Zündspuleneinheit - (duale) Messung des Primärantriebs

Anschluss des Oszilloskops beim (dualen) Messen des Primärantriebs einer Zündspuleneinheit

Manche Fahrzeuge sind mit einer verteilerlosen Zündung ausgerüstet, bei der die Zündspulen in einer Leiste oder einem Block zusammengefasst sind, die bzw. der direkt auf den Zündkerzen sitzt und die Zündung beherbergt. Gewöhnlich sind diese Art von System an SAAB-Motoren, aber auch bestimmte Opel-, Peugeot- und andere Modelle angebracht. Diese Zündspulen sind nachstehend auf Abbildung 1 dargestellt.

1. Ziehen Sie den Mehrfachstecker der Zündspule heraus.
2. Stecken Sie den Mehrfachstecker dann mit geeigneten Breakout-Kabeln wieder ein, siehe Abbildung 2 & 3..

Kanal A - Versorgungsspannung

1. Schließen Sie ein BNC-auf-4-mm-Prüfkabel an Kanal A des Oszilloskops an.
2. Schließen Sie den farbigen Stecker (Plus) der Messleitung an die 4-mm-Buchse des Breakout-Kabels an, das die Spuleneinheit mit Spannung versorgt.
3. Klemmen Sie die schwarze Delfinklemme auf das schwarze Kabel, und bringen Sie dies am Minuspol der Batterie oder einem geeigneten Erdungspunkt am Motor an, wie auf Abbildungen 2 und 3 dargestellt wird.

Kanal B - Primärantrieb 1 - digitale Schaltung

1. Schließen Sie ein BNC-auf-4-mm-Prüfkabel an Kanal B des Oszilloskops an.
2. Schließen Sie den farbigen Stecker (Plus) des Prüfkabels an die 4-mm-Buchse des Breakout-Kabels an, das die Spuleneinheit mit der Antriebsspannung (digitale Schaltung 1) versorgt, wie auf Abbildungen 2 und 3 dargestellt wird.
3. Schließen Sie den schwarzen Stecker des Prüfkabels über den bereits hergestellten Anschluss in die Buch des (-) Kabels von Kanal B.

Kanal C - Primärantrieb 2 - digitale Schaltung

1. Schließen Sie ein BNC-bis-4-mm-Prüfkabel an Kanal C des Oszilloskops an.
2. Schließen Sie den farbigen Stecker (Plus) des Prüfkabels an die 4-mm-Buchse des Breakout-Kabels an, das die Spuleneinheit mit der Antriebsspannung (digitale Schaltung 2) versorgt, wie auf Abbildungen 2 und 3 dargestellt wird.
3. Schließen Sie den schwarzen Stecker des Prüfkabels über den bereits hergestellten Anschluss in die Buchse des (-) Kabels von Kanal C.

Kanal D - Zündverstärkereerde

1. Schließen Sie ein BNC-bis-4-mm-Prüfkabel an Kanal D des Oszilloskops an.
2. Schließen Sie den farbigen Stecker (Plus) des Prüfkabels an die 4-mm-Buchse des Breakout-Kabels an, das die Spuleneneinheit mit dem Erdungspfad versorgt, wie auf Abbildungen 2 und 3 dargestellt wird.
3. Schließen Sie den schwarzen Stecker des Prüfkabels über den bereits hergestellten Anschluss in die Buch des (-) Kabels von Kanal D.

Abbildung 3 - Anschlussdiagramm

Bei laufendem Motor sollte eine ähnliche Kurve auf dem Bildschirm erscheinen wie unten abgebildet.

Beispielkurven

Anmerkungen zur Beispielkurve

Die Beispielkurve stammt von der Zündanlage eines Vectra-Motors Z22SE mit elektronischer Zündung.

Kanal A: Versorgungsspannung der Spule

Die Zündspule wird mit 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 10 Ampere und die Spannung sinkt entsprechend. Abschließend beträgt die Spannung ca. 13 Volt, 1 Volt weniger als der Ausgangswert.

Kanäle B und KanäleC: Primärantrieb - digitale Schaltsignale

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 gesteuert.

Kanal D: Zündverstärkererde

Wenn die Spule getrennt wird, beträgt die Spannung natürlich null Volt. Dies steigt auf 0,1 Volt an, wenn die Spule erregt wird. Bei schlechter Erdung des Stromkreises ist diese Spannung höher. Je niedriger die Spannung, desto besser also der Erdanschluss.

Technische Informationen

Einzelspulenzündungen funktionieren im Prinzip genauso wie andere Zündsysteme.

Verteilerlose Zündsysteme werden nur in Fahrzeugen mit einer geraden Anzahl an Zylindern eingesetzt, z. B. mit 2, 4, 6 oder 8 Zylindern. Der Grund dafür ist, dass jeweils zwei Zylinder an eine Spule angeschlossen sind, die in beiden Zylindern gleichzeitig einen Zündfunken erzeugt. Das wird als Wasted-Spark-System oder Doppelfunkenzündung bezeichnet. Die beiden Zündkerzen sind so angeordnet, dass eine davon beim Arbeitstakt des Motors und die andere um 360 Grad versetzt beim Ausstoßtakt des Gegenzylinders zündet. Nach einer kompletten Umdrehung des Motors sind die beiden Zylinder nun beim Gegenhub angekommen und die beiden Zündkerzen zünden wieder, nun allerdings in entgegengesetzten Rollen.

Bei einem 4-Zylindermotor gibt es 2 Spulen mit einzelnen Antrieben, die meist Zylinder 1 und 4 bzw. 2 und 3 betätigen. Das bedeutet, dass alle 180 Grad ein doppelter Funken gezündet wird, und einer davon auf einen Ausstoßtakt des gegenüberliegenden Zylinders, der beim Arbeitstakt zündet, „verschwendet“ wird.

Der einzige wirkliche Unterschied zwischen Einzelspulen- und anderen Zündsystemen besteht darin, dass bei Ersteren jede Spule direkt auf der Zündkerze angebracht ist, sodass die Spannung direkt zu deren Elektroden fließt, ohne einen Verteiler oder Zündkerzenkabel zu passieren. Dieser direkte Anschluss liefert einen stärkeren Zündfunken und erhöht die Zuverlässigkeit des Zündsystems.

Technische Informationen - Zündspule

Primärantrieb - 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 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 Erdungsrückleitung kann nur getestet werden, wenn der Stromkreis unter Last steht, daher ist eine einfache Durchgangsprüfung zur Erdung mit einem Multimeter nur 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.

AT176-4(DE)