Einzelspule - Primärspannung und Strom (3-polig)

Anschluss des Oszilloskops

Kanal A - Versorgungsspannung

Besteht irgendein Zweifel, dass der maximale Spitzenspannungspegel innerhalb des Eingangsbereichs des Oszilloskops liegt (siehe Oszilloskopdeckel), muss ein Spannungsteiler eingesetzt werden. Beim Einsatz eines Spannungsteilers wählen Sie die entsprechende eingebaute Sonde aus den Kanaloptionen.

• Schließen Sie die 60-A-Stromzange an Kanal A des Oszilloskops an.
• Stellen Sie die Stromzange auf 20 Ampere und Auto-Zero-Schaltung ein.
• Ermitteln Sie, welches Kabel die Versorgungsspannung zum Spulenmodul leitet, und bringen Sie die Stromzange an diesem Draht an. Wenn die Kurve invertiert ist, bringen Sie die Stromzange in der Gegenrichtung an.

Kanal B - Schaltsignal

• Schließen Sie ein BNC-bis-4-mm-Prüfkabel an Kanal B des Oszilloskops an.
• Bringen Sie eine Prüfspitze an den farbigen Stecker des Prüfkabels (+) an.
• Schließen Sie eine große schwarze Krokodilklemme an den schwarzen Anschluss (Minus) der Messleitung und an einen geeigneten Erdungsanschluss im Motorraum an.
• Identifizieren Sie den Anschluss für das digitale Schaltsignal zum Zündspulenmodul, und tasten Sie diesen Anschluss ab oder stellen Sie die Anschlüsse mit einem Satz Breakout-Kabel her.

 

Kanal C - Versorgungsspannung

• Schließen Sie ein BNC-Prüfkabel an Kanal C des Oszilloskops an.
• Schließen Sie eine Prüfspitze an den farbigen Anschluss des Prüfkabels (Plus) an.
• Bringen Sie den schwarzen (Minus) Stecker auf dem schwarzen Stecker von Kanal B an.
• Den Draht, an dem die Stromzange angeschlossen ist, abtasten oder einen Anschluss über einen Satz Breakout-Kabel herstellen.

Kanal D - Erdung

• Schließen Sie ein BNC-Prüfkabel an Kanal D des Oszilloskops an.
• Bringen Sie eine Prüfspitze an den farbigen Stecker des Prüfkabels (+) an.
• Bringen Sie den schwarzen (Minus) Stecker auf dem schwarzen Stecker von Kanal C an.
• Wenn das Spulenmodul über drei Anschlüsse verfügt, so ist der letzte Anschluss die Erdung (Masse). Ein vierter Anschluss kann als Rückleitung oder zusätzliche Erdung dienen. Die Erdungsleitung abtasten oder einen Anschluss über einen Satz Breakout-Kabel herstellen.

Beispielkurven

Anmerkungen zur Beispielkurve

Kanal A: Primärzündstrom

Die vorstehende Vierkanal-Beispielkurve zeigt, wie der Strombegrenzungskreis wirkt. Zu Beginn der Verweilzeit wird der Strom eingeschaltet und steigt, bis im Primärstromkreis ca. 11 Ampere erreicht sind. An diesem Punkt bleibt die Stromstärke kurzzeitig konstant und wird dann zum Zündzeitpunkt freigegeben. Wie lange es vom anfänglichen Einschalten bis zur Freigabe des Stroms dauert, hängt von der Motordrehzahl ab. Bei niedrigen Drehzahlen ist die Rampe kürzer und wird bei steigenden Drehzahlen verlängert.

Kanal B: Digitales Schaltsignal

Das Niederspannungssignal schaltet zwischen null Volt und ca. 5 Volt. Wenn das Auslösesignal steigt, wird die Spule eingeschaltet. Wenn die Spannung wieder auf null absinkt, wird die Stromversorgung der Primärwicklung in der Zündspule ausgeschaltet und der die Wicklung umgebende Magnetfluss bricht zusammen, was eine Spannung im Sekundärstromkreis und das Zünden der Hochspannung an der Zündspule auslöst.

Die Ein- (Anstieg von null auf 5 Volt) und Ausschaltpunkte (Absinken von 5 auf 0 Volt) werden vom elektronischen Steuergerät des Fahrzeugs vorgegeben. Das dazwischenliegende Intervall bezeichnet man als Verweilzeit oder Sättigungsdauer. Die Verweilzeit wird bei einem Motor mit elektronischer Zündung durch den Strombegrenzungskreis im Zündverstärker oder elektronischen Steuergerät (ECM) gesteuert. In unserem Beispiel dauert es etwa 3 Millisekunden, bis die Spule gesättigt ist.

Kanal C Versorgungsspannung der Spule

Auf diesem Kanal wird die Versorgungsspannung zur Spule überwacht. Die Zündspule wird mit einer Batterie- bzw. Ladespannung von 12 Volt oder mehr gespeist. In unserem Beispiel beträgt die Spannung etwa 14,0 Volt. Beim Einschalten des Primärstromkreises der Spule sinkt die Spannung leicht. Die Stromstärke steigt dann auf den Zielwert von 11 Ampere und die Spannung sinkt entsprechend. Abschließend beträgt die Spannung ca. 12 Volt, 2 Volt weniger als der Ausgangswert.

Kanal D Zündverstärkermasse

Wenn die Spule getrennt wird, beträgt die Spannung natürlich null Volt. Dies steigt auf 0,1 Volt, wenn die Spule wieder mit Strom versorgt wird. Bei schlechter Erdung des Stromkreises ist diese Spannung höher. Je niedriger die Spannung, desto besser also die Erdung.

Technische Informationen

Primärstrom

Die Beispielkurve zeigt, wie der Strombegrenzungskreis wirkt. Zu Beginn der Verweilzeit wird der Strom im Primärstromkreis eingeschaltet und steigt, bis ca. 11 Ampere erreicht sind. Ab diesem Zeitpunkt wird die Stromstärke aufrechterhalten, bis sie zum Zündmoment freigegeben wird.

Der Verweilwinkel wird mit steigender Motordrehzahl größer, um eine konstante Spulensättigungszeit und somit eine konstante Energieversorgung aufrechtzuerhalten. Zum Messen der Spulensättigungszeit wird ein Zeitlineal auf den Beginn der Verweilzeit und das andere am Ende der Stromrampe angelegt. Der Abstand zwischen den beiden Linealen bleibt ungeachtet der Motordrehzahl stets unverändert.

Digitales Schaltsignal

Die Ein- (Anstieg von null auf 5 Volt) und Ausschaltpunkte (Absinken von 5 auf 0 Volt) der Spule werden vom elektronischen Steuergerät des Fahrzeugs vorgegeben. Das zwischen diesen Punkten liegende Intervall bezeichnet man als Verweilzeit oder Sättigungsdauer. Die Verweilzeit wird bei einem Motor mit elektronischer Zündung durch den Strombegrenzungskreis im Zündverstärker oder elektronischen Steuergerät (ECM) gesteuert.

Spannungsführend oder nicht?

Historisch betrachtet war Versorgungsspannung präsent, sobald die Zündung eingeschaltet wurde. Bei modernen Systemen wird die Spannung erst eingeschaltet, wenn der Schlüssel gedreht und der Motor angelassen wird. Bei einem relativ einfachen Defekt wie einem nicht funktionierenden Kurbelwinkelsensor kann die Versorgungsspannung ausfallen, weil die elektronischen Steuerkreise nicht erkennen, dass sich der Motor dreht.

Erdung

Der Erdungsanschluss ist für den Betrieb aller Motorstromkreise essenziell. Wenn die Stromstärke in einem elektrischen Stromkreis zunimmt, so sinkt gleichzeitig die Spannung ab. Die Erdrückleitung kann nur getestet werden, wenn der Stromkreis unter Last steht, daher ist eine einfache Durchgangsprüfung zur Erdung mit einem Multimeter ungenau. Da der Primärstromkreis der Spule nur während der Verweilzeit geschlossen ist, sollte der Spannungsabfall während dieser Zeit beobachtet werden.

Die Spannungsrampe am Erdungssignal sollte 0,5 Volt nicht übersteigen. Je flacher die Kurve, desto besser: Eine Kurve mit praktisch keinem Anstieg zeigt, dass der Zündverstärker bzw. das Modul perfekt geerdet ist. Wenn die Rampe zu hoch ist, müssen die Erdungsanschlüsse untersucht werden, um den problematischen Anschluss zu ermitteln.

AT162-5(DE)