Zündanlage
Aus VW-ILTIS Wiki
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Die Benzinerversion des VW Iltis ist bei der militärischen Version mit einer speziell abgeschirmten 24 Volt Transistorzündanlage (TSZ-I) ausgerüstet. Der zivile Iltis mit einer herkömmlichen 12 Volt Kontaktzündung.
Inhaltsverzeichnis
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Allgemeine Funktionsbeschreibung
Daten/Werte
Zündfolge
1-3-4-2 [1. Zylinder in Fahrtrichung vorn.]
Verteiler dreht, von oben gesehen, rechts rum.
Zündkerzen
zivile Version
...
mil-Version
Laut TDv 2320/050-12 entweder:
- Beru 14C-7D.
- Bosch WC7D oder alte Bezeichnung von Bosch:
- WC 175 ERT 27 bzw. WC 175 ERT 30.
(Der Buchstabe "D" bei den Zündkerzen für den VW-Iltis bedeutet: 19,0mm Gewindelänge bei Flachsitz-Kerzen und Elektrodenhöhe über Rand = 3mm.)
- GENTAS RESISTOR GB263072 Made in USA.
Siehe auch: Alternative Ersatzteile
Kontakt Zündanlage
12Volt zivile Ausführung
Die Transistorzündung des Iltis militärische Version (24V)
Die Zündanlage des Iltis besteht aus dem Verteiler, der Zündspule mit den Vorwiderständen bzw. Widerstandsdraht in der frühen Version sowie dem Steuergerät (TSZ, TZA oder TZG genannt).
Die Zündung des Iltis in der Militärversion ist eine induktiv gesteuerte Transistorzündung. Das bedeutet, dass die Steuerung der Zündung über eine Spule (Induktivität) im Verteiler erfolgt, die über einen Rotor mit vier "Armen" erregt wird. Dieses Prinzip wird auch als TSZ-I Zündung bezeichnet. Dies ist ein recht altes Prinzip und unterscheidet sich deutlich von der etwas moderneren Hall-Geber gesteuerten Zündung (auch TSZ-H genannt).
Bei der TSZ-I Zündung ist das Steuersignal kein eindeutiger Spannungs-Impuls ("an-aus"), sondern eine Sinus-förmige Steuerspannung, die im TZG in einen Impuls umgewandelt werden muss.
Der wesentliche Unterschied (und aus meiner Sicht Nachteil) der induktiv gesteuerten Zündung zu einer Hallgeber - und auch zu einer optisch durch Lichtschranke oder mechanisch durch Unterbrecherkontakt gesteuerten Zündung - ist, dass bei der induktiven Zündung sowohl Zündzeitpunkt als auch Schließwinkel nicht stabil vorgegeben sind, sondern erst durch die Schaltung des TZG aus der sinusförmigen Steuerspannung generiert werden. Aufgrund von Alterung und Schäden an den Bauteilen des TZG kann sich daher sowohl Zündzeitpunkt wie Schließwinkel im Betrieb verändern. Das führt nicht unbedingt sofort zum kompletten Ausfall, kann aber zu schlechterem Motorlauf oder Folgeschäden führen, z.B. an der Zündspule, wenn der Schließwinkel zu groß wird. Der Zündzeitpunkt kann natürlich durch Nachstellen am Verteiler mechanisch korrigiert werden, nicht aber der Schließwinkel. Der Schließwinkel wird, wie später noch erklärt wird, im TZG durch die Steilheit einer Sägezahn-förmigen Spannung, die durch Parameter des TZG vorgegeben sind, in einen Rechteck-förmige Spannung mit einem bestimmte Puls-Pausen-Verhältnis umgewandelt.
Gemäß TDV beträgt das Puls-Pausen-Verhältnis im TZG bei 50Hz übrigens 6:4, mit anderen Worten ist das ein Schließwinkel von fast 60% oder 54°, was mir persönlich schon viel vorkommt.
Um diesen Unterschied zu verdeutlichen hier ein Bild einer klassischen Hallgeberzündung, der Pepetronic für den Munga. Durch die Scheibe ist sowohl der Zündzeitpunkt als auch der Schließwinkel fest vorgegeben.
Funktion der Vorwiderstände bzw. des Widerstandsdrahts
Häufig wird fälschlich geschrieben, dass die Vorwiderstände (bzw, der Anfangs verwendete Widerstandsdraht) dazu dienen, die Spannung an der Zündspule zu reduzieren. Dies ist allerdings aus elektrotechnischer Sicht Unsinn, die Widerstände begrenzen vielmehr den maximalen Strom durch die Primärseite der Zündspule.
Bei der Zündspule handelt es sich um eine Induktivität, die keinen konstanten Ohmschen Widerstand besitzt. Wird der Strom durch das TZG bzw. den Kontakt eingeschaltet, so fließt zunächst ein geringerer Strom, denn die Zündspule hat im ersten Moment einen sehr hohen Widerstand. (Alter Merksatz: „bei Induktivitäten die Ströme sich verspäten“ ). In der Spule baut sich ein Magnetfeld auf. Mit zunehmenden Magnetfeld steigt der Strom an (d.h. der Ohmsche Widerstand der Spule sinkt), sobald das Magnetfeld in Sättigung ist, fließt der maximale Strom durch die Zündspule. In diesem Zustand hat die Zündspule einen Widerstand von ca. 0,8-1,3Ohm (gemessen an meiner Zündspule 1,2Ω). Ohne die Vorwiderstände würde hier ein Strom von ca. 20-25A durch die Zündspule fließen, das entstpricht eine Verlustleistung von über 500W, die in der Zündspule in Wärme umgewandelt werden müssten. Man kann sich leicht überlegen, dass das in kurzer Zeit zu einem Ausfall führt.
Die beiden Vorwiderstände haben zwischen 1,5 und 2,6Ohm (nach verschiedenen Quellen, bei meinem Iltis gemessen: 1,7Ω). Im Normalfalls sind die Widerstände in Reihe geschaltet, so dass die Zündspule einen Vorwiderstand von ca. 3,5Ω hat, in Summe (Zündspule+Vorwiderstände) sind das also ca. 5,5Ω. Dadurch wird der maximal Strom durch die Zündspule auf ca. 5A begrenzt.
Hier eine Messung des Spannungsverlaufs an der Zündspule meines Iltis im normalen Betrieb. Die Bordspannung beträgt ca. 28V.
Die Spannung an der Zündspule wird durch den sich verändern Widerstand der Zündspule bestimmt. Im Einschaltmoment liegen die vollen 28V an der Zündspule an, und es fließt ein sehr geringer Strom. Nach ca. 1ms fallen an der Zündspule noch ca. 20V ab, die restlichen 8V fallen an der Vorwiderständen ab, es fließt also ein Strom von ca. 2,2A, d.h. zu diesem Zeitpunkt werden ca. 44W in der Zündspule „verheizt“. Ist das Magnetfeld nach ca. 6ms in Sättigung, dann fallen nur noch rund 9V an der Zündspule ab, es fließt ein Strom von. Ca. 5A, also werden also weiterhin ca. 45W in der Zündspule „verheizt“.
Man sieht also klar die Bedeutung der Vorwiderstände, ohne die Strombegrenzung durch sie würde in der Zündspule mehr 10mal soviel Leistung verheizt werden...
Ein weiteres Interessantes Phänomen ist die Sättigungszeit, wie man sieht dauert es ca. 6ms, bis das Magnetfeld in der Zündspule komplett aufgebaut ist. Das bedeutet aber, dass bei 2 Zündungen pro Umdrehung (4 Zylinder 4 Takter) ab spätestens 6000 U/min nicht genügend Zeit für eine Sättigung der Zündspule bleibt und damit die Zündenergie nachlässt. Für den Iltis kein Problem... wer fährt schon mit 6000 U/min?
Funktion der Anhebung des Primärstroms durch die Zündspule beim Starten
Die Batterien werden beim Startvorgang des Motors sehr stark durch den hohen Strom des Anlassers belastet. Aufgrund des Innenwiderstandes der Batterien sinkt dadurch in diesem Moment die Bordspannung sehr stark ab, so dass von den circa 24 Volt nur noch circa 16 Volt für die Zündanlage, insbesondere für die Primärwicklung der Zündspule, zur Verfügung stehen, der Strom durch die Zündspule ist entsprechend geringer. Der Primärstrom bestimmt aber die Stärke des Magnetfelds in der Spule und ist damit ausschlaggebend für die im Abschaltmoment in der Sekundärwicklung induzierte Zündspannung ( Zündenergie ). Durch die verringerte Bordspannung kann es vorkommen, dass die somit verringerte Zündenergie nicht ausreicht für einen reibungslosen Startvorgang des Motors, es kann zu Zündaussetzern kommen. Daher sind im Iltis 2 Vorwiderstände verbaut, diese sind, wie bereits beschrieben, in Reihe geschaltet. Das eine Ende dieser Reihenschaltung geht an Zündplus, das andere an Klemme 15(Stromversorgung) der Zündspule. Die Mittelanzapfung, im Orginalkabelbaum lila/weiß, geht an einen Kontakt im Magnetschaler vom Anlasser. Beim Starten wird damit ein Vorwiderstand überbrückt. Das bedeutet, unter der Annahme, dass die Spannung im Anlassmoment nur ca. 16V beträgt, dass der maximal Strom durch die Zündspule auf ca. 5,5A begrenzt ist, dies entspricht in Etwa den Bedingungen im Normalbetrieb ohne Anlasser.
Funktionsweise des TZG
Das TZG hat zum einen die Aufgabe aus der Sinus-förmigen Steuerspannung einen Rechteck-Impuls mit vorgegebenem Schließwinkel zu machen. Daneben gib es eine weitere wichtige Funktion, nämlich die Abschaltung der Zündspule im Stand:
Wird die Zündung eingeschaltet, der Motor aber nicht gestartet, so ist das TZG zunächst durchgeschaltet und es fließt ein hoher Strom durch die Vorwiderstände und die Zündspule - dies entspricht dem Zustand bei einer Kontaktzündung, wenn der Motor zufällig in einer Position stehen geblieben ist, bei der der Kontakt geschlossen ist. Dieser hohe Strom kann über längere Zeit zur Erwärmung der Zündspule und der Vorwiderstände führen, im Extremfall kann das zum Ausfall führen. Damit dies nicht passiert ist im TZG des Iltis eine Abschaltung eingebaut, die nach ca. 4-6 Sekunden den Strom durch die Zündspule wieder abschaltet.
Hier das Schaltbild des TZG aus der TDV 2320_050-40 (F) im Anhang mit einer kurzen Erläuterung der Funktion der wichtigsten Komponenten.
D2 dient zum Schutz der Schaltung vor Verpolung.
Die Eingangsstufe, bestehend aus D1, D3, T1, T2, C1, C2, C3, C7, R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7 und erzeugt aus der sinsuförmigen Steuerspannung eine sägezahnförmige Ansteuerung für die Zwischenstufe. Die Flankensteilheit des Sägezahns wird durch R4-R7 und C3 vorgegeben und ist relevant für das Plus-Pausen-Verhältnis und damit für den Schließwinkel.
Die Zwischenstufe besteht aus R8, T3, die die sägezahnförmige Spannung zu einem Rechteck mit einer variablen Pulslänge umformt.
Der Elko C4 ist zuständig für die Entkopplung der Zwischenstufe von der Endstufe und sorgt dafür, dass im Ruhezustand nach einigen Sekunden die Endstufe gesperrt wird und damit nicht unnötig Strom durch die Zündspule und die Vorwiderstände fließt.
Die Endstufe, bestehend aus D4, D5, D6, D7, T4, T5, R9, R10, R11, R12, R13, C5, C6 schaltet, gesteuert durch die Rechteck-Ansteuerung den Strom durch die Zündspule. Die Z-Dioden D6, D7 mit jeweils 180V Durchschlagspannung schützen dabei den Leistungstransistor T5 vor den Spannungsspitzen, die beim Abschalten des Stroms durch die Zündspule entstehen.
Funktion des TZG im Detail
Im Ruhezustand, d.h. ohne Steuerspannung, wird C2 über R2 und R3 schnell auf rund 1V aufgeladen, bis T1 durchschaltet. Dadurch wird T2 gesperrt und der Kondensator C3 wird über R6 geladen. T3 ist dann durchgeschaltet. Ohne die bereits angesprochene Entkopplung der Endstufe über C4 wären auch T4 und T5 dauerhaft durchgeschaltet, Details dazu weiter unten.
Im Betrieb kann die Funktion sehr gut über Messungen an den in der TDV angegebenen Meßpunkte nachvollzogen werden, ich habe entsprechende Oszillogramme jeweils beigefügt mit Angabe des Messpunkts.
Die Diode D1 lässt von der Sinusförmigen Steuerspannung aus dem Verteiler nur die negative Halbwelle durch. Während der positiven Halbwelle wird, wie im Ruhezustand, C2 über R2 und R3 schnell auf ca. 1V aufgeladen, dann schaltet T1 durch. Dadurch sperrt T2, der zuvor durchgeschaltet war (T1 und T2 bilden einen Inverter). C3 wird über R6 geladen (ansteigende Flanke des Sägezahns).
Während der negativen Halbwelle wird über R1 der Kondensator C2 bis auf ca. -0,7V entladen, begrenzt durch D3. Durch die Entladung von C2 sperrt der Transistor T1, damit schaltet T2 durch, weil die Basis von T2 über R4 auf ca. 1,5 V gezogen wird. C3 wird über R5 schnell entladen (Abfallende Flanke des Sägezahns).
An der Basis von T3 liegt der durch C3/R7 spannungsmäßig invertierte und um 180Grad phasenverschobene Sägezahn an, d.h. in der positiven Halbwelle ist T3 durchgeschaltet, mit Beginn der negativen Halbwelle wird die Basis von T3 auf ca. -4 V gezogen und T3 sperrt sofort. Die Spannung stiegt dann im Sägezahnprofil während der negativen Halbwelle bis auf -0,7V an, dann schaltet T3, bedingt durch seine hohe Stromverstärkung, sehr schnell durch. Im Ergebnis entsteht am Kollektor von T3 eine Rechteck-Spannung, deren Puls-Pausen-Verhältnis durch die Steilheit der Sägezahn-Flanke gesteuert wird. Wird das TZG im Ruhezustand nicht angesteuert, dann ist T3 ebenfalls wie in der positiven Halbwelle durchgeschaltet.
Über C4 wird die Zwischenstufe von der Endstufe gleichspannungsmäßig entkoppelt, im Ruhezustand ist T3 dauerhaft durchgeschaltet, ohne C4 wären somit auch T4 und T5 durchgeschaltet, was dazu führen würde, dass ein Dauerstom durch die Vorwiderstände und die Zündspule fließt. Im Ruhezustand wird aber C4 über den Basisstrom von T4 über R9 langsam aufgeladen, bis nach ca. 4-6 Sekunden T4 sperrt. Die Diode D4 ist eine Schutzdiode für T4, damit beim ersten Schalten nach dem Ruhezustand und damit geladenem C4 die Spannung an der Basis von T4 nicht über Versorgungsspannung + 0,7V ansteigt.
Der PNP-Transistor T4 dient als Impedanzwandler für die niederohmige Ansteuerung des Schalt-Leistungstransistors T5. Der BUX 37 (T5) ist ein Darlington-Transistor und hat dennoch, wie alle Schalt-Leistungstransistoren nur eine recht geringe Stromverstärkung. Um die notwendigen hohen Ströme von ca. 5A schalten zu können, muss T5 mit einem Strom von ca. 100mA angesteuert werden. Dieser Steuerstrom wird durch T4 geschaltete und durch R10/11 (parallel geschaltet, also 235Ω) begrenzt.
Die beiden 180V Z-Dioden D6 und D7 schützen T5, der maximal 400V aushält, vor den Spannungsspitzen, die beim Abschalten durch die Selbstinduktion in der Zündspule entstehen. Die Z-Dioden sind in Reihe geschaltet und haben damit eine Durchbruchsspannung von 360V. Wichtig! Es dürfen hier, wie anderswo fälschlich geschrieben, keinesfalls andere Z-Dioden mit nur wenigen Volt Durchbruchsspannung verwendet werden.
Prüfgerät für TZG
Um das TZG und seine beiden o.g. wesentlichen Funktionen prüfen und ggf. reparieren zu können ist in der TDV 2320_050-40 (F) im Anhang ein Prüfgerät beschrieben.
Dieses ist vermutlich nirgends mehr original zu bekommen, aber bei einer etwas eingehenderen Analyse der Schaltung des TZG und der Prüfprozeduren und Beschreibungen in der TDV lässt sich das Prüfgerät recht leicht analysieren und damit "nachbauen".
Im Grunde besteht das Prüfgerät nur aus wenigen Komponenten und simuliert quasi einen Iltis in Bezug auf die Zündung: - eine 24V Gleichspannungsversorgung als Ersatz für Batterie/Lima - eine zuschaltbare 24V / 50Hz Sinus-Spannung (Steuerspannung) als Ersatz für den Impulsgeber im Verteiler - ein Lastwiderstand mit parallel geschalteter Anzeigelampe und zuschaltbarem Lautsprecher als Ersatz für die Zündspule nebst Vorwiderständen.
Ein Blockschaltbild sieht im Prinzip so aus wie nebenstehend abgebildet.
Das Prüfgerät kann man also in unterschiedlicher Form realisieren, z.B. improvisiert mit einem Labornetzteil oder 2 Autobatterien als Stromversorgung, einem kleinen 24V Trafo für die Steuerspannung und einer 24V Glühbirne als Lastwiderstand.
Da ich ein mobiles, schnell einsetzbares Prüfgerät haben wollte, habe ich mit den Dingen, die ich in der Elektronik-Bastelkiste hatte und ein paar zusätzlichen Teilen, wie den Print-Trafos, die ich bei Conrad geholt habe, ein kompaktes Prüfgerät gebaut.
Das ganze sieht bei mir jetzt so aus:
 Prüfgerät TZG |
 Prüfgerät TZG |
 |Schaltplan Prüfgerät TZG |
Kurz zur Funktion: - Der große 24V/25VA Trafo dient der Stromversorgung, der 7824 Spannungsregler (unbedingt mit Kühlkörper versehen!) sorgt in Verbindung mit den Glättung-Kondensatoren für eine saubere 24V Spannungsversorgung. LED 2 ist lediglich die Betriebsanzeige. - Der kleine 24V/0,35VA Trafo erzeugt die Steuerspannung. Da der Trafo unbelastet Spannungsspitzen von über 50V und einen sehr unsauberen Sinus produzierte, muss er mit dem 1,5kΩ/1W Lastwiderstand belastet werden. Dadurch wird ein deutlich sauberer Verlauf der Sinus-Form und eine Maximal-Spannung von ca. 36V (24V mal Wurzel 2) erzeugt.
Der Lastwiderstand von 100Ω/10W liegt zwischen +24V und dem Ausgang des TSZ, dazu parallel ist die LED 1 (LD Anzeige) mit dem Vorwiderstand R geschaltet und zeigt an, wann das TSZ durchgeschaltet, der Lautsprecher SP 1 ist mit Vorwiderstand und Schalter ebenfalls parallel geschaltet und dient zum "Abhören" des TZG.
Stückliste:
| Part | Value |
| B1 | C3700-2200 |
| C1 | 100µF 60V |
| C2 | 470µF 35V |
| C3 | 10nF 60V |
| F1 | 500mA |
| F2 | 100mA |
| F3 | 2A |
| IC1 | 7824 |
| LED1 | LD |
| LED2 | Power |
| R1 | 1kΩ 0,25W |
| R2 | 1,5kΩ 1W |
| R3 | 100Ω 10W |
| R4 | 1kΩ 0,25W |
| R5 | 470Ω 0,25W |
| S1 | Anst. |
| S2 | Ton |
| SP1 | 8Ω |
| TR1 | 24V 25VA |
| TR2 | 24V 0.35VA |
| X1 | 220V 50HZ |
| X2 | zum TZG |
Kritik: Im Iltis wird der Schalttransistor (BUX 37) des TZG durch Zündspule und Vorwiderständen mit ca. 5A belastet, bei meinem Testgerät fließen hier nur ca. 250mA... mehr hätte einen kleineren Lastwiderstand (ca. 6Ω) mit höherer Verlustleistung (über 100W) und eine stärkere Stromversorgung erfordert, dass wäre aber mit einem Print-Trafo und einem längst geregeltem Spannungsregler (7824) in einem kompakten Gehäuse nicht machbar gewesen, außerdem war mir das zu teuer. Ich meine aber, dass auch mit einem Prüfstrom von 250mA die Funktion des TZG hinreichend getestet werden kann.
Anschluß des Prüfgeräts an das TZG
Da die Original-Stecker für das TZG nicht (oder nicht zu vernünftigen Preisen) zu bekommen sind und eigentlich auch nur vier Leitungen benötigt werden (der Rest sind redundante Masse-Kontakte), habe ich mir mit vier farbigen Leitungen und lötbaren Steck-Verbindern geholfen. Diese sollte mit Schrumpfschlauch gegen versehentliche Kurzschlüsse geschützt werden.
Der Anschluß am TZG und das notwendige Mess-Equipment:
 Anschluss Prüfgerät TZG |
 Mess-Equipment |
Zur Nutzung des Prüfgeräts braucht man mindestens ein einkanaliges Oszilloskop. Da wir hier im Niederfrequenzbereich unterwegs sind, reicht ein ganz einfaches Modell. Ich selbst verwende hier ein simples, zweikanaliges Digital-Oszilloskop, das per USB am PC angeschlossen ist. Diese Teile sind inkl. Tastköpfen und Software für ca. 70€ zu bekommen und funktionieren prima.
Des Weiteren sollte ein einfaches Digitalmultimeter, eine halbwegs vernünftige Lötstation oder eine Feinlötkolben und eine Entlötpumpe nicht fehlen. Alles zusammen für vielleicht 50€ bei den üblichen Bastelläden zu bekommen.
Reparatur des TZG
Im Internet (und füher auch hier im Wiki) kursieren vereinzelt Beschreibungen über eine Reparatur des TZG. Dort wird leider oft nach dem Trial-and-Error Prinzip vorgegangen, d.h. einfach Bauelement so lange getauscht, bei es irgendwie wieder „funktioniert“. Das ist aus mehreren Gründen fragwürdig:
- Wird das TZG nicht eingemessen, so ist der Schließwinkel evtl. nicht korrekt, s.o.
- Gründe für einen Defekt bleiben unentdeckt, evtl. fällt das TZG kurze Zeit später erneut aus, weil die Ursache nicht behoben wurde.
- Einige Bauelemente sind mittlerweile nicht so leicht zu beschaffen und recht teuer, z.B. der Leistungstransistor BUX37. Warum sollte man die ohne Not tauschen?
Zwei weitere Anmerkungen kann ich mir nicht „verkeifen“
- Pauschale Aussagen wie „Kondensatoren altern“ usw. sind wenig hilfreich.
- Ein Ersatz von Bauelementen durch alternative Typen sollte nur bei genauem Verständnis der Schaltung und messtechnischer Prüfung erfolgen. Einfach nur einen anderen Transisto einlöten, den man gerade zur Hand hat, mag im Einzelfall zwar sogar funktionieren, aber ob damit das TZG auch langfristig korrekt arbeitet, steht in den Sternen.
In der bereits erwähnten TDV ist aber das Überprüfen des TZG sehr ausführlich beschreiben, ich möchte das hier daher auch nicht alles abschreiben, sondern nur etwas ergänzen:
Grundsätzliche Funktionsprüfung ohne Zerlegung des TZG
Mit Hilfe des Prüfgeräts oder einem improvisierten Prüfaufbau kann das TZG ohne Zerlegen geprüft werden, dies sind die Arbeitsschritte 1 – 4 in der TDv. Dabei wird sowohl die Abschaltung des Zündstroms im Stand wie das korrekte Durchschalten und das Puls-Pausen-Verhältnis (Schließwinkel) getestet. Zudem wird das TZG durch "Abhören" auf Aussetzer geprüft, dabei kann es nicht schaden, das TZG zu schütteln, es können so evtl. Wackel-Kontakte etc. erkannt werden.... schließlich rüttelt es im Iltis während der Fahrt auch ordentlich.
Sind diese Test erfolgreich, würde ich zunächst von einer Zerlegung des TZG absehen und die Ursache für die Probleme wo anders suchen (Verteiler, Kabel, Vorwiderstände, Zündspule usw.)
Prüfung des TZG nach Zerlegung
Das TZG kann bis auf den Leistungstransistor recht einfach zerlegt werden, evtl. sind die Schrauben aber durch Dichtmasse etc. verklebt und sollte vorsichtig, z.B. durch Warmmachen, gangbar gemacht werden.
Ist das TZG zerlegt, so sollte man zunächst alles kritisch optisch prüfen.
Oberseite:
- Alle Kabel noch sauber angelötet?
- Bauelemente mit der Lupe betrachten, sind auffällige Verfärbungen oder gar „dicke Backen“ zu sehen, siehe Foto?
Unterseite:
- Lötstellen auf schlechte Verbindung, Ablösungen und Oxidation etc. prüfen
- Leiterbahnen auch Verfärbungen oder Ablösungen untersuchen, Im Zweifelsfall mit dem Multimeter auf Durchgang nachmessen.
Hier ein Beispielfoto, auf dem der Kondensator C6 bereits deutlich „dicke Backen“ macht, der ist definitiv defekt.
Wenn bei der optischen Prüfung keine offensichtlichen Defekte gefunden wurden, dann wird das TZG gemäß der Arbeitsschritte 5 bis 14 geprüft. Die Messpunkte dafür sind in der TDV zwar angegeben, aber teilweise vielleicht nicht leicht zu lokalisieren. Ich habe daher hier das Bild aus der TDV um die genaue Lage gut erreichbarer Meßpunkte (1..2 bis 1..11) ergänzt, Messpunkt 1..12 ist der BNC-Anschluß am Prüfgerät selbst.
In der TDV sind die Oszilogramme inkl. der Einstellungen des Oszilloskops für die jeweiligen Meßpunkte schematisch dargestellt, in der Praxis kann das schon etwas anders aussehen. Ich finde es für die Übersicht recht praktisch, wenn man ein min. zweikanalige Oszilloskop verwendet und auf einen Kanal stets die Sinus-Erregerspannung anzeigt, siehe oben.
Wird an einem Meßpunkt eine offensichtliche Abweichung festgestellt, so muss mit einem Defekt der benachbarten Bauelemente gerechnet werden. Im konkreten Fall hatte ich ein TZG bei dem T3 (der BCY 59 VII) defekt (durchlegiert) war. Dadurch wurde Meßpunkt 1..6 über R8 ständig auf ein Potential von über 20V gezogen. Dieser Defekt lies sich durch etwas Nachdenken leicht lokalisieren - woher kann an diesem messpunkt eine Spannung üebr 20V kommen ? Nur über T3!
Ist das nicht so klar und der Defekt nicht eindeutig zuzuordnen, sollte zunächst die angrenzenden passiven Bauelemente (Widerstände, Kondensatoren) geprüft werden. Ein Prüfung besteht hierbei im Messen des Ohmschen Widerstands: Bei den Kondensatoren sollte dieser, zumindest nach einer gewissen Zeit, sehr hochohmig bzw. "unendlich" sein, die Widerstände sollten den enstprechenden Wert nach Schaltplan haben. Manchen Multimeter bieten auch eine Kapazitätsmessung der Kondensatoren, dies sollte aber nicht überbewertet werden, so kann z.B. ein Konensator damit nicht auf Spannungsfestigkeit geprüft werden. Zur Messung müssen manche Bauelemente vorher zumindest mit einem "Bein" ausgelötet werden, dazu sollte man eine vernüftige Entlöt-Pumpe sein Eigen nennen.
Wird hierbei kein Fehler festgestellt geht es an die aktiven Bauelemente (Transistoren, Dioden), die an den Messpunkt angrenzenden werden einer nach dem anderen ausgelötet und gegen neue getauscht, danach jeweils ein kurzer Funktionstest.. Transistoren und Dioden können mit besseren Multimetern im ausgebauten Zustand evtl. auch geprüft werden, dazu sollte man sich die Datenblätter aus dem Internet herunterladen.
Im Zweifel werden notfalls der Reihe nach alle an einen Messpunkt angrenzenden Bauelemente getauscht.
Ist das TZG dann soweit wieder funktionsfähig, sollte unbeding die Abschaltung und das Puls-Pausen-Verhältnis geprüft und eingestellt werden. Das ist in der TDV ausführlich beschrieben.
Leider wird kaum jemand heute noch eine Widerstandskaskade besitzen, ich habe hierzu einfach ein 10kOhm Spindelpoti und einen 4,7kOhm Widerstand in Reihe auf eine kleine Platine gelötet und mit längeren Anschlußdrähten versehen, damit kann ich den Widerstand zwischen 5 und 15kOhm feinfühlig regeln. Diese löte ich anstelle von R6 ein und stimme die Schaltung gemäß Arbeitsschritt 17 ab.
Das TZG hat gemäß eine Puls-Pausen-Verhältnis bei 50Hz von 6:4, was einem Schließwinkel von 60% oder 54° entspricht, was mir schon recht viel vorkommt.
Ich hatte ein altes TZG, das ich repariert habe, bei dem der Schließwinkel bei fast 70% lag, dies habe ich gemäß Arbeitsschritt 17 wieder auf 60% eingestellt, dazu musste R6 von 10kOhm auf 9,2kOhm reduziert werden. Ich habe aber auch schon mal ein neues, ungebrauchtes TZG (NOS) nachgemessen, das hat einen Puls-Pausen-Verhältnis von 5,7:4,3, was 57% oder 51° entspricht.
Nach der Reparatur nicht vergessen, die Leiterplatte von unten mit isolierendem Schutzlack neu zu versiegeln, ich nehme dazu Kontakt Chemie Plastik 70. Man sollte auch schauen, dass man das Gehäuse des TZG wieder dicht bekommt, die alten Dichtungen sind evtl. nicht mehr sehr gut, etwas Karosserie-Dichtmasse auf Silikonbasis kann nicht schaden.
Aus- und Einbau des Leistungstransistors
Der Leistungstransistor ist mit einer Vergussmasse im Gehäuseboden des TZG „einzemmentiert“. Obgleich der Transistor bei meinem alten TZG nicht defekt war, habe ich ihn aus Neugierde trotzdem mal ausgebaut. Es war ein übles Gewürge, aber mit etwas „bohren und Hebeln“ habe ich es am Ende geschafft. Evtl. hilt auch hier wieder warm machen.
Leider waren zunächst einmal die Muttern auf den Befestigungsschrauben festgegammelt (Rost wg. Feuchtigkeit). Eine Schraube ist gleich abgerissen, als ich die Mutter lösen wollte, bei der anderen hat sich der Schraubenkopf in der Vergussmasse mitgedreht... Also habe ich mit dem Schraubendreher die Vergussmasse weggepolkt, bis ich an die Schraube rankam. Dann ist die Schraube beim Drehen der Mutter leider auch abgerissen.... Beim Wiedereinbau habe ich Edelstahlschrauben M3x10 bzw. M3x15, Edelstahlscheiben und Edelstahlmuttern M3 genommen, da die Schrauben außer zum Leistungstransistor keine Kontakt haben, sehe ich keine Gefahr für Kontaktkorrosion.
Beim Einbau muss an die Isolierscheibe (Glimmer-Scheibe oder anderes, modernes Isolierpad) und an die Isolierhülsen für die Schrauben gedacht werden. Das Gehäuse des BUX37 ist gleichzeitig der Kollektor und darf keinesfalls mit dem Gehäuse des TZG Verbindung haben. Vor dem Vergießen unbedingt nachmessen !
Ist der Transistor eingebaut, wird er wasserfest vergossen, ich habe dafür Karosseriedichtmasse auf Silikonbasis verwendet.
Ersatzteilversorgung und alternative Ersatzteile
In einer früheren Version des Wiki-Artikels war hier eine Ersatzteil-Liste mit Bestellnummern des bekannten Bastel-Elektronik-Versands mit "C" aufgeführt. Ich tue mich damit schwer: Die Bauelemente des TZG sind z.T. recht veraltete und bei solchen „Fachhändlern“ nicht mehr zu bekommen. Das Sortiment dieser Händler ändert sich häufiger, so dass Bestellnummern schnell veralten. Allerdings gibt es (Stand Mitte 2014) noch (fast) alles bei „ernsthaften“ Elektronik-Bauteil-Händlern und auch in einem bekannten Online-Auktionsportal, ich möchte hier aber keine Werbung für einen bestimmten Händler machen. Lediglich der BCY 59VII ist aktuell wohl nicht mehr zu bekommen, es kann aber für die Schaltanwendung bedenkenlos der BCY 59VIII verwendet werden, der eine etwas höhere statische Strromverstärkung (Hfe) aufweist. Wenn jemand Probleme mit der Ersatzteil-Besorgung hat, dann kurze Mail an Slothorpe im MFF oder Iltis-Forum.
Alternative Ersatzteile
Wie bereits gesagt sind Stand 2014 noch alle Bauteile verfügbar, so dass ich erstmal davon abrate, mit alternativen Bauteilen zu experimentieren. Grundsätzlich kann man sich natürlich, z.B. über http://alltransistors.com/de/ einen Vergleichstypen raussuchen, man muss dabei aber schon genau darauf achten, welche Paramter entscheident für die Funktion der Schaltung sind.
Grundsätzlich sehe ich mittelfristig einen Engpass bei dem Leistungstransistor BUX37 im TO3 Gehäuse, da diese Bauform heute kaum noch genutzt wird. Hier bietet sich durchaus an, einen Vergleichstypen im TO 220 Gehäuse (z.B. den MJE5742G, der auch für Zündanlagen verwendet wird) zu nehmen, den man Problemlos in den großen Ausschnitt für das TO 3 Gehäuse einpassen kann.
Zündung einstellen
Kurzbeschreibung:
Voraussetzung: - Steuerzeiten Ventiltrieb stimmen - Motor zieht keine Falschluft - Komponenten der Zündung techn. einwandfrei
Häufige Fehlerquellen:
- Vergasersockel porös (Gummi unter Vergaser)(mit Bremsenreiniger ansprühen - Drehzahlveränderung?) - Schlauch Bremskraftverstärker undicht (mit Bremsenreiniger ansprühen - Drehzahlveränderung?) - Verstelldose am Verteiler defekt (Schläuche per Mund ansaugen und Verstellung im Verteiler bei abgenommener Verteilerkappe prüfen) - Zahnriemen 1 Zahn übergesprungen - Unterdruckschläuche Zündverstellung undicht - Zündkerzen o. Zündverteiler abgenutzt - Zündverteiler Welle ausgeschlagen
Zündlichtpistole mit Adapterkabel (wg Schirmung) am Zündkabel des 1. Zylinder anschließen. Zylinder 1 ist der, dem Kühler am nächsten gelegene. Gummistopfen aus Getriebeglocke entfernen. Motor von Hand durchdrehen um sich die Markierung auf der Schwungscheibe anzusehen. Diese ist oftmals verschmutzt und gibt sich dann beim Anblitzten mit der Zündlichtpistole nicht zu erkennen. Die Markierung besteht aus einer eingeschlagenen 4mm großen "0". Es sind noch Markierungsstifte auf der Schwungscheibe, diese nicht beachten.
Beim "auf OT stellen von Hand" darauf achten, dass Nocken der Nockenwelle des 1. Zylinders gleichmäßig nach oben zeigen. Da der Zylinder 2mal den OT passiert (4takt Motor) kann die Markierung auf der Schwungscheibe nicht allein ausschlaggebend sein! Dazu Öleinfülldeckel öffnen, oder bei Fahrzeugen mit Ölfangblech, Ventildeckel abnehmen (dabei auch gleich Ventilspiel prüfen, neue Dichtung nehmen). ODER Wenn vorab sichergestellt, dass Steuerzeiten stimmen, Markierung an Nockenwellenrad suchen und prüfen. Dazu Zahnriemenabdeckung abnehmen. Bei Fahrzeugen mit Sichtloch in Zahnriemenabdeckung zur zukünftg. Vereinfachung Gummistopfen entfernen und mit weißem Edding richtige Position markieren.
In oder an der Aluminium-Getriebeglocke (im Schauloch) befindet sich die feste Markierungsspitze.
Bei korrekt eingestellter Zündung erscheint die Markierung der Schwungscheibe ("0") unter der festen Markierungsspite im Schauloch .
Verteilerbefestigung (13er Sechskantschraube am Motorblock) leicht lösen. Der Verteiler soll sich schwergängig von Hand drehem lassen.
Unterdruckschläuche am Verteiler nicht entfernen. Zylinderkopfentlüftung zw. Ansaugrüssel und Ventildeckel vergaserseitig verschließen wg. Benzinanteil im Motoröl.
Motor starten.
Leerlaufdrehzahl kontrollieren. ( Es sollten nicht über 1050 U/min sein )
Schauloch anblitzen.
Beim vorsichtiges Drehen des Verteilers erscheint dann die Markierung der Schwungscheibe in der festen Markierung an der Getriebeglocke. So lange drehen bis "0" erscheint und direkt unter Markierungsspitze zum liegen kommt. Dann ist der Zündzeitpunkt auf 0° oder OT (oberer Totpunkt, der höchste Punkt des 1. Zylinders) eingestellt. Es kann eine Verbesserung bringen, den ZZP auf 3° +/-2° Frühzündung zu stellen, insbesondere bei Fahrzeugen mit GKat.
Auf Leerlaufdrehzahl achten ! Ggf nachregeln am Vergaserleerlauf.
Verteiler mit Schraube festziehen.
Motor aus.
Zündlichtpistole und Adapterkabel entfernen und den Stopfen im Getriebe nicht vergessen.
Fertig.
BILDER
 Schaltplan nach TDV |
 Stückliste nach TDV |
 Übersicht |
 Stückliste Vers.2 |
Fehlerquellen
- Durchgeschlagene Zündkabel führen zu Zündaussetzern und später zum Totalausfall des betreffenden Zylinders.
- Wackelkontakt in dem Kabel zum TZG Transistorzündgerät. Durch Alterung der Gummierinsätze in den Steckern, lösen sich teilweise die Verbindungen. Dieser Fehler ist oft schwer zu entdecken, weil er durch den Wackelkontakt nicht immer auftritt.
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