Zündanlage

Liebe Jeep Kolleginnen und Jeep Kollegen

In dieser Ausgabe des Tech Info Blattes wollen wir uns mit der Zündung befassen.

Auch bei dieser Einrichtung weiss man erst was sie tut, wenn sie einmal nicht mehr tut. Die Zündanlage, mindestens die des Jeeps ist eigentlich nicht so kompliziert, sie muss jedoch präzise eingestellt und gewartet werden.

Was gehört alles zur Zündung oder besser gesagt zur Zündanlage?
Folgende Teile zählen zur Zündanlage:

1. Die Batterie oder die Lichtmaschine (via Regler) dienen als Stromquelle, aus die wir nicht mehr näher eingehen wollen.
2. Die Zündspule hat die Funktion die tiefe Spannung der Batterie von 6 bis 24 Volt, mit der kein Zündfunke erzeugt werden könnte, auf ein höheres Niveau von 10000 bis 25000 Volt zu bringen.
3. Die Zündkerzen, an deren Elektroden der Funke überspringt und das Benzin/Luftgemisch im Zylinder entzündet. Die Zündkerzen werden über die Hochspannungs- – Zündkabel versorgt.
4. Im Zündverteiler sind mehrere Funktionen vereinigt. Der Unterbrecher und die Zündvorverstellung sorgen dafür, dass alles zur richtigen Zeit passiert. Der Verteiler führt den hochgespannten Strom zum richtigen Zylinder. Auf die Funktion des Kondensators gehen wir später ein.
5. Damit die Zündung nun wirklich funktioniert sind noch Niedervolt – Drahtverbindungen von der Batterie zur Zündspule und von der Zündspule zum Unterbrecher notwendig.

Und wie funktioniert nun das Ganze? Und vor allem, wie erhält man die notwendig hohe Spannung?

Wie bereits erwähnt brauchen wir für die Erzeugung eines Funkens eine hohe Spannung. Diese wird in der Zündspule durch Induktion erzeugt. Induktionsstrom entsteht, wenn man einen elektrischen Leiter z.B. ein Draht in einem Magnetfeld bewegt. Je schneller die Bewegung desto höher die erzeugte Spannung. Nun, in einer Zündspule bewegt sich ja gar nichts ! Dies ist nur scheinbar so, wie wir gleich sehen werden. Die Zündspule besteht aus zwei getrennten Stromkreisen, einem sogenannten Primärkreis, durch den der Strom von der Stromquelle weiter zum Unterbrecher an die Masse fliesst. Wenn ein Strom durch eine Spule geleitet wird entsteht um die Spule ein Magnetfeld. Die Drahtwicklungen (Leiter) des Sekundärkreises sind nun diesem Magnetfeld ausgesetzt. Wenn man jetzt den Primärkreis unterbricht so fällt das Magnetfeld zusammen, es wird sozusagen entfernt. Dies hat den gleichen Effekt wie wenn man den Leiter gegenüber dem Magnetfeld bewegen würde. Das Verhältnis der Wicklungen des Primärkreises zum Sekundärkreis bestimmt, wie hoch die Spannung erhöht wird. Man erhält also am Sekundärkreis der Zündspule hochvoltige Stromstösse, die an den Zündkerzen das Benzin/Luftgemisch entzünden können. Bleibt noch zu erwähnen, dass am Minuspol der Zündspule der Primär- und der Sekundärkreis an die Masse geführt werden. Aus diesem Grunde hat die Zündspule nur 3 Anschlüsse.
Der Kondensator hat noch folgende Zusatzfunktionen. Wenn der Stromkreis unterbrochen wird, entstehen im Primärkreis Selbstinduktionen auf deren Theorie wir nicht näher eingehen wollen. Sie bewirken jedoch, dass man am Unterbrecher einen „Stromstoss“ ausgerechnet dann erhält, wenn der Unterbrecher öffnet. Dadurch würden Funken am Unterbrecher entstehen, die die Lebensdauer des Unterbrecherkontaktes enorm verkürzen würde. Der Kondensator kommt uns da zur Hilfe, in dem er sich auflädt und somit diesen Stromstoss auffängt. Ein weiterer, nützlicher Effekt ist die Tatsache, dass der Unterbruch des Stromkreises noch zackiger erfolgt, was die Sekundärspannung zusätzlich erhöht.

Einstellung und Wartung der Zündanlage

Damit der Unterbrecher einwandfrei arbeiten kann muss die Kontaktfläche sauber und nicht korrodiert oder oxidiert sein. Eine gewisse Abnutzung der Kontaktfläche ist jedoch normal. Der Unterbrecherkontakt muss deshalb von Zeit zu Zeit ersetzt werden. Der Abstand des Kontaktes in geöffnetem Zustand muss korrekt eingestellt sein. Für unsere Jeepmotoren beträgt der Sollabstand des Kontaktes 0.5mm. Ein zu geringer Abstand kann zu Schwierigkeiten führen, weil durch Verschmutzung oder Korrosion der Kontakt nicht mehr ganz öffnet. Ein zu grosser Abstand verringert die Zeit, bei der der Kontakt geschlossen bleibt und sich der Primärkreis aufladen und damit das Magnetfeld aufbauen kann. In Fachkreisen spricht man vom Schliesswinkel, der angibt über wie viele Winkelgrade einer Umdrehung der Kontakt geschlossen bleibt. Damit der Unterbrecher einwandfrei arbeiten kann, muss dieser auch gewartet werden. Sauberer Kontakt sowie die Schmierung des Drehpunktes und des Schleifpunktes. (Abnehmen des Rotors – ein paar Öltropfen auf den Filz im Antriebswellenrohr geben)
Vom Moment wo der Zündfunke überspringt bis zur Explosion des Benzin/Luftgemisches vergeht eine gewisse, jedoch sehr kurze Zeit. Der Zündpunkt muss deshalb erfolgen, bevor der Kolben den oberen toten Punkt erreicht hat. Es muss also eine gewisse Vorzündung erfolgen. Da die Zeit bis sich das Gemisch wirklich entzündet konstant bleibt und weil das mechanisch und über Rückzugsfedern gesteuerte System eine gewisse Trägheit aufweist ist die Vorzündung drehzahlabhängig. Das heisst, dass der Zündpunkt je früher erfolgen muss je höher die Drehzahl ist. Unser Zündsystem trägt dieser Tatsache Rechnung in dem je nach Jeep Typ eine Fliehkraft geregelte und/oder eine Vakuum geregelte Verstellung des Zündpunktes vorhanden ist. Bei tiefer Drehzahl ( Upm) soll die Vorzündung 5° betragen. Deshalb ist je nach Jeep Typ eine Markierung für den oberen toten Punkt, sowie eine Markierung für den Zündpunkt 5° vor dem oberen toten Punkt angebracht. Diese Markierung gilt natürlich nur für den ersten Zylinder. Man kann den oberen toten Punkt genau ermitteln, wenn man z.B. einen Stab durch die Kerzenöffnung schiebt und dann den Motor langsam dreht, bis der Stab die höchste Position einnimmt. Es liegt auf der Hand, dass der Mechanismus der Zündvorverstellung einwandfrei arbeiten muss, damit der Motor im ganzen Drehzahlbereich optimal arbeitet. Der Mechanismus muss spielfrei, leichtgängig arbeiten und darf nicht ausgeleiert sein. Auch hier kann man durch Wartung die Lebensdauer der Zündvorverstellung verlängern, in dem man die Drehpunkte und die Gleitbahnen des Fliehkraftreglers mit ein paar Öltropfen schmiert. Dies geschieht durch das Loch im Zündverteilerboden bei geeigneter Position. (Durch Drehen des Motors einzustellen) Man kann die Leichtgängigkeit und die Spielfreiheit kontrollieren, wenn man den Rotor ein paar Mal von Hand nach links verdreht und dann loslässt. Der Rotor soll sich dabei schnell in die Ausgangslage zurückbegeben. Mit einer Stroboskoplampe lässt sich die einwandfreie Funktion noch besser kontrollieren.
Wenig spektakulär aber trotzdem wichtig ist die Funktion des Zündverteilers. Der Rotor bildet zusammen mit dem Verteilerkopf sozusagen einen Umschalter auf die vier Zylinder. Bei durchschnittlich 2500 Upm wird in der Stunde 600 000 mal Umgeschaltet. Man darf nicht vergessen, dass es sich hier um die Schaltung von hochgespanntem Strom handelt. Eine gewisse Funkenbildung an den Kontakten und damit eine gewisse Abnutzung der Kontakte lässt sich dabei nicht vermeiden.

Und was ist, wenn die Zündung doch einmal nicht mehr funktioniert?

Das Erscheinungsbild des Unterbrecherkontaktes oder der Zündkerzen können da Aufschluss bringen.

a) Erscheinungsbild Unterbrecherkontakt

Helle silberartige bzw. poliert erscheinende Kontaktstellen Kontakte arbeiten einwandfrei
Gleichmässiger grauer Überzug auf der ganzen Kontaktfläche Kontakte sind wegen zu schwachem Kontaktdruck oder zu kleinem Abstand oxydiert
Stark verbrannte und blau angelaufene Kontakte Schlechter Kondensator oder schadhafte Zündspule
Schwarz verkrustete, mit verbrannten Rückständen bedeckte Kontakte Öl, Fett oder Schmutz ist zwischen die Kontakte gelangt
Starke Krater- bzw. Höckerbildung bei sauberen Kontakten Normal abgenutzte Kontakte, müssen ersetzt werden.

a) Erscheinungsbild Zündkerze

Isolatorfuss grauweiss bis rehbraun Motor und Zündung richtig eingestellt, Wärmewert der Zündkerze in Ordnung
Isolatorfuss weiss Gemisch zu mager, Zündkerze lose, Zündung zu früh, defekte Zylinderkopfdichtung, ev. Falscher Wärmewert der Zündkerze
Isolatorfuss und Elektrode schwarz Falsche Vergasereinstellung, Zündpunkt zu spät, Choke zu lange gezogen, Luftfilter verschmutzt

Selbstverständlich muss man im Falle eines Versagens der Zündung der Reihe nach kontrollieren ob ein Unterbruch im elektrischen System die Ursache sein könnte. Mit einer Kontroll-Lampe, die auf einer Seite an der Masse angeschlossen ist kann man an der Eingangsseite des Unterbrecherkontaktes kontrollieren, ob die Stromversorgung von der Batterie über die Zündspule noch funktioniert. Bei positivem Befund dreht man den Motor, bis der Unterbrecherkontakt geschlossen ist und kontrolliert dann auf der anderen Seite des Unterbrecherkontaktes ob dieser in Ordnung ist. Als nächstes wäre die Kontrolle und die Reinigung der Kontakte am Rotorfinger und der Verteilerkappe an der Reihe. Wenn bis dahin alles in Ordnung ist zieht man das Mittelkabel am Verteilerkopf ab und hält es ein paar Millimeter vom Motorblock gegen die Masse. Bei drehendem Anlasser sollten jetzt Funken an die Masse überspringen. Wenn man auch diese Hürde genommen hat, baut man die Kerzen aus, schliesst sie einzeln an die Zündkabel an und bringt sie mit dem Kerzengewinde mit der Masse in Kontakt. Bei drehendem Anlasser sollten nun Funken an den Kontakten überspringen. Beim Zusammenbauen und Anschliessen des Zündverteilers muss man darauf achten, dass die Reihenfolge der Zündkabel stimmt. Der Finger des Zündverteilers sollte etwa bei 5Uhr stehen wenn der erste Zylinder zünden soll. Dies stimmt natürlich nur, wenn der Zündverteiler ursprünglich korrekt montiert wurde. Falls der Zündverteiler oder die Ölpumpe die ja mit dem Zündverteiler verbunden ist nicht korrekt montiert wurde, so muss man die Position bei der der erste Zylinder zünden soll ermitteln, in dem man den ersten Zylinder wie vorher beschrieben auf den oberen toten Punkt bringt (mit Hilfe der Markierung oder des Stabes). Sicherheitshalber kann mit Hilfe eines Schlauches, der satt in der Kerzenöffnung sitzt durch blasen ermitteln, ob beide Ventile geschlossen sind. Nur dann ist man sicher ob der Takt stimmt. Wenn man dann weiss wo der erste Zylinder zünden soll kann man die Zündkabel im Gegenuhrzeigersinn entsprechend der Zündfolge
1-3-4-2 anschliessen.

Nun ja es scheint, dass ich es einfach nicht schaffe meine Abhandlungen kürzer zu gestalten. Diejenigen unter Euch, die in der Hälfte eingeschlafen sind bitte ich versucht es doch einfach in zwei Etappen.

Euer Ueli Tribelhorn

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