Die Zündspule ist ein wesentliches Bauteil eines jeden Motorrads mit Verbrennungsmotor. Sie wandelt die niedrige Bordspannung in die hohe Spannung um, die für die Zündung des Kraftstoff-Luft-Gemisches im Zylinder benötigt wird. In diesem Artikel wird der Aufbau, die Funktionsweise und die Prüfung von Zündspulen detailliert erläutert.
Aufbau und Funktionsweise der Zündspule
Eine Zündspule ist im Grunde ein Spannungswandler (Transformator). Da im Bordnetz des Motorrads nur 12 V Spannung vorhanden sind, werden für die Erzeugung eines Zündfunkens wesentlich höhere Spannungen von rund 15000 V benötigt. Diese Umwandlung wird mithilfe der Zündspule erreicht. Um einen Eisenkern werden zwei Kupferdrähte gewickelt: ein dicker Draht mit wenigen Wicklungen (die Primärwicklung) und ein dünner Draht mit vielen Wicklungen (die Sekundärwicklung).
Wenn Strom durch die Primärwicklung fließt, baut sich ein konstantes Magnetfeld auf. Wird der Strom unterbrochen, bricht das Magnetfeld zusammen. In diesem Moment baut sich aufgrund der Induktivität in der Sekundärwicklung ein sehr viel höherer Strom auf - nämlich die hohe Spannung, die man zum Erzeugen eines Zündfunkens braucht. Dies geschieht, weil das Feld der Primärwicklung schneller zusammenbricht, als es aufgebaut wird.
Arten von Zündspulen
Es gibt verschiedene Arten von Zündspulen, die in Motorrädern verwendet werden:
Einzelfunken-Zündspule
Bei Zündsystemen mit Einzelfunken-Zündspulen ist jeder Zündkerze eine Zündspule zugeordnet. Die Einzelfunken-Zündspule erzeugt pro Arbeitstakt einen Zündfunken. Daher ist bei diesen Systemen eine Synchronisierung auf die Nockenwelle erforderlich.
Zweifunken-Zündspule
Die Zweifunken-Zündspule erzeugt für zwei Zündkerzen gleichzeitig eine Zündspannung. Die Verteilung auf die Zylinder erfolgt so, dass das Luft-Kraftstoff-Gemisch des einen Zylinders am Ende des Verdichtungstakts gezündet wird, der Zündfunke des anderen Zylinders in der Ventilüberschneidung am Ende des Ausstoßtakts fällt. Die Zweifunken-Zündspule erzeugt pro Kurbelwellenumdrehung bzw. zweimal je Arbeitstakt einen Funken. Deshalb ist bei diesem Zündsystem keine Synchronisation mit der Nockenwelle erforderlich. Allerdings ist diese Zündspule nur für Motoren mit geradzahliger Zylinderzahl einsetzbar. Zum Zeitpunkt der Überschneidung herrscht kein Kompressionsdruck im Zylinder und die Überschlagsspannung an der Zündkerze ist daher sehr gering. Dieser "Stützfunke" benötigt daher nur sehr geringe Energien zum Überschlag.
Zündspulen für den Boxer
Alle Modelle vor Modelljahr 1981 haben eine kontaktgesteuerte Zündung mit zwei in Reihe geschalteten 6V Einzelfunken-Zündspulen. Alle Modelle nach Modelljahr 1981 haben eine elektronische Zündung mit Zweifunken-Zündspule. In der Modellreihe R 80/100 GS wurde ab Modelljahr 1991 das Zündspulenmodell gewechselt, die "graue Spule" wurde durch ein anderes Modell ersetzt. Dieses Modell kann problemlos auch an den Modellen R 80/100 GS der Modelljahre 1988-1990 verwendet werden. Alternativ kann man auch die Spule der BMW R 1100 GS Modelle nehmen, hier müssen aber die Stecker geändert werden und ein Halter angefertigt werden. Die Spule hat die Teilenummer 12 13 1 341 978
Prüfung der Zündspule
Besteht der Verdacht, dass die Zündspule defekt ist, gibt es einige Möglichkeiten, die Zündspule zu prüfen.
Werkzeugliste für BMW R 80/100 GS und R 80/100 R:
- T-Schlüssel SW 4mm
- Gabelschlüssel SW 10mm
- Ringschlüssel SW 10mm
- Multimessgerät mit Digitalanzeige und ausreichend großem Messbereich (0-20 kOhm)
- Taschenlampe
Vorgehensweise
- Sitzbank abnehmen
- Tank abnehmen
- Massekabel von der Batterie entfernen
- Schutztüllen der Zündkabel von der Zündspule abziehen
- Zündkabel abziehen
- Die beiden Stecker abziehen
- Die beiden Inbusschrauben mit einem T-Schlüssel SW 4 mm lösen und Zündspule abnehmen
Sichtprüfung
Bei der Sichtprüfung sollte man auf Risse im Spulenkörper achten. Fallen mehr oder weniger große Risse im Spulenkörper auf, ist die Zündspule defekt, da durch die Risse früher oder später Feuchtigkeit eindringt. Oft hat die Zündspule aber kleine Haarrisse, die durch Vibration entstanden sind, diese sind leider schwer zu entdecken, deshalb sehr genau hinschauen. Notfalls eine Taschenlampe zu Hilfe nehmen und den Spulenkörper ableuchten. Besonders die "alte Graue" Spule, die von 1981 bis 1990 verwendet wurde, neigt mit zunehmendem Alter zur Rissbildung.
Achten sollte man auch auf Hochspannungsdurchschläge, die sich als dunkle, teilweise verbrannt wirkende, dünne Adern außen auf dem Isolationskörper bemerkbar machen. Auf Grund solcher Hochspannungsdurchschläge entstehen dann Stromkriechstrecken. Diese leiten den Strom dann über die nächstmögliche Fahrzeugmasse ab und dieser Strom fehlt dann an der Zündkerze.
Messen der Widerstandswerte
Die Widerstandswerte der Primär- und Sekundärwicklung können mit einem Multimeter gemessen werden. Die Sollwerte sind modellabhängig und sollten der Reparaturanleitung entnommen werden. Hier sind die Werte für einige BMW Modelle:
Modelle mit zwei Einzelfunken-Zündspulen bis 1981
- Primärwicklung: Das Messgerät auf den Messbereich 0-1 Ohm einstellen. Mit den beiden Prüfkabeln wird nun der Widerstand zwischen Klemme 15 und 1 gemessen.
- Primärsollwert: 0,67-0,77 Ohm
- Sekundärwicklung: Das Messgerät auf den Messbereich 0-10 kOhm einstellen. Mit den beiden Prüfkabeln wird nun der Widerstand zwischen Klemme 15 und 4 gemessen.
- Sekundärsollwert: 3,7-5,3 kOhm
Modelle mit einer Zweifunken-Zündspule ab 1981
- Primärwicklung: Das Messgerät auf den Messbereich 0-10 Ohm einstellen. Mit den beiden Prüfkabeln wird nun der Widerstand zwischen Klemme 15 und 1 gemessen.
- Primärsollwert: 1,15-1,32 Ohm
- Sekundärwicklung: Das Messgerät auf den Messbereich 0-20 kOhm einstellen. Mit den beiden Prüfkabeln wird der Widerstand zwischen Klemme 4a und 4b gemessen.
- Sekundärsollwert: 7,5-9,15 kOhm
Zündspule prüfen für absolute Anfänger
Zündspulen - genauer gesagt den Ohmschen Widerstand der Primär- & Sekundärwicklung einer Zündspule - mit einem Multimeter zu testen, ist eine seit langer Zeit genutzte Vorgehensweise. Leider kann dieser Test nur eingeschränkt Auskunft über den Zustand der Zündspule geben, da er nicht die Funktion der Zündspule unter Last/im Betrieb messen kann. Dies kann zum Ergebnis haben, dass nicht mehr einwandfreie Zündspulen zwar korrekte Widerstandswerte (im Rahmen der Messgenauigkeit) anzeigen, diese aber dennoch nicht mehr funktionieren. Aber die Widerstandsmessung der Primärwicklung sollte gewährleisten, dass die Zündspule nicht eine neue elektronische Zündung zerstört. Das Testen der Wicklungen kann auch helfen, möglichen weiteren Problemen mit der Zündung auf die Spur zu kommen.
Jede klassische Zündspule enthält zwei getrennte Spulen aus gewickeltem Draht: die Primärwicklung und die Sekundärwicklung
Für den Fiat 500 finden Sie hier die gemessenen Widerstände der verschiedenen im Onlineshop erhältlichen Zündspulen:
| Wicklung | Widerstand |
|---|---|
| Primär | ca. 6,7 - 7,7 kΩ |
| Sekundär | Wert wird angezeigt |
Alle unten angegebenen Werte sind echte gemessene Werte an fabrikneuen Zündspulen und daher mit einer Messtoleranz von +/- 0,2 Ohm zu bewerten. Alle Ω-Werte (der Primärwicklung - welche wir ja primär prüfen möchten - siehe oben) liegen im (gewünschten) Bereich von ca. 6,7 - 7,7 kΩ
Vorbereitung:
Hochspannung! Lebensgefahr! Im Betrieb treten an einer Zündspule bis zu 40000 V auf. Deshalb niemals den Widerstand einer Zündspule im laufenden Betrieb messen. Die Zündspule vollständig von der Verkabelung trennen! Wenn die Zündspule nicht vollständig von der Verkabelung getrennt ist, werden möglicherweise falsche Werte gemessen. Deshalb vor der Messung alle Kabel von der Zündspule entfernen. Das Messgerät hat (in der Regel) mehrere Buchsen: 10AV Ω mA ( Ω ist das gesuchte Zeichen für Ohm )COM ( COM steht für Common, bedeutet Masse )Multimeter auf Ω einstellen. Messkabel in das Multimeter steckenschwarzes Kabel in COM / Masserotes Kabel in Ω
Widerstand der Kabel des Messgerätes messen
Einen Abgleich durchführen, indem die beiden Messspitzen aneinander gehalten werden. Es wird ein Wert für den Widerstand der Kabel angezeigt; dieser kann, je nach Qualität und Messgenauigkeit des Multimeters, auch Null sein. Diesen Wert merken. Er muss bei der nachfolgenden Messung des Primärkreises abgezogen werden.
Widerstand der Primärwicklung der Zündspule messen
Den kleinstmöglichen Ohmschen Messbereich einstellen. Oft steht da „200“. Erklärung: „200“ ist der kleinste Messbereich für alle Widerstände bis 200 Ohm (für den Primärwiderstand der Spule genau richtig). Rote Messspitze an den Pluspol & schwarze Messspitze an den Minuspol der Zündspule. Diese sind entsprechend mit „+“ und „-“ beschriftet, oft auch mit „1“ und „15“. Der Widerstand der Primärwicklung (inkl. der Kabel) wird angezeigt. Falls der Widerstandswert der Kabel >0 war, diesen vom angezeigten Wert abziehen.
Widerstand an der Sekundärwicklung messen (1)
Multimeter auf den Messbereich Kilo-Ohm einstellen.
Der Einbau erfolgt in sinngemäß umgekehrter Reihenfolge. Läuft der Motor nach dieser Prüfung immer noch schlecht und man vermutet das Problem dennoch an der Zündspule, kann nur der Austausch der Spule Gewissheit bringen.
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