Zündung: Haut den Kolben runter
- 12. Juli 2012
- Red. OLDTIMER MARKT
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Die einzelnen Komponenten der Batteriezündung in schmatischer Darstellung
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Der Zündverteiler löst den Zündfunken aus und verteilt ihn
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Transistor-Zündanlage: Die Aufgabe des Unterbrechers übernimmt ein Induktions- oder Magnetgeber
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Die Fliehkraft-Zündverstellung stellt den Zündzeitpunkt dynamisch ein
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Der Induktionsgeber steuert den Zündzeitpunkt sehr präzise
Der Induktionsgeber steuert den Zündzeitpunkt sehr präzise. Bei der Batteriezündung ist der Minuspol mit der Masse verbunden, die Plusleitung geht über das Zündschloss zum Pluspol der Zündspule. Hier fließt der Strom durch die Primärwicklung der Spule zu deren Minuspol, der über ein Kabel mit dem Unterbrecherkontakt im Verteiler verbunden ist.
Der Unterbrecherkontakt ist über seine Grundplatte mit der Fahrzeugmasse verbunden und diese wiederum mit dem Minuspol der Batterie. Erst wenn der Kontakt geschlossen ist, kann in diesem Stromkreis Strom fließen. Die Primärwicklung hat nur relativ wenige Windungen und ist in der Grafik blau eingezeichnet. In der Zündspule befindet sich eine zweite Wicklung mit 15.000 bis 30.000 Wicklungen: die Sekundärspule.
Durch das Öffnen und Schließen des Kontaktes baut sich ein Magnetfeld in der Primärspule auf und fällt wieder zusammen. Dadurch entsteht in der Sekundärspule eine Spannung, die allerdings beim Abschalten des Stromkreises sehr viel höher ist als beim Einschalten, weil das Feld der Primärspule schneller zusammenbricht als es aufgebaut wird. So erzeugt die Zündspule eine Hochspannung von bis zu 30.000 Volt. Der Preis dafür ist eine geringere Stromstärke, was dem Zündfunken an der Zündkerze ziemlich egal ist.
Parallel zum Unterbrecherkontakt ist der Zündkondensator, auch Funkenlöschkondensator, geschaltet. Er hat die Aufgabe, die schnelle Unterbrechung des Primärstroms zu unterstützen und das Kontaktfeuer am Unterbrecher weitgehend zu unterdrücken, um den Abbrand an den Kontakten zu minimieren. Im Gegensatz zur Batteriezündung kommt die Hochspannung für die Zündung bei der Magnethochspannungskondensatorzündung von einem Kondensator, der kurzfristig elektrische Energie speichern kann. Jetzt geht es nur noch darum, die Hochspannung an die einzelnen Zündkerzen zu verteilen - und das macht, hätten Sie´s gewusst, der Zündverteiler.
Der Transistor hilft
Schon in den frühen sechziger Jahren entwickelten Hersteller transistorisierte Zündanlagen. In der ersten Entwicklungsstufe wurde noch ein Unterbrecherkontakt für den Impuls verwendet. Allerdings schaltete dieser jetzt nicht mehr den vollen Strom der Batteriezündung von vier bis sechs Ampere zur Zündspule durch, sondern wurde nur noch mit wenigen Milliampere belastet.
Der Transistor schaltete hier ähnlich einem Relais den Strom. Zwischen ihm und der Zündspule ist meist ein Vorwiderstand zu finden. Vorteile dieser Konstruktion: die sehr lange Lebensdauer des Unterbrechers und eine hohe Betriebssicherheit. Der Funkenlöschkondensator kann zudem entfallen.
Die drehzahlabhängige Verstellung des Zündzeitpunktes erfolgt noch mechanisch durch den Fliehkraftregler. Zündanlagen dieser Bauart werden heute in Oldtimerfahrzeugen gerne nachgerüstet, da der Einbau recht einfach und preisgünstig zu bewerkstelligen ist.
Später wurde der Unterbrecherkontakt im Verteiler durch einen Induktions- oder Magnetgeber ersetzt.
Endlich wartungsfrei!
Der Induktionsgeber besteht aus einem Permanentmagneten und einer Spule. Wird die Kurbelwelle - und damit die an der Schwungscheibe befestigte Zahnscheibe - gedreht, so verändert sich durch die vorbeilaufenden Zähne das Magnetfeld ständig. Eine relativ geringe Spannung wird von jedem Zahn in die Spule induziert. Läuft nun die Zahnscheibe mit der Stelle des fehlenden Zahns am Geber vorbei, so wird jetzt eine wesentlich höhere Spannung erzeugt, da die Änderung des Magnetfelds deutlich größer ist. Diese Spannungsspitze wird im Steuergerät der Zündanlage elektronisch verstärkt und führt schließlich zum Zündfunken. Die wartungsfreie Zündanlage war entstanden!
Bei einer anderen Ausführung findet statt der Zahnscheibe eine Scheibe mit magnetischen Leitstücken (entsprechend der Zylinderzahl) Verwendung, die an einer Spule (Geber) vorbeiläuft und eine Spannung induziert. Besonders bei Rennmotoren wurde diese Lösung oft gewählt. Mit einer klassischen Magnetzündung hat die Konstruktion aber nichts zu tun. Auch diese beiden Bauarten der "wartungsfreien" und "kontaktlosen" Zündanlagen werden bis heute von verschiedenen Herstellern verwendet, die Umbausätze für gängige Klassiker anbieten.
Zündung per Hallgeber
Bosch entwickelte die elektronischen Zündungen weiter und brachte Anlagen mit einem sogenannten Hallgeber auf den Markt - teilweise ebenfalls als Nachrüstsätze für ältere Fahrzeuge. Am Rande sei erwähnt, dass all jene falsch liegen, die glauben, die Bezeichnung hätte etwas mit dem akkustischen Hall zu tun. Der Name Hallgeber geht vielmehr auf den amerikanischen Physiker Edwin Albert Hall zurück.
Hall entdeckte das Phänomen, dass bei einem im Magnetfeld bewegten und stromdurchflossenen Leiter eine Querspannung entsteht, die Hallspannung. Herzstück der Bosch-Zündanlage, die sich dieser Erkenntnis bediente, istr ein topfförmiger Rotor, der passend für viele Verteiler angeboten wurde. Er besitzt Schlitze entsprechend der Zylinderzahl. Darunter sietzt der Hallgeber, der seine Impulse an die Elektronik weitergobt.
Das Hauptproblem aller frühen Elektronikzündungen ist die Empfindlichkeit der damals verwendeten Bauteile gegen Hitze und Überspannung sowie gegen Kurzschluss. Defekte waren nicht selten, womit wir beim Hauptkritikpunkt wären. Anders als bei herkömmlichen Unterbrecherzündungen sind Reparaturen vom Hobbyschrauber praktisch nicht auszuführen. Wer unterwegs stehen bleibt, steht wirklich. Fachbetriebe können Elektronikzündungen freilich instand setzen oder mit modernem, ausgereiften Ersatz dienen.