Zündung

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Funktion der elektronischen Zündung

 Hier wird ein Zündsystem für einen Vierzylinder-Motor (GS 650) gezeigt, aber das Prinzip ist für Zweizylinder ähnlich. Die wesentlichen Komponenten sind der Impulsgenerator, die Transistoreinheit, die Zündspulen und die Zündkerzen

Prinzipieller Aufbau

Der Impulsgenerator ist ein sogenannter Hallgeber. Er besteht aus zwei Spulen und einem Permanentmagneten und ist an der rechten Seite der Kurbelwelle montiert. Herzstück des Systems ist eine volltransistorierte Steuereinheit, die eine Verstärkungsfunktion hat. Die Impulse des Impulsgenerators werden in die Steuereinheit eingespeist, und der Steuertransistor reagiert auf jeden Impuls mit Ein- und Ausschalten. Durch Unterbrechen des auf der Primärseite der Zündspule fließenden Primärstroms springt an den Elektroden der Zündkerzen ein Funke über, der die Verbrennung im jeweiligen Zylinder startet. In einem Transistor-Zündsystem wird also der Primärstrom der Zündspule durch den Transistor unterbrochen, während diese Funktion in einem herkömmlichen Zündsystem vom Unterbrecher übernommen wird. Das reicht als Erklärung für Normalverbraucher. Elektro-Freaks können jetzt weiterlesen, um die letzten Hintergründe zu verstehen.

Funktion der Steuereinheit

Wenn der Zündschalter eingeschaltet wird, fließt Batteriestrom durch P₁-> Q₂ und schaltet Tr₁ ein, worauf der Strom anstatt durch Q₁ -> Q₂ durch Q₁ -> P₂ fließen kann. Infolgedessen bleiben Tr₂ und Tr₃ ausgeschaltet.

Bei ausgeschaltetem Tr₂ kann der Strom nicht durch Q₃ -> Q₄ sondern nur durch Q₃ -> P₃ -> Q₈ fließen, worauf Tr₄ eingeschaltet wird. Dadurch wird die Schaltung Batterie -> Zündspule 1&4 -> Q₇ -> Q₈ eingeschaltet, woraufhin der Strom auf der Primärseite der Zündspulen 1&4 fließt. Weil Tr₃ ausgeschaltet bleibt, fließt jetzt kein Strom durch die Zündspulen 2&3.

Induzierte Spannung am Impulsgeber

Wie kommen nun ohne eine Berührung die Signale von der Kurbelwelle in das Zündsystem? Das ist keine Magie, sondern eine elektrische Wechselwirkung:

Wenn sich die Kurbelwelle bei Anspringen des Motors dreht, wird der permanentmagnetische Zündrotor an den Impulsspulen vorbeigeführt und induziert durch eine Veränderung der magnetischen Flußdichte der Spule eine Wechselspannung. So fließt Wechselstrom von der Batterie mal durch die Impulsspule der Zylinder 1&4, mal durch die lmpulsspule 2&3.

Das Signal ist jedoch noch nicht perfekt für eine Zündung und so wird der Wechselstrom noch etwas modifiziert, indem er durch einen in der Steuereinheit enthaltenen Widerstand und eine Diode geschickt wird.  Heraus kommt eine wunderschöne Spannungswelle wie sie links gezeigt wird.

Verarbeitung der Impulse im Transistor-Zünsystem

Wenn der Rotornase des Impulsgenerators während der Drehung an den Impulsspulen 1&4 vorbei rotiert, wird eine Wechselspannung von 1Hz induziert.  Tr₁, der sich unmittelbar nach Einschalten des Zündschalters einschaltet, wird zu diesem Zeitpunkt ausgeschaltet, weil das Potential an P₁ in Übereinstimmung mit dieser Veränderung der in die Impulsspulen induzierten Spannung abfällt, und wenn eine bestimmte Spannung erreicht wird (Punkt T₁ der Impulsspulenspannung), fließt kein Strom mehr durch P₁ -> Q₂ sondern durch P₁ -> D₁ -> lmpulsspulen 1&4 -> lmpulsspulen 2&3. Bei ausgeschaltetem Tr₁ fließt der Strom durch die Schaltung Q₁ -> P₂ -> Q₄, und Q₃ -> Q₄ wird leitend, wodurch Tr₂ eingeschaltet wird.

Weil dadurch kein Strom durch P₃ -> Q₈ fließen kann, wird der Primärstrom in den Zündspulen 1&4 unterbrochen. Durch diese Unterbrechung des Primärstroms wird eine hohe Spannung in die Sekundärseite der Zündspule induziert und an den Zündkerzen 1&4 springt ein Funke über. Andererseits fließt der Strom bei eingeschaltetem Tr₂ durch P₂ -> Q₆, wodurch Tr₃ eingeschaltet wird. Dadurch kann der Strom durch die Schaltung von Batterien -> Zündspule 2&3 -> Q₅ -> Q₆ und außerdem auf der Primärseite der Zündspulen 2&3 fließen. Wenn der Zündrotor sich um 180° weiterdreht und die Impulsspulen 1&4 passiert, wird in gleicher Weise eine Wechselspannung von 1Hz induziert, und der Strom fließt durch Impulsspulen 2&3 -> D₂ -> D₁ -> Impulsspulen 1&4. Das auf eine bestimmte Spannung (T₂) gestiegene elektrische Potential an P₁ veranlaßt ein Einschalten von Tr₁ und ein Ausschalten von Tr₃. Zu diesem Zeitpunkt wird der Strom auf der Primärseite der Zündspulen 2&3 unterbrochen, infolgedessen die Zündkerzen 2&3 funken.

Während sich der Vorgang jetzt in 180°-Abständen der Zündrotordrehung wiederholt, wird eine Sekundärspannung in die Zündspulen Nr.1 (2&3) und Nr.2 (1&4) induziert, die entsprechenden Zündkerzen aktiviert und die Zylinder befeuert.

Zündfolge

Wir haben gesehen, dass die Zündspulen entweder einen Zylinder oder zwei zusammen mit Saft versorgen. Es ist daher wichtig, die richtigen Zündkabel auf die entsprechenden Zylinder zu stecken. Dazu sind diese vom Werk aus mit Zahlen markiert. Leider fehlen diese bei älteren Motorrädern häufig. Hier also die richtige Montage der Zündkerzenstecker: