle, z.B. auf dem Schwungrad an der Getriebeseite des Motors. Diese Markierung muss nun im Stroboskoplicht bei einer bestimmten Drehzahl und ggf. unter weiteren in der Dokumentation zum jeweiligen Motor vorgegebenen Bedingungen (z.B. abgezogener Unterdruckschlauch am Zündverteiler) mit einer feststehenden Gegenmarkierung übereinstimmen.

Dazu muss jedoch der Unterbrecherabhub stimmen, den man vorher einstellt. Dies geschieht mit einer Fühlerlehre (umgs. "Spion"), einem Satz dünner Federstahlbleche verschiedener, genau definierter Stärken. Wenn z.B 0,25 mm Abhub vorgeschrieben sind, legt man den 0,05er und den 0,2er Streifen aufeinander und stellt den Unterbrecher so ein, dass sich die Streifen bei der größten Öffnung gerade noch zwischen den Kontakten bewegen lassen.

Es gibt auch Geräte, die den so genannten Schließwinkel messen, welcher den Teil der Umdrehung angibt, während dessen der Unterbrecher geschlossen ist. Dazu  muss der Motor aber drehen. Bei Autos geht das meist, wenn man Verteilerkappe und Verteilerfinger abnimmt  und den Motor vom Anlasser durchdrehen lässt, andernfalls muss man justieren, zusammenbauen, starten, Schließwinkel prüfen, stoppen, aufmachen, nachjustieren usw... Bei Automotoren werden meist sowohl der Schließwinkel als auch der Unterbrecherabhub in der Dokumentation angegeben

Transistorzündungen

Eine einfache Transistorzündung sieht man in Bild 1 (B). Das Prinzip ist das gleiche wie bei der Unterbrecherzündung, nur dass der Stromfluss in der Primärwicklung der Zündspule hier zum Zündzeitpunkt nicht mehr durch den Unterbrecher unterbrochen wird, sondern durch einen Transistor. Dieser wiederum kann im einfachsten Fall seinerseits durch einen Unterbrecher angesteuert werden, der dann nur noch einen sehr kleinen Steuerstrom zu schalten hat und daher nicht oder kaum mehr abbrennt. Außerdem kann bei diesen Anlagen die Primärspannung auch höher sein, sie beträgt etwa 300 V, was das Hantieren an solchen Zündanlagen bei laufendem Motor nicht ganz ungefährlich macht.

Bild 4: Totpunktgeber eines Renault (Matra) Espace mit verrotteter Isolierung. Da die blanken Drähte sich kurzschließen, kann der Sensor kein Signal mehr geben

 

Mit solchen elektronischen Zündanlagen kann man übrigens sehr leicht Motoren nachrüsten, die von Haus aus mit einfachen Unterbrecherzündungen ausgerüstet sind. Wenn eine solche Zündung bereits vom Hersteller vorgesehen ist, kann anstelle des Unterbrechers auch ein kleiner Sensor treten, der den Zündzeitpunkt an der Verteiler- oder Nockenwelle feststellt. Damit hat man ein verschleißanfälliges Bauteil eingespart und den Motor betriebssicherer und wartungsärmer gemacht.

Elektronische Zündungen

Moderne Zündungen gehen noch weiter: Hier wird nicht mehr der Zündzeitpunkt von der Kurbel- oder einer anderen Welle abgenommen, sondern lediglich eine bestimmte Stellung des Motors erkannt - etwa der obere Totpunkt des ersten Zylinders - und an die Zündanlage signalisiert. Dazu dient z.B. ein magnetischer Sensor, der etwa einen kleine Magneten erkennt, der an einer bestimmten Stelle im Schwungrad sitzt.

Da die Elektronik ja auch die Drehzahl kennt, kann sie nun ausrechnen, wann sie jeweils die Zündfunken für die einzelnen Zylinder erzeugen muss. Dabei ist es natürlich kein Problem die Drehzahl und den Unterdruck im Ansaugtrakt mit zu berücksichtigen. Das einzige mechanische Teil an einer solchen Zündanlage ist der Zündverteiler, der aber auch entfallen kann, wenn die Zündanlage eine separate Zündspule für jeden Zylinder besitzt und jeweils zum richtigen Zeitpunkt die Primärströme für die einzelnen Zylinder unterbricht. In diesem Falle werden heutzutage die Zündspulen auch schon in die Einheit Zündkerzenstecker/Zündkabel ausgelagert.

Triviale Fehler

Unabhängig von der Bauart der Zündung gibt es den einen oder anderen trivialen Fehler, der zum Versagen führen kann. Als erstes sollte man daher das Masseband, welches den Motor mit dem Rest des Fahrzeuges elektrisch leitend verbindet, überprüfen. Wenn der Motor durch seine Gummiaufhängung nämlich tatsächlich isoliert ist, kann die Zündung ohne das Masseband nicht funktionieren. Meist tut die Zündung es auch ohne das Masseband, weil die Schrauben der Aufhängung eine leitende Verbindung herstellen, worauf man sich aber nicht verlassen sollte, denn ein hoher Widerstand auf dem Rückweg des Zündstromes ist einem guten Zündfunken und damit der Wirtschaftlichkeit, Umweltfreundlichkeit und nicht zuletzt auch der Leistung der Maschine abträglich.

Es lohnt sich auch, zu gucken, ob die Zündanlage etwa mit einer Sicherung abgesichert und diese vielleicht durchgebrannt ist. Ansonsten sieht man sich natürlich zunächst auch alle elektrischen Verbindungen an, die zu und von der Zündung hin bzw. weg führen. Außerdem empfiehlt es sich, mit einer Prüflampe oder dergleichen zu checken, ob die Stromversorgung der Zündung Spannung führt.

Bei Einzylinder-Zweitaktern gibt es auch gerne einmal die berühmt berüchtigte "Brücke"; das ist ein Kohlenstofffaden, der sich zwischen den Zündkerzenelektroden bilden kann und dann dem Zündstrom eine höchst willkommene Alternative zum mühseligen Überspringen als Funke bietet.

Fehler an Unterbrecherzündungen

Unterbrecherzündungen haben ein Menge Teile, die kaputt sein können, was sich aber nicht immer in einem Totalversagen äußert. Wenn gar nichts mehr geht, kann man zunächst einen Blick auf den Verteilerfinger werfen, ob an diesem etwas abgebrochen ist oder eine ähnliche Beschädigung besteht, so dass der Kontakt zu den Zündkabeln nicht mehr hergestellt werden kann.

Bild 5: Flickarbeit mit Powerknete: sieht nicht gut aus, aber funktioniert

Der nächste Kandidat ist natürlich der Unterbrecher: Er kann verschlissen sein, so das er nicht mehr auf oder nicht mehr zu macht. Oder es ist das Käbelchen abgefallen, welches ihm den Strom zuführt. Selbstverständlich macht man auch eine allgemeine Sichtprüfung, ob irgendetwas abgebrochen oder abgefallen ist oder sich gelöst hat.

Wenn an diesen Teilen alles in Ordnung ist, sollte man sich die Zündspule vornehmen. Man kann sie bei einem Bosch-Dienst überprüfen lassen oder, wenn man über ein Messgerät verfügt und die vorgeschriebenen Werte kennt, selbst messen, ob die Widerstände- der Primär- und Sekundärwicklung in Ordnung sind. Allerdings sagt eine solche "Kalt-"Messung nichts darüber aus, ob nicht im Betrieb irgendwo etwas durch- oder überschlägt. Wenn allerdings z.B. gar kein Strom mehr durch eine der Wicklungen geht, ist dies ein klarer Schuldbeweis und man hat den Übeltäter gefunden.

Fehlersuche bei elektronischen Zündungen

Bei elektronischen Zündungen bleiben - außer den trivialen Möglichkeiten - eigentlich nur drei Fehlerursachen: Das Steuergerät ist kaputt (teuer!), die Zündspule hat sich verabschiedet, oder der Totpunktgeber ist der Bösewicht. Letzteren kann man zunächst einer Sichtprüfung unterziehen, wenn er z.B. so aussieht wie der in Bild 4, ist sein Schuld nicht zu leugnen, wie schließlich die in Bild 5 gezeigte Reparatur mit Powerknete bestätigte: Seitdem läuft der Espace meiner Frau wieder einwandfrei.

Wer einer solchen Reparatur nicht auf die Dauer trauen mag, kann damit jedoch zumindest die Probe aufs Exempel machen und weiß dann genau, welches Teil er kaufen muss. Allerdings hält diese Reparatur bei besagtem (und betagtem) Espace bereit wieder seit Tausenden von Kilometern.

Übrigens ist es eine Frechheit, dass sich die Isolierungen dieser Kabel nicht nur auf diese Weise auflösen, sondern das Ganze auch noch so gemacht ist, dass man sie nicht auswechseln kann, weil das Bauteil komplett fest vergossen ist. Zu allem Überfluss ist der Einführungspunkt der Kabel auch noch auf dem Grunde eines tiefen Loches, so dass die Isolation mit Powerknete eine kniffelige Operation war.

Für die Zündspule und den Verteilerfinger (so noch vorhanden) gilt das gleiche wie bei den Unterbrecherzündungen gesagt. Wenn alle diese Dinge in Ordnung sind, kann es eigentlich nur noch das Steuergerät sein, die ärgerlichste, weil teuerste Variante. Bevor man ein neues (oder besser: gebrauchtes) kauft, sollt man jedoch sehen, ob das alte nicht in einer Fachwerkstatt getestet werden kann, denn auch wenn man dem Totpunktgeber nichts ansieht, könnte er (oder die Zündspule) dennoch der Bösewicht sein, denn mit einfachen Mitteln kann auch hier - wie bei der Zündspule - allenfalls ein Schuld- nicht jedoch ein Unschuldsbeweis geführt werden.

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Published by Fokko - in Auto
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