R4 – Zündung

Schon Gottlieb Daimler und Carl Benz erkannten: Das Entscheidende ist die Zündung – Die Zündung ist verantwortlich ob ein Motor läuft – und wie…

Die Spulenzündung:

Wir haben es in unseren R4 inzwischen mit weitaus praxistauglicheren Lösungen zu tun als die Urväter des Automobils. Und welche im Gegensatz zu heutigen Zündsystemen auch noch für nur mittel elektrotechnisch Begnadete zu verstehen und zu reparieren sind:
Funktionsprinzip: Der Zündfunke entsteht durch einen schlagartige unterbrochenen Stromfluss ( Unterbrecherkontakt-Schalter ), welcher in der Zündspule ein sich schnell änderndes Magnetfeld erzeugt, welches dort eine Spannung induziert, welche dann noch auf 10.000 Volt transformiert wird. Bei dieser hohen Spannung schägt an der Zündkerze ein Lichtbogen ( Zündfunken ) durch den Luftspalt um diese Spannung zu entladen.
Der Rest sind nur noch Feinheiten…
Dieser Lichtbogen zündet das komprimierte Kraftstoff-Luftgemisch rechtzeitig, damit in dem Moment wenn Kolben wieder nach unten geht der maximale Explosionsdruck vorliegt, den wir zum Antrieb nutzen. Da die Explosion einge Milisekunden dazu braucht, muß die Zündung kurz vor dem oberen Umkehrpunkt erfolgen – bei höherer Drehzahl auch noch früher.
Diese Funktion übernimmt der Zündverteiler: Ein Vierfachnocken hebt den Unterbrecherkontakt ab und trennt die Kontaktplatten und damit den Stromfluss durch die Zündpule. Federbelastete Fliehgewichte im Unterteil verdrehen diese Nocken bei steigender Drehzahl nach „früher“. Im Zündzeitpunkt steht der Verteilerfinger nahe eines der Kontakte im Verteilerdeckel so – daß der Lichtbogen in der Verteilerkappe ein erstes mal überspringt vom Hauptzündkabel in der Mitte zum Zündkabel zum jeweiligen Zylinder, der gerade „dran“ ist. Ein Kondensator löscht die Restspannung. Der Zündverteiler läuft mit der Nockenwelle mit halber Motordrehzahl. Somit bekommt innerhalb von zwei Motorumdrehungen jeder Zylinder einmal einen Zündimpuls.

Wartung:

Leider unterliegt dieses elektro-mechanische System dem Verschleiß und erfordert Wartung – oder es kann wie jedes elektrische Bauteil auch schlagartig ausfallen oder einen Wackelkontakt bekommen.

Regelmäßig kontrollieren sollte man den Zündzeitpunkt, der sich gerne mal verstellt ( Mit falschem Zündzeitpunkt läuft der Motor immer schlechter udnirgendwann auch gar nicht mehr ):
Die Einstellung geht mit einer Prüflampe oder einer 12V-Glühlampe zwischen Kabelanschluss des Verteilers und Masse. Den Motor bei eingeschalteter Zündung drehen ( Kurbel oder mit eingelegtem Gang schieben ) bis der Unterbrecherkontakt öffnet und die Lampe angeht. Jetzt sollte die Kerbe im Schwungrad an der richtigen Markierung an der Kupplungsglocke stehen. ( evtl. muß man weiter drehen, da nur für einen der Zylinder eine Kerbe vorhanden ist ). Beim C-Motor sind in einem Fenster in der Kupplungsglocke Markierungsstriche von rechts 0° bis links 10° – ein Reiter auf dem Hauptzündkabel nennt den Einstellwert. Beim B-Motor ist der Zündzeitpunkt 11mm rechts vor dem Blechpfeil. ( Man bastelt sich deshalb besser eine weitere Kerbe oder einen zweiten Blechpfeil ). Eingestellt wird der Zündzeitpunkt durch verdrehen des Zündverteilers nach Lösen der Klemmschelle am Fuß.
Bequemer geht es mit einer Zündzeitpunktpistole ( Stroboskop ). Diese wird an das Zündkabel des vordersten Zylinders geklemmt und bei laufenden Motor blitzt die Lampe immer im Zündzeitpunkt womit man an der Markierung ein stehendes Bild sieht und den Verteiler entsprechend verdrehen kann. Manche dieser Pistolen haben auch einen Schließwinkelmesser, der den Unterbrecherkontaktabstand genauer misst als eine Fühlerlehre ( 0,4mm entsprechen hier 57° bis 63° Schließwinkel ). Mit der Zündpistole kann man auch zumindest grob kontollieren ob beim Gasgeben der Zündzeitpunkt gleichmäßig nach früh wandert.
Die genaue Zündvertellkurve lässt sich nur mit einer Spezialpistole oder auf einem Verteilerprüfstand kontrollieren. Das sollte man aber auf jeden Fall machen, bevor man anfängt, an der Vergaserauslegung herumzuexperimentieren.

Inzwischen gibt es elektronische Zündverteiler ( z.B. 123 ), bei denen die Unterbrecherfunktion und die Zündverstellung nicht mehr mechanisch erfolgt. Der mechanische Verschleiß ist damit vermieden. und die Zündverstellung konstanter. Auch sind per Schalter verschiedene Verstellkurven wählbar. Die Elektronik ist aber empfindlich auf Spannungsschwankungen. Wenn der Lichtmaschinenregler nicht einwandfrei ist, brennen die elektronischen Zündungen gerne durch.

Unterbrecherkontakt: Bei jeder Zündung wird etwas Material vom Amboss auf den Hammer mitgerissen. So entsteht auf dem Hammer ein Berg und im Amboss eine Vertiefung. Nach ca. 20.000km ( oder spätestens, wenn der R4 startunwillig wird ) sollte der Unterbrecherkontakt ausgetauscht werden. Dabei muß sein maximaler Abstand ( 0,4mm ) und der Zündzeitpunkt eingestellt werden. Unter den Pertinaxgleitschuh zum Nocken sollte etwas Fett. Die Feder des Unterbrecherkontakt ist mit einer durch Scheiben isolierten Schraube mit dem Anschlusskabel aussen verschraubt. Durch falsche Reihenfolge der Scheiben produziert man hier leicht einen Kurzschluss mit dem Gehäuse. Fingerzeig: Leider ist das Material der heute hergestellten Kotakte nicht sonderlich gut. Es macht daher Sinn auf Teilemärkten oder in Werkstätten nach Altlagerteilen ( NOS ) zu suchen – bei lange gelagerten Kontakten bildet sich manchmal eine Korrosionsschicht auf den Kontaktflächen, daher vor dem Einbau die Kontaktflächen polieren: Ich mache das mit etwas Chrompaste und reibe die Kontaktflächen an einem Holzbrett. Leider gibt es um die 10 verschiedene Zündverteiler für den R4 die alle andere Unterbrecherkontakte und Finger und Kappen haben. Zum Teilekauf braucht man daher nicht die Fahrzeugdaten sondern die Verteilertype.

Die Zündverstellung sollte regelmäßig geölt werden: In die Achse unter dem Verteilerfinger und auch die Fliehgewichte durch die Öffnungen im Zwischenboden im Zündverteiler.
Der Verteilerfinger muß sich gegen Federkraft ca 15° verdrehen lassen und selbst zurückkommen.

Nachdem zwischen Verteilerfinger und Verteilerkappe auch schon Hochspannungsfunken überpringen, sollte man die Teile erneuern, wenn die Kontaktflächen deutliche Abbrandspuren zeigen. In der Verteilerkappe bilden sich manchmal Kriechfunkenstrecken. Daher die Kappe sauber halten. Eindringendes Wasser führt manchmal zu Korrosion an den Steckdosen für die Zündkabel. Zuletzt sollte die Kontaktkohle zum Verteilerfinger ok sein.

Die Hochspannungs-Zündkabel werden mit der Zeit brüchig – sobald Proleme mit dem Motorlauf auftreten, ist es sinnvoll, diese zu erneuern. Man kann auch versuchen, die Kabel zu messen – aber oft findet man den Fehler beim Messen nicht ( Wackelkontakt ).

Die Zündkerzen sind für die Meißten die ersten Verdächtigen – aber selten wirklich Schuld. Ein Ersatz ist viel seltener erforderlich als er allgemein durchgeführt wird. Mit etwas Fingerspitzengefühl kann man die Bogenelektrode auch nachklopfen, um auf die 0,6mm Abstand nachzustellen. So kann man die Kerzen bis zu 50.000km fahren. Die Mittelelektrode darf aber keine Schläge und Hebelkräfte abbekommen, da sie mit Keramik isoliert ist, welches leicht bricht. Daher Zündkerzen auch nicht mehr einbauen, wenn sie heruntergefallen sind. Fingerzeig: Wie jedes elektrische Bauteil können Zündkerzen eine Sekunde oder 100 Jahre halten. – alte Kerzen haben zumindest die Frühausfälle schon überwunden und fallen daher seltener aus. Die Qualität der Ersatzteil-Zündkerzen ist auch nicht immer zweifelsfrei. Daher ist immer Vorsicht geboten bei der Aussage: An den Kerzen kann es nicht liegen – die sind neu!…?

Zündkondensator: Wenn die Unterbrecherkontakte stark funken oder verbrennen ist der Kondensator im Verdacht. Er verschleißt eigentlich nicht, kann aber wie eine Glühlampe plötzlich ausfallen.

Unterdruckverstellung: Die C- Motoren haben zusätzlich eine Unterdruckmembran, die abhängig vom Unterdruck im Ansaugsystem die Zündung verstellt. Kontrollieren kann man ob man durch saugen mit dem Mund am Anschlusschlauch eine Bewegung im Verteiler beobachtet werden kann. Die Unterdruckverstellung hat aber eigentlich nur bei schnellem Gasgeben Einfluss auf den Motorlauf.

Zündschloss: Kontaktprobleme im Zündschloss können auch zu Zündproblemen führen. Um das auszuschließen kann man testweise ein Kabel direkt von Batterie+ an die Zündspule legen.

Fehlersuche:
Wenn der Motor nicht läuft, liegt es meißtens an der Zündung (oder der Spritzufuhr). Hierzu ist der allgemeine Fehlersuchbaum hilfreich, der in allen (zumindest älteren ) „Jetzt helfe ich mir Selbst“-Büchern in der Umschlagklappe abgedruckt ist. Bei Aussetzern ist die Erfahrung: Schlagartiges Wegbleiben und Weiterlaufen sind eher Zündaussetzer. Weicheres Ruckeln eher die Spritzversorgung. Wenn der Tank komplett leergefahren wird, ist aber auch ziemlich schlagartig Schluss – ein Stottern kennt man beim R4 nicht.
Bei schlechtem Motorlauf liegt es erfahrungsgemäß meißt an der Zündung. Auch wenn z.B. der R4 in manchen Drehzahlen ruckelt, oder nur mit Choke läuft, ist es meißt ein Zündungsproblem. Daher rate ich dazu, erst sämtlicher Zündungs-Wartungen oben abzuarbeiten, bevor man versucht, an der Vergasereinstellung herumzubasteln.