Die Zündanlage

Sicherheitshinweis:

Die Zündspule

Funktionsprüfung:

Werden Beschädigungen festgestellt oder die Prüfwerte nicht erreicht, dann ist die Zündspule zu ersetzen.

Verteilerkappe

Verteilerläufer

Verteiler

Überholen eines kontaktgesteuerten Bosch-Verteilers

Zerlegen

Schutzkappe entfernen, Verteilerkappe, Verteilerfinger und Kondenssperre abnehmen. Kabel des Unterbrecherhammers vom Flachstecker des Kondensators abziehen, Kondensator abschrauben.

Sicherungsring von der Verstellhebelachse abdrücken.

Unterdruckversteller abschrauben und abnehmen. Teile reinigen und prüfen. Der Unterdruckversteller ist mit einer Unterdruckpumpe daraufhin zu prüfen, ob ein beaufschlagter Unterdruck für einige Sekunden ohne Verlust gehalten wird. Wird der Unterdruck nicht gehalten, ist der Unterdruckversteller zu ersetzen. Der Unterbrecherkontakt ist stets zu ersetzen.

Der Zusammenbau erfolgt in umgekehrter Reihenfolge. Gleitende Teile der Kontaktplatte ölen. Nocken und Anlaufteil des Unterbrecherhammers schmieren. Schmierfilz im Nocken ölen.

A = Spezialfett (Katalog-Nr.: 19 42 581)
B = Spezialfett (Katalog-Nr.: 19 41 574)
C = Motorenöl

Überholen eines kontaktgesteuerten Delco-Remy-Verteilers

Zerlegen

Schutzkappe entfernen. Verteilerkappe abschrauben.

Verteilerfinger und Kondenssperre abnehmen.

Verteilerkontakt von der Kontaktplatte abschrauben.

Unterdruckversteller abschrauben.

Kondensator abschrauben.

Kontaktplatte abschrauben. Teile reinigen und prüfen. Defekte Teile ersetzen.

Der Zusammenbau erfolgt in umgekehrter Reihenfolge. Nocken (A) und Anlaufteil des Unterbrecherhammers mit Spezialfett 19 42 581 fetten. Gleitende Teile der Kontaktplatte und Schmierfilz (B) im Nocken mit Motoröl ölen.

5) Transistorzündanlage (TZ-H)

Ab Modelljahr 1982 (September 1981) sind die nachstehenden Motoren mit einer elektronischen Zündanlage ausgerüstet:

19N / 20N / 20S / 20E / 25E / 30H

Diese kontaktlose Transistorzündanlage basiert auf dem Halleffekt. Merkmale dieser Anlage sind:

- Durch Strombegrenzung können Vorwiderstände und damit Verkabelung und Befestigung entfallen.
- Durch Schließwinkelregelung wird eine geringe Batteriespannungs-, Temperatur- und Drehzahlabhängigkeit erreicht.
- Ruhestromabschaltung verhindert das Fließen von Primärstrom bei eingeschalteter Zündung und stehendem Motor.

Schaltgerät

Der Schaltgeräteaufbau erfolgt in Hybridtechnik. Unter Hybridtechnik versteht man den Aufbau elektrischer Bauelemente (z.B. Widerstände, Dioden, Transistoren usw.) in verkapselter oder unverkapselter Form auf einer Dickschichtplatte (Keramiksubstrat).

Die Hybridtechnik bietet neben dem Vorteil der kleinen und gedrängten Bauweise den Vorzug, die Zahl der Verbindungsstellen (z.B. Lötstellen) zu verringern. Dies wirkt sich günstig auf die Zuverlässigkeit der Zündanlage aus.

Schaltgerätekonstruktion

Das Kunststoff-Schaltgerätegehäuse einschließlich Anschlußteil und eingespritzten Flachsteckern bilden eine Einheit. Eine metallische Grundplatte dient als Träger der Schaltung und gleichzeitig der Wärmeabführung. Um eine zu hohe Erwärmung des Hybridschaltkreises und der Leistungs-Endstufe zu vermeiden, wird die Leistungs-Endstufe nicht auf das Keramik-Substrat, sondern isoliert auf die metallische Grundplatte gesetzt. Die Grundplatte wird durch Kleben mit dem Kunststoffgehäuse verbunden.

Zum Schutz der Schaltung vor Feuchtigkeit und Beschädigung wird der Innenraum des Schaltgerätes mit Silikon-Gel ausgegossen. Der Deckel des Schaltgerätes wird aufgeklebt.

Befestigt wird das Schaltgerät zusammen mit der Zündspule auf einer Kühlplatte.

Die Kühlplatte ist fest mit der Karosserie verschraubt.

Durch Wegfall der Vorwiderstände übernimmt die Endstufe - im Unterschied zu den heute üblichen TZ-Anlagen (geschaltete Endstufe) - zusätzlich noch die Aufgabe der Strombegrenzung. Dadurch können Zündspulen mit niederohmiger Primärwicklung ohne Vorwiderstände betrieben werden. Der maximale Primärstrom wird nicht mehr durch den Gesamtwiderstand des Primärkreises (Vorwiderstände plus Primärwicklung) bestimmt, sondern durch die Strombegrenzung im Schaltgerät. Der Primärstrom-Sollwert wird durch den Abgleich der Strombegrenzung im Schaltgerät vorgegeben. Die Strombegrenzung funktioniert vereinfacht so, daß bei Erreichen des Primärstrom-Sollwertes am Stromerfassungswiderstand ein definierter Spannungsabfall entsteht. Dieser Spannungsabfall wird von der Strombegrenzung erkannt und bewirkt, daß der Endstufentransistor wie ein elektronisch geregelter Vorwiderstand arbeitet. Die am Endstufentransistor abfallende Spannung kann also verschiedene Werte annehmen. Bei den heute üblichen Transistorzündanlagen - mit geschalteter Endstufe - fallen am leitenden Endtransistor ca. 1 bis 2 Volt ab. Bei der strombegrenzten Endstufe fallen während der Strombegrenzungszeit ca. 6 bis 8 Volt ab. Während der Strombegrenzungszeit - nach Erreichen des Primärstrom-Sollwertes - arbeitet der Endstufentransistor nicht mehr im Sättigungsbereich.

Blockschaltbild für Schaltgerät mit Hallgeber

Schließwinkelregelung

Im Bereich der Regelmöglichkeit wird der Schließwinkel so geregelt, daß in jedem Betriebszustand, also bei unterschiedlicher Batteriespannung, Motordrehzahl und Temperatur immer der gleiche Primärabschaltstrom erreicht wird.

Dies kommt bei nachfolgender Abbildung deutlich zum Ausdruck. Beispielsweise ist bei 6 Volt Batteriespannung (Startphase) der Primärstromverlauf wesentlich flacher als bei 12 Volt oder 15 Volt.

Das bedeutet, daß man bei 6 Volt den Primärstrom wesentlich früher einschalten muß - also Schließwinkel vergrößern - als bei 12 Volt oder 15 Volt. Um die mittlere Verlustleistung und damit Erwärmung der Zündanlage klein zu halten, wird der Schließwinkel so exakt geregelt, daß nur eine kleine prozentuale Strombegrenzungszeit zwischen den Zündzeitpunkten auftritt.

In der Impulsformerstufe des Schaltgerätes wird das vom Hallgeber gelieferte Rechtecksignal in eine dreiecksförmige Rampenspannung umgewandelt. Bei Schließwinkeländerung gleiten die Triggerpegel auf der Rampenspannung.

Blende (Gebersignal) bei 6-Zylinder-Verteiler 77% bzw. 23%.

Schließwinkeländerung durch Triggerpegelverschiebung bei Hallgeber.

Ruhestromabschaltung

Damit bei stehendem Motor und eingeschalteter Zündung die Zündanlage nicht überlastet werden kann, wird die Transistor-Endstufe elektronisch nach ca. 1 Sekunde abgeschaltet. Sobald gestartet wird, werden sofort wieder Zündfunken abgegeben.

Zündspule

Die Zündspule hat eine angepaßte elektrische Auslegung und ist - mit wenigen Änderungen - in bekannter Bauart ausgeführt. Als Besonderheit hat diese Zündspule im Deckel eine 5,5 mm große Öffnung mit Verschlußstopfen, der einen Druckausgleich bei eventuell auftretender Übertemperatur ermöglicht.

Dieser Zustand könnte bei einem defekten Schaltgerät (Kurzschluß der Transistor-Endstufe, defekte Ruhestromabschaltung) auftreten. Um ein unkontrolliertes Austreten von heißem Asphalt zu verhindern, wird der Zündspulendeckel (Verschlußstopfen) mit einer Abdeckhaube abgedeckt.

Zündverteiler

Anstelle des Unterbrecherkontaktes ist der Zündverteiler mit einem wartungsfreien Hallgeber ausgerüstet. Der Zündverteiler besitzt deswegen keinen Zündkondensator.

Der Hallgeber besteht aus einer berührungslos arbeitenden Magnetschranke (ein Dauermagnet und eine integrierte Halbleiterschaltung - Hall-IC) und einer an der Zündverteilerwelle befestigten Blende.

Dadurch bestimmt der Hallgeber den Zündzeitpunkt.

Wird die Blende in den Luftspalt der Magnetschranke gedreht, so lenkt sie das Magnetfeld am Hall-IC vorbei. Der Hallgeber veranlaßt das Einschalten des Zündspulenstroms durch das Schaltgerät.

Wird die Blende aus dem Luftspalt der Magnetschranke gedreht, wird der Zündspulenstrom abgeschaltet und es erfolgt die Zündung.

Hallgeber (Konstruktionsmerkmale)

Der Hallgeber ist im Zündverteiler untergebracht. Die Magnetschranke ist auf die bewegliche Trägerplatte montiert. Der Hall-IC sitzt auf einem Keramikträger und ist mit einem der Leitstücke in Kunststoff eingegossen zum Schutz gegen Feuchtigkeit, Verschmutzung und mechanische Beschädigung. Leitstücke und Blendenrotor bestehen aus einem weichmagnetischen Werkstoff.

Die Anzahl der Blenden ist gleich der Anzahl der Zylinder. Die Breite b der einzelnen Blenden bestimmt den Schließwinkel dieses Zündsystems. Eine Schließwinkeleinstellung entfällt.

Schaltung und Funktionsschema des Hallgebers

Hallgeber (Arbeitsweise)

Die Funktion dieses Gebers beruht auf dem Hall-Effekt: Ein Strom Iv durchfließt eine Halbleiterschicht (Hallschicht H). Wird die Schicht senkrecht von einem Magnetfeld B durchsetzt, so entsteht zwischen den Kontaktflächen A1 und A2 eine Spannung im Millivoltbereich, die man als "Hallspannung" (UH) bezeichnet. Unter der Voraussetzung gleichbleibender Stromstärke hängt UH nur von der Magnetfeldstärke ab: je stärker das Feld, desto höher ist UH. Man braucht jetzt nur noch dafür zu sorgen, daß die Magnetfeldstärke sich periodisch im Zündtakt ändert, dann ändert sich auch die Hallspannung im Zündtakt und löst über die Elektronik die Zündfunken aus.

Entstehung der Hallspannung UH

Aufgrund seiner Funktion besteht der Hallgeber aus einem festen Teil, der Magnetschranke, und aus einem rotierenden Teil, dem Blendenrotor. Zur Magnetschranke gehören ein Dauermagnet mit Leitstücken sowie eine integrierte Halbleiterschaltung (Hall-IC). Der Hall-IC ist ein elektronischer Schalter; er trägt unter anderem die Hallschicht.

Taucht eine Blende in den Luftspalt der Magnetschranke ein, so lenkt sie das Magnetfeld am Hall-IC vorbei. Das Hallelement ist nahezu feldfrei und somit entspricht UH in etwa 0. Der Signalausgang des Hall-IC sperrt den Signalstrom; man sagt: der Hall-IC schaltet aus. Verläßt die Blende den Luftspalt, dann wird die Hallspannung UH wirksam und der Hall-IC schaltet ein. In diesem Moment erfolgt die Zündung.

Ist bei Arbeiten an der Zündanlage oder am Motor das Einschalten der Zündung erforderlich, so treten die gefährlichen Spannungen in der gesamten Anlage auf, und zwar sowohl an ihren Bauteilen als auch am Kabelbaum, beispielsweise am Anschluß für den Drehzahlmesser, an Steckverbindungen der Testgeräte. In der nachfolgenden Abbildung sind die besonders gefährdenden Anlagenteile durch "Blitz"-Pfeile gekennzeichnet.

Verschiedene Testgeräte können bei Zündanlagen mit Strombegrenzung Drehzahl, Schließwinkel und Zündzeitpunkt falsch anzeigen.

Transistorzündanlagen mit Strombegrenzung haben im Vergleich zu konventionellen Zündanlagen einen anderen Verlauf der Primärspannung. Während der Schließzeit kann die Spannung an Kl. 1 der Zündspule Werte von 1,5 V bis Batteriespannung (oder größer) annehmen, was bei der Überprüfung der Zündanlage zu falscher Drehzahl- und Schließwinkelanzeige führen kann. Es handelt sich dabei jedoch um keine Störung der Zündanlage. Das Schaltgerät darf aus diesem Grund nicht ausgewechselt werden.

Die Drehzahl-Falschanzeige wird wie folgt erkannt:

Geht man von der Leerlaufdrehzahl aus und erhöht die Motordrehzahl langsam, so macht sich die Falschanzeige durch einen sprunghaften Rückgang der Drehzahlanzeige bemerkbar (z.B. Rückgang der Drehzahl von 4.000 U/min auf 2.000 U/min.

Eine einwandfreie Drehzahlmessung ist jedoch wie folgt möglich:

Vorwiderstand mit 0,9 bzw. 1,0 Ohm (siehe Bild) in die Leitung Kl. 15 zur Zündspule in Reihe schalten (auf Kurzschlußgefahr achten!). Nach beendeter Drehzahl-Messung ist der Vorwiderstand unbedingt wieder zu entfernen, sonst kann es zu Startproblemen und Zündaussetzern kommen.

Widerstandsmessungen dürfen nur bei ausgeschalteter Zündung vorgenommen werden.

Um eine Zerstörung des Schaltgerätes zu vermeiden, muß die Sekundärseite der Zündanlage mit mind. 2 kOhm entstört werden, wobei der Original-Verteilerläufer mit 1 kOhm Entstörwiderstand eingebaut sein muß (auch bei Radio- und Funkentstörung darf kein 5 kOhm-Verteilerläufer verwendet werden).

Bei Verwendung einer Funkenstrecke muß - um eine Zerstörung des Schaltgerätes zu vermeiden - zwischen Funkenstrecke und Zündspule Kl. 4 ein Widerstand von mindestens 2 kOhm angeschlossen werden.

An der Zündverteiler-Magnetschranke (Hallgeber) darf keine Fremdspannung, z.B. Widerstandsmesser, angeschlossen werden.

ZV-Haltefedern dürfen beim Durchdrehen des Motors und abgenommenem Staubschutzdeckel nicht in das Gebersystem fallen.

Batterie nicht bei laufendem Motor abklemmen. Bei Falschpolung der Batterie wird die Magnetschranke von Zündverteiler, Schaltgerät und Zündspule zerstört.

Starthilfe mit mehr als 16V bzw. mit Schnellader ist verboten.

Vorgeschriebene Zündspule darf nicht durch eine andere Zündspule ersetzt werden.

An Zündspule Kl. 1 dürfen weder Entstörkondensatoren noch Prüflampen angeschlossen werden.

Zündspule Kl. 1 darf zur Diebstahlsicherung nicht an Masse gelegt werden (Bei Zündung EIN würde die Zündspule zerstört).

An Zündspule Kl. 1 darf kein Batterie + angelegt werden, sonst wird das Schaltgerät zerstört.

Zündleitung von Zündspule Kl. 4 zu Zündverteiler Kl. 4 darf während des Betriebes nicht abgezogen werden.

Bei einer Kompressionsmessung Schaltgerätestecker abziehen oder Zündspule Kl. 4 mit Hilfskabel fest an Masse legen.

Prüfanleitung:

Diese Prüfanleitung soll helfen, Fehlerursachen an Motoren mit kontaktloser Zündanlage schnell zu erkennen. Die in der Prüfanleitung enthaltenen Prüfschritte enthalten Prüfhinweise und Prüfwerte. Verläuft der Prüfschritt negativ, werden die entsprechenden Instandsetzungshinweise mit angegeben.

Prüfvoraussetzungen:

- Batterie voll geladen;
- Kraftstoffsystem in Ordnung;
- Umgebungstemperatur der Zündanlage 0°C bis +40°C (Temperatur beeinflußt Meßwerte stark).

Achtung:

Die Primärspannung ist abhängig vom Zündspannungsbedarf des Motors im jeweiligen Betriebszustand, dem Übersetzungsverhältnis und dem Übertragungsfaktor der Zündspule sowie einigen systembedingten Korrekturfaktoren. Deshalb kann die Primärspannung stark variieren.