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Im Wesentlichen unterscheidet man drei Arten von Zündungen:
1. Die mechanische Kontaktzündung
2. Die kontaktgesteuerte Transistorzündung
3. Die vollelektronische Transistorzündung
Im Folgenden möchten wir die Funktionprinzipien der verschiedenen Arten kurz beschreiben und auf die Vor,- und Nachteile hinweisen.
Die Kontaktzündung
Die kontaktgesteuerte Zündung kam als Standardzündung in fast allen Motorrädern bis zum Ende der 1970er Jahre zum Einsatz. Diese Art der Zündung ist preiswert in der Herstellung, mit einfachen Mitteln instand zu setzen und durch die weite Verbreitung allgemein verständlich.
Hier ein Beispiel für eine Kontaktzündung wie sie in zahlreichen japanischen Vierzylinder-Motorrädern zu finden ist:
Abb. 1 Kontaktzündung
Das Funktionsprinzip:
Bei der kontaktgesteuerten Zündung wird der Zündzeitpunkt durch das Öffnen eines mechanischen Schalters (Unterbrecherkontakt) bestimmt. Dieser Schalter wird über eine Nockenwelle geschaltet. Bei eingeschalteter Zündung wird der Kontakt über die Primärwicklung der Zündspule an die Plusspannung der Batterie gelegt. Im Moment des Öffnens wird die, während der Schließzeit des Kontaktes in der Primärseite der Zündspule gespeicherte Energie, in die Sekundärseite induziert. Durch das große Übersetzungsverhältnis innerhalb der Zündspule entsteht eine sehr hohe Zündspannung, die sich über die Funkenstrecke der Zündkerzen entlädt. Das ist der Moment der eigentlichen Zündung. Nach erfolgter Zündung schließt der Kontakt und die Zündspule kann sich für den nächsten Zündvorgang wieder aufladen. Da dieser Vorgang eine bestimmte Zeit beansprucht, ist der Schließwinkel des Kontaktes wichtig. Der Schließwinkel wird durch den Kontaktabstand bei maximal geöffnetem Kontakt bestimmt.
Bei vierzylindrigen Motoren werden i.d.R. zwei Zündspulen und zwei Unterbrecher eingesetzt. Es werden jeweils zwei Zündkerzen von einer Zündspule versorgt. Die eine Zündkerze entzündet das Gemisch in dem Kompressionstakt während der Zündfunke an der zweiten Zündkerze im Auspufftakt keine Wirkung hat. Durch diese Konstruktion kann auf einen mechanischen Verteiler, wie im Automobilbau üblich, verzichtet werden. Der erhöhte Verschleiß an den Zündkerzen wird als Nachteil in Kauf genommen.
Durch den sehr niedrigen Innenwiderstand der Zündspule fließt ein recht großer Strom über den Unterbrecherkontakt. Dies führt zu einem relativ schnellen Verschleiß durch Abbrand, da bei jedem Öffnen des Kontaktes ein Abreißfunken entsteht. Diese Funkenbildung wird durch den parallel geschalteten Kondensator zwar verringert, kann jedoch nicht ganz verhindert werden. Aus diesem Grund ist eine regelmäßige Kontrolle des Kontaktabstandes / Schließwinkels und des Zündzeitpunktes erforderlich. Nach einigen tausend Kilometern ist der Abbrand so groß, dass der Unterbrecherkontakt ausgetauscht werden muß.
Die Zündverstellung bei höheren Drehzahlen in Richtung Frühzündung erfolgt über eine Fliehkraftverstellung. Diese Art der Verstellung berücksichtigt nur die aktuelle Drehzahl. Andere Parameter wie Unterdruck oder Gasgriffstellung werden nicht berücksichtigt.
ine solche Zündanlage ist zwar sehr wartungsintensiv, hat jedoch den Vorteil, daß auch mit einfachen Mitteln ein evtl. Fehler gefunden und beseitigt werden kann.
Die kontaktgesteuerte Transistorzündung
Bei der kontaktgesteuerten Transistorzündung wird dem Unterbrecherkontakt eine elektronische Schaltung mit einem Schalttransistor nachgeschaltet.
Abb. 2 kontaktgesteuerte Transistorzündung
Das Funktionsprinzip:
Die Elektronik, angesteuert vom mechanischen U-Kontakt, übernimmt den eigentlichen Schaltvorgang. Dadurch wird der Unterbrecher nur noch mit dem sehr geringen Strom für die Ansteuerung der Elektronik belastet. Abbrand durch Abreißfunken entstehen nicht mehr. Der Kondensator kann entfallen. Die Lebensdauer des U-Kontaktes wird damit um ein vielfaches erhöht.
Ein weiterer Vorteil bei etwas aufwendigeren Zündanlagen ist die automatische Bestimmung des Schließwinkels. Dieser ist dann nicht mehr abhängig vom Kontaktabstand des Unterbrechers, sondern wird von der elektronischen Schaltung bestimmt und bleibt über die gesamte Betriebszeit gleich. Die Veränderung des Kontaktabstandes durch Abnutzung des Betätigungsmechanismus bleibt ohne Einfluß auf den Schließwinkel. Lediglich der Zündzeitpunkt verschiebt sich geringfügig. Bei der Einstellung der Zündung ist die sonst so wichtige Einstellung des Kontaktabstandes nur noch grob vorzunehmen. Die eigentliche Arbeit liegt in der Einstellung des richtigen Zündzeitpunktes.
Ein weiterer Vorteil des elektronischen Schalters ist die Schaltgeschwindigkeit. Durch das sehr schnelle Schalten der Elektronik erhöht sich die Zündspannung. Dadurch ist der Zündfunke stärker, was Vorteile beim Kaltstart und für einer runderen Motorlauf hat. Eine Kraftstoffeinsparung ist je nach Modell ebenfalls möglich.
Alle weiteren Funktionen der Kontaktzündung bleiben unverändert.
Im Falle eines Defektes der Elektronik kann problemlos auf mechanischen Betrieb umgebaut werden. Hierzu ist der Kondensator wieder anzuschließen und die Zündspule wieder direkt mit dem U-Kontakt zu verbinden. Bauteile sind leicht zu beschaffen und auszutauschen.
Die vollelektronische Zündung
Die vollelektronische Zündanlage verzichtet auf den mechanischen Unterbrecher und arbeitet völlig wartungsfrei.
Abb. 3 kontaktlose Transistorzündung
Das Funktionsprinzip:
Der Unterbrecherkontakt wird durch einen elektronischen Schalter ersetzt. Hierzu verwendet man Lichtschranken oder besser, da unempfindlicher gegen Schmutz, magnetische Sensoren, sogenannte Hall-Geber. Der Nocken zur Betätigung des U-Kontaktes wird durch eine Scheibe mit Schlitzen (Lichtschranke bei Leuchtdioden) oder einen umlaufenden Magneten (bei Hall-Gebern) ersetzt. Die Impulse der elektronischen Schalter werden in einem Steuergerät genutzt um am Ende den Primärstrom der Zündspule zu unterbrechen. Das ist wie bei der kontaktgesteuerten Zündung der Zündzeitpunkt.
Bei einer vollelektronischen Zündanlage können zusätzlich zur Drehzahl noch andere Parameter, wie Gasgriffstellung, Last, Temperatur u.a., zur Verstellung des Zündzeitpunktes genutzt werden.
Im Laufe der Jahre wurden die Zündsysteme immer raffinierter und endeten in der Kennfeldzündung. Hier ist in einem mehrdimensionalen Kennfeld für jeden Betriebszustand der passende Zündzeitpunkt hinterlegt und kann von der Elektronik entsprechend abgerufen werden.
An der kontaktlosen Transistorzündung sind, nachdem der Zündzeitpunkt einmal eingestellt ist, keine weiteren Einstell,- bzw. Wartungsarbeiten erforderlich.
Im Falle einer Störung ist eine Fehlersuche oder Reparatur mit einfachen Mitteln nicht möglich. Die Vielzahl der möglichen Fehlerursachen macht spezielle Meßgeräte erforderlich. Außerdem sind die Ersatzteile modellspezifisch und damit meist nur beim jeweiligen Hersteller zu beziehen.
EOD
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