Technik: Elektronische 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 so genannter Hallgeber. Er besteht aus zwei Spulen und einem Permanentmagneten und ist an der rechten Seite der Kurbelwelle montiert. Herzstück des Systems ist eine voll-transistorierte Steuereinheit, die eine Verstärkungsfunktion hat. 
Die Impulse des Impulsgenerators werden in diese Transistoreinheit 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 weiter lesen, um die letzten Hintergründe zu verstehen.

Funktion der Steuereinheit
Wenn der Zündschalter eingeschaltet wird, fließt Batteriestrom durch P1-> Q2 und schaltet T1 ein, worauf der Strom anstatt durch Q1 -> Q2 durch Q1 -> P2 fließen kann. Infolgedessen bleiben T2 und T3 ausgeschaltet.
Bei ausgeschaltetem T2 kann der Strom nicht durch Q3 -> Q4 sondern nur durch Q3 -> P3 -> Q8 fließen, worauf T4 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 T3 ausgeschaltet bleibt, fließt jetzt kein Strom durch die Zündspulen 2-3.

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

Induzierte Spannung am Impulsgeber
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, und die Zündung erfolgt präzise zu den Zeitpunkten F1 und F2.
   
Verarbeitung der Impulse im Transistor-Zündsystem
Wenn der Rotornase des Impulsgenerators während der Drehung an den Impulsspulen 1-4 vorbeirotiert, wird eine Wechselspannung von 1Hz induziert. 
T1, 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 F1 der Impulsspulenspannung), fließt kein Strom mehr durch P1 -> Q2 sondern durch P1 -> D1 -> lmpulsspulen 1-4 -> lmpulsspulen 2-3.
Bei ausgeschaltetem T1 fließt der Strom durch die Schaltung Q1 -> P2 -> Q4, und Q3 -> Q4 wird leitend, wodurch T2 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 T2 durch P2 -> Q6, wodurch T3 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 T1 und ein Ausschalten von T3. 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 und Anschluss der Zündkabel
Die Zündfolge bei Zweizylinder-Reihenmotoren ist leicht zu bestimmen: 1-2. Wie ist dies aber bei Vierzylinder-Reihenmotoren? Deren normale Zündfolge ist 1-3-4-2 oder 1-4-2-3, wenn sie einen Verteiler haben. Bei den GS- / GSX-Motoren von SUZUKI ist das anders. 
Alle 180° feuert ein Zylinder, also 4 x 180° = 720°. Zudem sind immer die Zylinder 1 + 4 sowie 2 + 3 an eine Zündspule angeschlossen, wodurch ein Zylinder immer in den Auspufftakt des anderen feuert.
Schaut man sich den Kurbelversatz von 180° an, muss die Zündfolge deshalb 1-x-4-x sein. Aber welcher Zylinder kommt nach Nummer 1?
Die Stellung der Nocken an der Nockenwelle verrät es letztendlich: die Zylinder 1 + 2 folgen 90° hintereinander. Da eine Nockenumdrehung zwei Kurbelwellenumdrehungen entspricht, ergibt das wieder 180°, d.h. Zylinder 2 kommt direkt nach 1 und die richtige Zündfolge ist 1-2-4-3.
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:

 

In Fahrtrichtung gesehen:
Zylinder 1 2 3 4
Zündspule Nr. 1 (Links) Nr. 2 (Rechts) Nr. 2 (Rechts) Nr. 1 (Links)

Übrigens sind die äußeren Zündkabel meist etwas länger, als die inneren.
   

© Michael (09.05.06 )    [Start]