Seitenende Autoelektrik (Startseite)

Zündanlagen


Spulenzündanlagen


Kontaktspulenzündanlage

 NTC

Aufbau


Aufgaben des Kondensators


Zündspannungsanhebung beim Starten





















Auf dieser Seite wird erklärt, wie die herkömmlichen Kontaktspulenzündanlagen aufgebaut sind und wie sie arbeiten.

Seitenanfang

Aufbau

Aufgaben des Kondensators










Komponenten

Funktionen
  1. Akku
  2. Zündstartschalter (Zündschloss)
  3. Zündspule
  4. Zündverteiler:
    1. Antrieb
    2. Fliehkraftverstellung
    3. Unterdruckverstellung
    4. Schaltnocken und Schaltkontakt
    5. Hochspannungsverteilung
  5. Zündkerzen
  1. liefert beim Starten die Zündenergie, im Fahrbetrieb tut´s der Generator
  2. muss für die Zündung (wie auch für alle "Fahrverbraucher") eingeschaltet sein
  3. speichert die Zündenergie vor und sorgt für die erforderliche Hochspannung
    1. lässt den Verteiler mit 1/2 Kurbelwellendrehzahl mit der korrekten Phasenverschiebung zu KW drehen
    2. verstellt den Zündzeitpunkt bei höheren Drehzahlen nach "früh"
    3. passt den Zündzeitpunkt der Motorbelastung (Gemischzusammensetzung) an
    4. Schließt und Öffnet den Primärkreis
    5. sorgt dafür, dass der Zündfunke zum richtigen Zeitpunkt im richtigen Zylinder überschlägt
  5. erzeugen aus der angelegten Hochspannung einen Funken und entzünden das Gemisch






















Kontaktspulenzündung

Verlauf von Primär- u. Sekundärstrom der Spulenzündung

Primärkreis

Sekundärkreis
  1. Akku (Klemme 30)

  2. Zündschloss
    (natürlich ist der Schalterwährend der Fahrt geschlossener)

  3. Primärwicklung

  4. Unterbrecherkontakt
    (natürlich ist der Kontakt im Schließabschnitt geschlossen)

  5. Akku (Klemme 31)
  1. Sekundärwicklung (Kl 1)

  2. Primärwicklung(Kl 15)

  3. Zündschloss

  4. Akku

  5. Masseelektrode der Zündkerze
  6. Funkenstrecke in der Zündkerze
    7. Mittelelektrode der Zündkerze
  7. Zündleitung
  8. Zündverteiler mit Vorfunkenstrecke
  9. Hochspannungsleitung (4)
  10. Sekundärwicklung
Insbesondere sind die Verhältnisse im Sekundärkreis hier stark vereinfacht dargestellt, z.B.:
  • fließt während der Brenndauer kein reiner Gleichstrom, sondern dieser wird durch einen hochfrequenten Wechselstrom überlagert (Mischspannung) , so daß ein Teil des Sekundärstroms auch über den Kondensator fließen kann.

  • Zu Beginn der Zündung, wenn der Kontakt noch feuert, besteht auch am Kontakt noch eine leitende Verbindung für den Sekundärstrom.




























Unterbrechernocken Der Unterbrecherkontakt wird während einer Verteilerwellenumdrehung (= 2 Kurbelwellenumdrehungen) von einer Nockenwelle genau so oft geöffnet und geschlossen, wie der Motor Zylinder hat. Die Verteilernockenwelle sieht für einen 4-Zyl.-Motor daher wie ein Vierkant mit abgerundeten Ecken aus. Während der Kontakt geschlossen ist (Schliessabschnitt) fliesst der Primärstrom. Die Primärwicklung baut ein Magnetfeld auf. Wenn die Verteilernockenwelle den Kontakt öffnet (Beginn des Öffnungsabschnitts), wird der Primärstrom unterbrochen, das Magnetfeld bricht in sich zusammen und die beiden Stufen zur Hochspannungserzeugung werden genommen. Dies ist der Zündzeitpunkt. Der rotierende Verteilerfinger muss in diesem Moment der richtigen Gegenelektrode in der Verteilerkappe gegenüberstehen, um die Hochspannung von der Sekundärwicklung überspringen zu lassen (Vorfunke). Von da aus gelangt die Hochspannung über die Kerzenanschlussleitung an die Zündkerze.






Aufbau

Aufgaben des Kondensators

Zündspannungsanhebung beim Starten










Der Kondensator in dieser Anlage hat folgende drei Funktionen bzw. Wirkungen:

  1. Verminderung der Kontaktfeuers am Unterberecherkontakt

    Bei jedem Auschschaltvorgang zieht der sich öffnende KOntakt einen Funmken hinter sich her, der erst dann erlischt, wenn der Abstand zwischen Hammer und Amboß (so nennt man die beiden Teile des Unterbrecherkontakts) groß genug ist. Dabei wird Material vom Kontakt abgetragen. Dies ist die Hauptursache des Kontaktverschleißes. Der Kondensator bewirkt also eine längere Lebensdauer der Unterbrecherkontakts.


  2. Erhöhung der Zündspannung und Verstärkung des Zündstroms

    Der Kondensator sorgt dafür, dass der Primärstrom in der Zündspule beim Öffnen des Unterbrecherkontakts wesentlich schneller zusammenbricht als ohne ihn. Nach dem Induktionsgesetz ist dann auch die Selbstinduktionsspannung in der Primärspule größer und damit auch die Zündspannung an den Kerzen. Das Kontaktfeuer frisst einen Teil der in der Spule gespeicherten Energie. Dieser Teil steht nicht mehr an der Kerze zur Verfügung. Um das Maß also, um den der Kondensator das Kontaktfeuer vermindert, verstärkt er den Zündfunken.


  3. Erhöhung der Funkenzahl

    Die Funkenzahl ist die Anzahl der Zündfunken, die die Zündspule pro Sekunde bereitstellen muss, für 4-Takt- Motore gilt also

    fz = n / 30

    Hier ist die Drehzahl in 1/min einzugeben.
    Anders ausgedrückt: Durch die segensreiche Wirkung des Kondensators treten erst bei wesentlich höheren Drehzahlen die ersten Zündaussetzer auf als ohne Kondensator.


Alle diese Überlegungen sind nur noch von historischen Interesse, da seit ca 1980 nur noch Autos mit kontaktloser Zündanlage gebaut werden.







Aufgaben des Kondensators

Zündspannungsanhebung beim Starten

Seitenende













Spannungsanhebung beim Starten Beim Starten wird der Akku extrem stark durch den Starterstrom belastet. Wegen des Innenwiderstands vom Akku sinkt dann die Bordnetzspannug auf evtl. 8V. Klar, dass unter dieser Bedingung der Primärstrom der Zündspule wesentlich kleiner ist als bei normaler Bordnetzspannung von etwa 13,5V. Da die in der Spule gespeicherte Energie empfindlich von der Höhe des Primärstroms abhängt, kann es beim Starten zu Zündaussetzern kommen.

Dies verhindert die Zündspannungsanhebung mit folgrenden drei Massnahmen:

  1. Einbau einer Zündspule mit verringertem Primärspulenwiderstand (z.B. 1,5 Ohm statt 3 Ohm )

    Diesen Effekt erreicht man entweder durch Verdoppelung des Drahtquerschnitts für die Primärwicklung oder durch eine Halbierung der Windungszahl. Nach dem ohm´schen Gesetz fließt natürlich bei gleicher Spannung umso mehr Strom durch die Spule, je geringer ihr Widerstand ist. Diese Spule arbeitet korrekt an einer Spannung von 6V. und wäre im Normalbetrieb thermisch überlastet, d.h. der Primärstrom würde die Spule zu stark aufheizen.


  2. Vorschalten eines Widerstands (von z.B. 1,5 Ohm)

    Dieser Vorwiderstand sorgt dafür, dass im normalen Fahrbetrieb die Spannung an der Spule etwa 6V beträgt und dass damit der Strom durch die Primärspule einerseits diese nicht überlastet, aber andererseits für einen kräftigen Zündfunken ausreicht. Nach den Gesetzen der Reihenschaltung ergibt sich insgesamt wieder ein Widerstand von 3 Ohm, so wie er bei den alten Spulenzündanlagen üblich war.


  3. Überbrücken des Vorwiderstands im Startfall

    Zum Starten wird der Zündstartschalter bis in die Stellung "50" gedeht. Dann fließt Strom sowohl durch die Steuerleitung zum Magnetschalter des Starters aber auch direkt zur Zündspule Klemme 15. Damit wird der Vorwiderstand während des Startens überbrückt und die Primärwicklung liegt an der vollen dann herrschenden Bordnetzspannung (die beträgt aber evtl. nur 8V!) . Da die Primärwicklung aber für eine Spannung von 6V ausgelegt ist, hat man mit 8V tatsächluicher Spannung im Startfall noch eine hübsche Reserve, die die ungünstigen Zündbedingungen (Motortemperatur, Fettes Gemisch, niedrige Drehzahl) ausgleicht. Beendet der Fahrer den Startvorgang indem er den Schlüssel loslässt und dieser automatisch in Stellung "15" zurückdreht, so ist der Vorwiderstand wieder aktiv.


Vorwiderstände Eine breite Montagemanschette ist erforderlich für eine gute Wärmeabfuhr, denn im normalen Fahrzustand "verbrät" der Vorwiderstand genausoviel Energie, wie die Zündspule benötigt. Damit ist diese Schaltung für ein 2-Liter Sparfahrzeug nicht zu gebrauchen. Alle diese Überlegungen sind nur noch von historischen Interesse, da seit ca 1990 nur noch Autos mit elektronischer Schließwinkelsteuerung und Primärstrombegrenzung gebaut werden.
















Seitenanfang Quickstart eMail an Autor Startseite zurückblättern vorblättern Stichwortverzeichnis Aufgaben Seite:

48