Primärzündung und Strom Mithilfe des 10:1 Spannungsteilers

Sie brauchen ein PicoSope, um diesen Test durchzuführen.

Beachten: Diese Hilfeseite bezieht sich auf einen 10:1 Spannungsteiler. Wenn Sie einen 20:1 Spannungsteiler benutzen, stellen Sie bitte die Sonde für den entsprechenden Kanal richtig ein. Diese Einstellungen sind unter dem Kanaloptionen-Taster zu finden, dann: Sonde > 20:1 Spannungsteiler.

Anschluss des Oszilloskops beim Messen eines Primärzündkreises

Schließen Sie den 10:1 Spannungsteiler an Kanal A des PicoScopes an, und stecken Sie ein BNC-Prüfkabel in den Spannungsteiler. Platzieren Sie eine große schwarze Krokodilklemme auf den schwarzen Prüfanschluss (Minus) und eine kleine rote Krokodilklemme an den farbigen Anschluss (Plus) anschließen. Platzieren Sie die schwarze Krokodilklemme auf den Minuspol der Batterie und messen Sie den negativen Anschluss der Spule (oder Nr. 1) mit der kleinen roten Krokodilklemme, wie auf Abbildung 1 gezeigt.

Legen Sie die 60-A-Stromzange an Kanal B des PicoScopes an. Wählen Sie den 20-A-Bereich, und schalten Sie die Stromzange ein. Drücken Sie vor dem Anschließen der Stromzange an den Stromkreis die Nulltaste. Die Stromzange sollte direkt am Stromkabel der Spule angebracht werden und nicht am Kabelbaum, der auch den bzw. (je nach Zündanlage) die Minusleitungen enthält. Der Anschluss wird auf Abbildung 2 dargestellt.

Die Beispielkurve zeigt eine hohe Spannung an, sodass die Skalierung des Oszilloskops entsprechend geändert werden muss. Es ist wichtig, dass der 10:1-Spannungsteiler immer eingesetzt wird, wenn die zu messende Spannung 200 Volt überschreitet.

Wenn die Beispielkurve auf dem Bildschirm angezeigt wird, können Sie nun die Leertaste drücken, um sich Live-Messwerte anzusehen.

Anmerkungen zur Beispielkurve

Die Primärzündungskurve entsteht durch die Beobachtung und Messung der Werte an der Minuspolseite der Zündspule. Der Masseleiter der Spule kann über 350 Volt erzeugen.

Die Kurve zeigt an, wie schnell die Spule „gesättigt“ wird. Je flacher die Kurve, desto länger dauert es, die Spule aufzumagnetisieren. Die Kurve scheint eine Zeit lang abzuflachen. Dies zeigt, dass die Ladung an dieser Stelle vom Zündverstärker aufrechterhalten wird, nachdem die erforderliche Stromstärke erreicht wurde. Der Strom wird gehalten, bis der Zündverstärker den Masseleiter freigibt. Dann fällt die Kurve vertikal ab. Diese vertikale Linie ist ebenso wichtig, da eine abfallende Linie darauf hinweist, dass der Zündverstärker nicht rasch genug schaltet und die induzierte Spannung folglich beeinträchtigt wird.

Die Beispielkurve zeigt, wie der Strombegrenzungskreis wirkt. Zu Beginn der Verweilzeit wird der Strom eingeschaltet und steigt, bis die benötigten 5-10 Ampere (je nach System) im Primärstromkreis erreicht sind. Ab diesem Zeitpunkt wird die Stromversorgung aufrechterhalten, bis sie zum Zündzeitpunkt freigegeben wird.

Die Verweilzeit wird verlängert, so wie die Motorendrehzahl erhöht wird. Dies sorgt für eine konstante Spulensättigung, deshalb der Begriff „konstante Energie“. Die Spulensättigungszeit kann gemessen werden, indem das Zeitlineal auf den Beginn der Verweilzeit und das andere auf die induzierte Spannungslinie gestellt werden. Ungeachtet der Motordrehzahl bleibt dieser Wert stets unverändert.

Im Primärbild gibt es mehrere Abschnitte, die näher untersucht werden müssen. In der gezeigten Kurve liegt die horizontale Spannungslinie in der Mitte des Oszilloskops bei einer recht konstanten Spannung von etwa 40 Volt, die dann steil zur sogenannten Spulenschwingung abfällt. Dies ist auch auf Abbildung 3 zu sehen.

Die Länge der zuvor erwähnten horizontalen Spannungslinie ist die „Zünddauer“ oder „Brennzeit“, die in diesem Fall 1,036 ms beträgt. Auch dies ist auf Abbildung 4 zu sehen. Die Spulenschwingungsphase sollte insgesamt mindestens 4 Spitzen aufweisen (sowohl obere als auch untere). Mangelnde Spitzen weisen darauf hin, dass die Zündspule durch eine Spule mit vergleichbaren Werten ersetzt werden muss.

Der Primärkreis der Zündspule ist erst während der Verweilzeit (Abbildung 5) Strom führend. Dann wird die Spule geerdet und die Spannung fällt auf null ab. Die Verweilzeit wird vom Zündverstärker gesteuert, und die Größe des Verweilwinkels hängt davon ab, wie lange zum Aufbau von etwa 8 A benötigt wird. Nach dem Erreichen dieser vorgegebenen Stromstärke erhöht der Zündverstärker den Primärstrom nicht mehr, und dieser wird beibehalten, bis genau im Zündmoment die Masse von der Spule genommen wird.

Die vertikale Linie in der Mitte der Kurve liegt über 200 Volt und wird als induzierte Spannung bezeichnet. Diese induzierte Spannung wird durch die sogenannte „magnetische Induktion“ erzeugt. Zum Zündzeitpunkt wird der Massekreis der Zündspule unterbrochen und das Magnetfeld bzw. der Magnetfluss an den Wicklungen der Zündspule bricht zusammen. Dies induziert wiederum eine durchschnittliche Spannung zwischen 150 und 350 Volt (Abbildung 6). Die Hochspannung am Ausgang der Spule ist proportional zur induzierten Spannung. Die Höhe der induzierten Spannung wird manchmal als Primärspitzenspannung bezeichnet.

Technische Informationen

Die Primärzündung wird so genannt, weil sie den ersten Teil des Zündstromkreises bildet. Über die Zündspule löst sie den sekundären Hochspannungsausgang aus. Der Primärstromkreis hat sich in den vergangenen Jahren von einfachen Unterbrecherkontakten und Kondensatoren zu den heutigen verteilerlosen und Einzelzündanlagen entwickelt. All diese Zündsysteme beruhen auf dem Grundprinzip der magnetischen Induktion.

Magnetische Induktion

Dieses Prinzip funktioniert folgendermaßen: Zuerst wird ein Magnetfeld erzeugt, wenn der Massekreis der Zündspule entweder durch die Kontakte oder den Zündverstärker geschlossen wird und den Minuspol der Spule an Masse legt. Dieses Magnetfeld wird dann weiter aufgebaut, bis die Zündspule ihren Sättigungspunkt erreicht hat. Zu einem vorgegebenen Zündzeitpunkt wird der Massekreis der Zündspule unterbrochen und das Magnetfeld bricht zusammen. Indem das Magnetfeld innerhalb der 250 bis 350 Primärwicklungen zusammenbricht, induziert dies eine durchschnittliche Spannung zwischen 150 und 350 Volt.

Für diese Spannung sind folgende Faktoren maßgeblich:

  • Die Anzahl der Windungen in der Primärwicklung
  • Die Stärke des Magnetflusses, die proportional zur Stromstärke im Primärstromkreis ist.
  • Die Geschwindigkeit des Zusammenbruchs, die durch die Geschwindigkeit der Schaltung des Masseleiters bestimmt wird.

Verweilzeit

Die Verweilzeit wird als Winkel gemessen: Bei einer kontaktgesteuerten Zündung bestimmt der Kontaktabstand den Verweilwinkel. Der Verweilwinkel wird bei einer kontaktgesteuerten Zündung als Winkelgrade der Zündverteilerdrehung bei geschlossenen Kontakten definiert.

Ein 4-Zylindermotor hat zum Beispiel einen Verweilwinkel von etwa 45 Grad und damit 50 % des kompletten Primärtakts eines Zylinders. Die Verweilzeit wird bei einem Motor mit elektronischer Zündung durch den Strombegrenzungskreis im Zündverstärker oder das elektronische Steuergerät (ECM) gesteuert.

Der Verweilwinkel bei einem System mit konstanter Energie dehnt sich aus, indem die Motorendrehzahl sich erhöht, um für kürzere Rotationszeiten auszugleichen und die Stärke des Magnetfelds zu erhöhen. Der Begriff „konstante Energie“ bezieht sich auf die verfügbare Spannung, die von der Spule erzeugt wird. Im Gegensatz zur Kontaktzündung, bei der eine Erhöhung der Motordrehzahl bedeutet, dass die Kontakte eine kürzere Zeit geschlossen sind, bleibt diese Spannung unabhängig von der Motordrehzahl konstant und lässt der Spule weniger Zeit zur Sättigung.

Die induzierte Spannung bei einem System mit variablem Verweilwinkel bleibt unabhängig von der Motordrehzahl konstant, während sich diese Spannung bei kontaktgesteuerten Systemen verringert. Diese induzierte Spannung ist in einer Primärkurve zu sehen.

AT399-1(DE)

Haftungsausschluss
Diese Online-Hilfe kann ohne vorherige Benachrichtigung geändert werden. Die Informationen darin wurden sorgfältig geprüft und als korrekt erachtet. Die Informationen sind ein Beispiel, das auf unseren Untersuchungen beruht und keine definitive Erklärung. Pico Technology haftet in keiner Weise für irgendwelche Fehler. Jedes Fahrzeug kann anders sein und benötigt individuelle Testeinstellungen.