Die Zündung

	Startseite - Technik
	Die Zündung Veröffentlicht 1997 im DULV-Info

In diesem Artikel findest Du Diagnose- und Reparaturhinweise für UL-Triebwerke. Dazu eine Warnung: Die meisten Motorschäden sind nicht auf langjährigen Betrieb zurückzuführen, sondern auf mangelhaften Einbau oder auf unsachgemäßen Wartung und Reparatur. Du solltest nur dann zum Schraubenschlüssel greifen, wenn Du

Im Zweifelsfall ist es preisgünstiger, eine Werkstätte mit den Arbeiten zu beauftragen.

Erteile einen solchen Auftrag niemals an irgendeine Firma, sondern an einen Betrieb, der Erfahrung mit dem von Dir verwendeten Triebwerk hat.

Alle Angaben und Hinweise erfolgen ohne Gewähr. Im Zweifesfall sind die Angaben der jeweiligen Motorenhersteller maßgeblich.

Seit Einführung des Rotax 582 gibt es 2 Welten bei den Zündsystemen der Ultraleichtmotoren, die herkömmliche Magnetzündung und die Ducati-Doppelzündung (DCDI).

Der nachfolgende Artikel von Bernd Schmidtler beschreibt beide Zündsysteme und gibt Tips, wie die Zündanlage gewartet und überprüft werden kann. Die Zündung wird am Beispiel eines 2-Takt-Zweizylinder-Motors beschrieben. Die Zündsysteme anderer Triebwerke sind sinngemäß aufgebaut.

Herkömmliche Magnetzündanlagen, wie sie bis zur Einführung des 582er von Rotax in der Mehrzahl aller UL-Motoren verwendet wurden, arbeiten simpel und einfach wie die Zündung in jedem Mofa.

Eine Generatorspule erzeugt durch das Vorbeilaufen des magnetbestückten Schwungrades die elektrische Energie für den Zündfunken. Eine Erhebung auf der Kurbelwelle (Nocke), die durch die mittlere Bohrung der Befestigungsplatte der Unterbrecher (Ankerplatte) läuft, betätigt den Unterbrecherhebel. Der Unterbrecherkontakt wird geöffnet und unterbricht die Stromversorgung der Zündspule. Das abfallende Magnetfeld induziert in der Sekundärwicklung der Zündspule eine Hochspannung, die über das Zündkabel und den Kerzenstecker zur Zündkerze kommt.

Prinzipbedingt würde es zur falschen Zeit zu einem zweiten, nicht gewollten, Zündfunken kommen. Der Zündwiderstand verhindert dies. Pro Kurbelwellenumdrehung funkt es in jedem Zylinder an einer Zündkerze einmal.

Um einen vorzeitigen Verschleiß der Unterbrecherkontakte zu vermeiden löscht ein Kondensator weitgehend den Funken am öffnenden Unterbrecher. Fehlt dieser Kondensator, kommt es beim Öffnen der Unterbrecher jedesmal zu einem Funken. Dieser Funke zerstört in kurzer Zeit den Unterbrecher. Außerdem kann er den Funk stören.

Zum Abstellen des Motors wird die Zündanlage über zwei Kabel am Unterbrecher kurzgeschlossen.

Die Einstellung des Zündzeitpunktes erfolgt durch Verdrehen der gesamten Befestigungsplatte ("Ankerplatte" ) über Langlöcher. Damit wird der Winkel zur Kurbelwelle verändert, der Zündzeitpunkt verschiebt sich. Der Unterbrecherabstand kann durch einen Einstellschlitz und eine Fixierschraube justiert werden.

Normalerweise ist in den kontaktgesteuerten Zündanlagen auf der gleichen Platte wie die Generatorspule eine zweite Spule, die "Lichtspule" montiert. Diese Lichtspule dient der Stromversorgung des UL, also normalerweise nicht für Licht, sondern für Instrumente, Funk etc.

Kontaktgesteuerte Magnetzündanlagen sind betriebssicher, einfach im Aufbau, leicht zu warten und preisgünstig.

Nichts ist so gut, daß es sich nicht verbessern läßt, dachten die Entwicklungsingenieure von Rotax, als sie den 582er konstruierten. Sie verpaßten diesem Triebwerk eine

Die Firma Ducati, von der die DCDI stammt, ist ein italienischer Zulieferer der Autoindustrie ähnlich wie bei uns Bosch. Sie sollte nicht verwechselt werden mit dem gleichnamigen Motorradhersteller.

Auch bei der Ducati-Doppelzündung sorgen das magnetbestückte Schwungrad und Spulen für die elektrische Energie. Insgesamt 12 Spulen erzeugen den nötigen Strom. Davon werden 4 für die Zündung eingesetzt (Generatorspulen), die restlichen 8 sind "Lichtspulen", sie versorgen die Batterie, die Instrumente, den Funk usw.

Zusätzlich tasten an der Schwungscheibe Geber die Stellung der Kolben ab. Diese Geber reagieren auf vorbeilaufende Magnete auf der Außenseite der Schwungscheibe.

Alles weitere passiert in der Zündbox. In diesem vollständig vergossenen Gehäuse sorgt eine elektronische Schaltung dafür, daß aus der niedrigen Spannung der Generatorspulen zum richtigen Zeitpunkt die hohe Zündspannung entsteht. Die Zündkabel und die Kerzenstecker leiten die Zündspannung zu den Kerzen. Ein Kabel dient zum Ausschalten der Zündbox, der Motor wird damit abgestellt.

Der Witz an der Sache: Auf dem Umfang der Schwungscheibe sind zwei um 180° versetzte Magnete. Jeder Geber bekommt damit pro Kurbelwellenumdrehung zweimal ein Signal, seine Zündbox feuert zweimal pro Kurbelwellenumdrehung Zündfunken ab. Zusätzlich sind die Zündkabel aus jeder Zündbox doppelt vorhanden, aus jeder Zündbox läuft ein Zündkabel zum vorderen und ein Zündkabel zum hinteren Zylinder.

Jede Zündbox gibt also pro Kurbelwellenumdrehung vier Zündfunken ab. Zwei der Zündfunken werden auf den vorderen Zylinder, die anderen beiden auf den hinteren Zylinder geleitet. Durch eine Zündbox kommt es in jedem der beiden Zylinder zum "richtigen" Zündzeitpunkt und (sinnlos, aber unschädlich,) etwa am unteren Totpunkt des Kolbens zu einer Zündung.

Ein Geber und eine Zündbox versorgen also beide Zylinder mit den zum Zünden des Gemisches erforderlichen Funken. Wozu dann der zweite Geber, eine zweite Zündbox, zwei zusätzliche Zündkabel, Kerzenstecker und Kerzen?

Die Zündbox einer Ducati-Doppelzündung.
Links sind die beiden aus der Zündbox laufenden Zündkabel erkennbar.

Doppelt genäht hält besser. Praktisch jedes Bauteil der Zündung, vom Geber bis zur Zündkerze, kann bei der Ducati-Doppelzündung ausfallen, ohne daß das Triebwerk stehen bleibt. Egal, ob ein Geberkabel durchgescheuert ist, die Elektronik in einer Zündbox das zeitliche segnet, eine Zündkabel vom Kerzenstecker gelöst ist oder die Kerze mit einem Bleifaden außer Gefecht gesetzt wird, die Ducati-Doppelzündung bleibt funktionsfähig.

Um die beiden Zündsysteme zu unterscheiden sprechen die Motorbauer von einem "linken" und einem "rechten" Zündsystem.

Sinnvoll ist eine Doppelzündung nur, wenn der Pilot einen Fehler in einem der beiden Zündsysteme erkennt und behebt. Andernfalls wartet ein durchgescheuerte Geberkabel des linken Zündsystems ein halbes Jahr, bis es sich mit dem Bleifaden in der Kerze des rechten Zündsystems verbünden kann. Miteinander bringen die beiden Fehler dann den Motor zum Stehen.

Um dies zu verhindern, ist in Maschinen mit Doppelzündung ein sogenannter Magnetcheckschalter eingebaut. Mit diesem Schalter kann der Pilot wahlweise das linke oder das rechte Zündsystem abschalten. Bleibt die Mühle beim Abschalten des linken Zündsystems stehen oder läuft mit starkem Drehzahlabfall, ist das rechte Zündsystem defekt und umgekehrt.

Über das richtige Kerzenbild ("rehbraun" und so weiter) ist schon viel geschrieben worden, ich verzichte hier auf eine weitere Schilderung.

Die Typenbezeichnung der Kerzen erfolgt nach einem festgelegten Schlüssel. Die Bezeichnung BR6ES gibt zum Beispiel folgendes an:

R zweiter Buchstabe = spezielle Bauart (der 2. Buchstabe kann fehlen wenn die Bauart "normal" ist)

Die "richtige" Kerze ist für jeden Motor ganz einfach herauszufinden. Der Pilot braucht keine Erfahrung mit Wärmewerten, Zündspannungsbedarf, Zündkerzenbild etc. Nur lesen sollte er können, denn die Typenbezeichnung der richtigen Kerze steht in der Betriebsanleitung.

Die Entwicklungsingenieure arbeiteten monatelang mit allen denkbaren Meßgeräten am Motorenprüfstand, um die richtige Kerze festzulegen. Du wirst Dein Triebwerk kaum dadurch verbessern, daß Du nach "Versuchen" in Form von ein paar Platzrunden eine andere als die vorgeschriebene Kerze einschraubst. Läßt das Kerzenbild der vorgeschriebenen Kerze auf einen falschen Wärmewert schließen, so ist nicht die Kerze falsch, sondern irgend etwas anderes am Triebwerk stimmt nicht.

Nur in einem Punkt mußt Du eventuell von der vorgeschriebenen Kerzentype abweichen. Ist der zweite Buchstabe der Typenbezeichnung ein "R", so hat die Kerze einen eingebauten Entstörwiderstand (englisch "resistor", daher das R). Dieser Widerstand verhindert die Störung des Flugfunk durch die Zündung. Häufig sind solche Entstörwiderstände auch im Zündkerzenstecker eingebaut. Befindet sich sowohl in der Kerze als auch im Kerzenstecker ein Entstörwiderstand, so wird der Funk überhaupt nicht mehr gestört - denn die Maschine ist (meistens) nicht mehr startbar. Also entweder einen Widerstand in der Kerze (Typenbezeichnung der Kerze zum Beispiel BR6E, die Kerzenstecker sind gewöhnlich aus Kunststoff) oder den Widerstand im Kerzenstecker (Typenbezeichnung der Kerze B6E, die Stecker haben in der Regel eine Metallummantelung), aber niemals einen Entstörwiderstand in der Kerze und im Kerzenstecker.

Im Zweifelsfall läßt sich mit einem Ohmmeter der Widerstand im Kerzenstecker überprüfen. Mit Entstörwiderstand sollte der Kerzenstecker (vom Zündkabel getrennt und ohne Kerze) einen Widerstand von 0,8 bis 1,2 kOhm aufweisen, ohne Entstörwiderstand treten im Kerzenstecker 4,5 bis 5,5 kOhm Widerstand auf. Es klingt absurd, es stimmt aber. Mit Widerstand ist der Widerstandswert der Kerzenstecker geringer. Wem das nicht einleuchtet, der sollte sich ansehen, wie der Widerstand in dem Stecker eingebaut ist.

Regelmäßig muß der Elektrodenabstand der Kerzen überprüft werden. Zweitakter sind Kerzenkiller, sie müssen im Vergleich zu Viertaktern bei gleicher Drehzahl die doppelte Anzahl von Zündungen abfeuern. Ducati-Zündungen sind extreme Kerzenkiller, denn im Vergleich zu herkömmlichen kontaktgesteuerte Zündanlagen verdoppelt sich die Anzahl der Zündimpulse nochmals (wegen dem sinnlosen Zündfunken im unteren Totpunkt).

Rotax verlangt in den Wartungsplänen, die Kerzen alle 12,5 Sunden zu überprüft und alle 25 Stunden zu wechseln. Die Kerzenstecker sind alle 12,5 Stunden zu überprüfen und innen zu reinigen.

Genau halte ich mich auch nicht an diese Vorgaben. Allerspätestens wenn die Mühle schlecht anspringt ist es Zeit, die Kerzen zu wechseln.

Der vorgeschriebene Elektrodenabstand beträgt bei Rotax-Motoren 0,4 bis 0,5 mm. Der Elektrodenabstand darf bei einer Überprüfung nicht geschätzt werden, sondern muß mit einer Fühllehre gemessen werden. Bei 0,4 mm Elektrodenabstand ist eine Zündspannung von 5.000 Volt erforderlich. Vergrößert sich der Abstand auf 0,8 mm, so sind bereits 10.000 Volt notwendig. Damit wird klar, daß mit großem Elektrodenabstand der Kübel sehr schlecht anspringt.

Sieht die Kerze bei der Überprüfung des Elektrodenabstandes nicht perfekt aus, so werfe ich sie kompromißlos weg. 4 Kerzen kosten zusammen weniger als 20 Mäuse, da rentiert sich kaum ein Sandstrahlen. Das häufig praktizierte rumfummeln mit Feile oder Schleifpapier ist sowieso unsinnig, es bringt nichts.

Piloten, deren Triebwerk eine Ducati-Doppelzündung hat, können dieses Kapitel überspringen. Außer den Kerzen gibt es keine Verschleißteile. Einstellarbeiten gibt es nicht. (Eine Ausnahme bilden die Geber, die nach einer Demontage neu justiert werden müssen.)

Bei einer kontaktgesteuerten Zündung ist ein Verschleiß der Unterbrecherkontakte unvermeidlich. Der Zündzeitpunkt und der Unterbrecherabstand sollten deshalb etwa alle 75 Stunden überprüft und gegebenenfalls neu eingestellt werden. Etwa nach 150 Stunden sind die Unterbrecherkontakte und die Kondensatoren zu wechseln (Zeitangaben nach Rotax-Wartungsplan).

Ist der Zündzeitpunkt "zu spät" eingestellt nennt sich der Fehler "Spätzündung", die Leistung der Maschine sinkt. Bei "Frühzündung" ist die Leistung super, aber der Motor wird heiß. Frühzündung kann zur Zerstörung des Triebwerkes führen. Einfach erkennbar ist Frühzündung mit einer Auspufftemperaturmessung (EGT-Messung).

Für die Einstellarbeiten sind Meßwerkzeuge (Meßuhr, Fühllehre usw.) erforderlich, beim Wechseln der Kontakte werden je nach Motortyp spezielle Abzieher für die Schwungscheibe benötigt. Das Einstellen der Zündung sollte deshalb einem Mechaniker überlassen werden - und dem auch nur, wenn er den Motor wirklich kennt und das richtige Werkzeug hat.

Für alle anderen gibt es einen Geheimtip. Das von Rotax herausgegebene deutschsprachige Reparaturhandbuch hilft fast immer weiter (nicht zu verwechseln mit der Betriebsanweisung, die für Reparatur- und Wartungsarbeiten nicht viel hergibt). Für die Motortypen 462, 532 und 582 ist das Reparaturhandbuch zwar nicht gerade billig (DM 125,- für knapp 200 fotokopierte Seiten), aber das Buch erklärt ausführlich und leichtverständlich alle denkbaren Reparaturen. Alle Arbeiten sind detailliert beschrieben, vom Auswechseln der Zündkerzen ("Das Anzugdrehmoment der Zündkerze beträgt bei kaltem Motor 27 Nm") über die Reinigung des Ansaugfilters ("Zuerst muß der Oberflächenschmutz leicht abgeklopft werden.") bis zum Zusammenbau des kompletten Kurbelgehäuses .

Für jeden, der ohne Einweisung einen Rotaxmotor mit dem Schraubenschlüssel bedroht, sollte das Reparaturhandbuch die Pflichtlektüre sein.

Der Schaltplan des ENDURO-Trikes
Für Einzelheiten bitte durch Anklicken vergrößern

Bis hierher war die Geschichte recht übersichtlich, denn die Verkabelung stammt von Rotax oder von einem anderen Motorhersteller. Es gibt Schaltpläne und für alle Bauteile liegen genaue Spezifikationen vor.

Alles, was "hinter" der Elektrik des Motorherstellers liegt ist vom UL-Hersteller eingebaut. Es gibt eine Unmenge verschiedener Ausführungen und Modifikationen. Böse Zungen behaupten, es gäbe keine zwei Ultraleichten mit gleicher Verkabelung. Für das UL muß deshalb unbedingt ein Schaltplan vorliegen. Dieser Schaltplan sollte nicht nur die Verkabelung aufzeigen, sondern auch für jedes Kabel die Kabelfarbe und für jeden eingebauten Stecker die genaue Steckerbelegung aufweisen.

Für die Fehlersuche ist ein Schaltplan eine enorme Arbeitserleichterung. Auch der Einbau von zusätzlichen Instrumenten wird einfacher.

Ist die Generatorspule hinüber? Hat der Kondensator den Geist aufgegeben? Ist die Zündspule fertig? Häufig sind Elektrik- oder Elektronibauteile in Kunststoff eingegossenen, eine optische Überprüfung hilft nicht weiter. Selbst wenn die Teile demontiert sind, zeigen sie von außen keine Beschädigung.

Um einen Fehler zu finden hilft notfalls der alte Elektroniker-Trick: Bauteile austauschen und checken, bei welchem Bauteil der Fehler mitwandert.

Einfacher und schneller lassen sich viele Teile der Zündung mit einem Multimeter überprüfen. Ein elektrischer Anschluß des Teiles wird gelöst und der typische Kennwert gemessen.

Generaturspule 3,2 bis 3,7 Ohm

Lichtspule 30 W (oben) 2,38 +/- 0,25 Ohm

Lichtspule 110 W (unten) 0,4 +/- 0,1 Ohm

Kondensator 0,24 bis 0,3 mF

Sekundärwicklung der Zündspule in der Zündbox 5,1 bis 6,3 kOhm

Lichtspule (gelb zu gelbschwarz) 0,3 bis 0,35 Ohm

Ladespule (grün zu weiß) 230 bis 280 Ohm

Drehzahlgeber (grau zu weiß) 30 bis 35 Ohm

Geber alt (rot zu Motormasse) 50 bis 70 Ohm

Geber neu (ab Mot.-Nr. 4.017.191, rotweiß zu Motormasse) 140 bis 180 Ohm

Sehr nützlich ist bei Reparaturen ein "who is who" für den Kabelsalat, der die Zündung umgibt.

Kurzschlußkabel zum Abschalten des Motors	schwarz
Generatorkabel abtriebsseitige Zündspule	blau/rot
Generatorkabel zündungsseitige Zündspule	blau
Lichtkabel (Stromversorgung)	gelb und gelb/schwarz
Kabel Zündwiderstand abtriebsseitigen Zündspule	schwarz
Kabel Zündwiderstand zündungsseitigen Zündspule	rot

2 Kurzschlußkabel zum Abschalten des Motors	schwarz/gelb
Geberleitung (alter Geber)	rot
Geberleitung (neu, ab Mot.Nr. 4.017.191)	rot/weiß
2 Lichtkabel (Stromversorgung)	gelb und gelb/schwarz
2 Leitungen von den Ladespulen zur Zündbox	weiß und grün
Tachometerkabel	grau

Ist der mühsam gesuchte Fehler in der Zündung endlich gefunden und repariert, darfst Du nicht aufatmen und die Schwungscheibe wieder aufsetzen. Checke zuerst alle anderen Teile, denn Fehler in den Bauteilen der Zündung sind häufig "ansteckend".

Es ist ärgerlich, wenn zum Beispiel der offensichtlich defekte Unterbrecher ausgetauscht wird und nach dem Zusammenbauen streikt die Zündung immer noch. Nach dem zweiten Abziehen der Schwungscheibe stellt sich dann heraus, daß der defekte Unterbrecher die Generatorspule gekillt hat. Erst nach dem Austausch dieses Teiles läuft die Kiste.

Mit etwas Pech war der Kondensator auch hinüber. Ein kaputter Kondensator ermordet in kurzer Zeit den besten Unterbrecherkontakt. Nach dem Tausch des Unterbrechers streikt die Zündung immer noch, erst beim erneuten Abziehen der Schwungscheibe stellt sich heraus, daß der defekte Unterbrecher die Generatorspule gekillt hat. Erst nach dem Austausch...