In der Klassiker-Werkstatt

Fehlerquellen der Unterbrecherzündung

 Die Fehlerquellen der Unterbrecherzündung.Kriechströme ver­meiden: Schmutz­anhaftungen an ­Kabeln und Zündspulen regelmäßig entfernen. Zum Abwischen der ­Zündungskomponenten genügt ein trockenes Tuch.Störungen pro­grammiert: Bei solch unzureichend isolierten Kabeln wie hier an der Zünd­spule braucht man sich über Zündungsausfälle bei Regenfahrten nicht zu wundern.Bei direkt geschalteten Zündungen empfiehlt sich ein gelegentlicher Sprühstoß ins Zündschloss mit Kontaktspray.28 Bilder

Ein exakter und zuverlässiger Zündfunke ist maßgeblich für Leistung, Verbrauch und die Startwilligkeit eines Motors. Doch genau daran ­hapert es oft bei den bis in die 1980er-Jahre verbauten Unterbrecherzündungen. Wir zeigen, wo deren Problemstellen liegen – und wie man für Abhilfe sorgt.

Wolfgang Schelbert, Motorradmechaniker-Meister und Inhaber von „Wolfis Garage“ in Seeshaupt am Starnberger See (www.wolfis-garage.de) hat eine klare Meinung: „Kontaktzündungen, die noch bis in die 1980er-Jahre selbst in hochpreisigen Motorrädern von Moto Guzzi, BMW, Honda oder Triumph arbeiteten, sind ein Sammelsurium von störanfälligen Teilen. Sie funktionieren nur dann zuverlässig, wenn sie regelmäßig und fachmännisch gewartet werden.“

Zu den Komponenten einer Kontaktzündanlage gehören bei einem Einzylindermotor der Unterbrecher, ein Kondensator und eine Zündspule. Hinzu kommen eine mechanische Zündverstellung, die aus kleinen Fliehkraftgewichten mit Rückholfedern und einer Nocke besteht, die Stromkabel für Hoch- und Niederspannung, ein Zündkerzenstecker, die Zündkerze und natürlich das Zündschloss. Den Strom für die Kontakt-Zündanlage liefern meist die Batterie respektive die Lichtmaschine. Je nach Zylinderzahl variiert die Anzahl einiger der genannten Komponenten. „Bei Funktionsstörungen beginnt die Fehlersuche immer zuerst mit dem gründlichen Reinigen aller zur Zündung gehörenden Bauteile“, sagt Wolfgang. „Hat sich auf Kabel und Zündspulen eine Schmutzschicht gebildet, kann diese bei Feuchtigkeit zu Kriechströmen führen, die Zündaussetzer verursachen.“ Nach der Reinigung mit einem trockenen Tuch folgt die Kontrolle der Verkabelung. Brüchige oder lose Kabel und natürlich sichtbar beschädigte Zündspulen werden geprüft und/oder ersetzt.

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Fehlerquelle Zündspule

„Sind die Zündspulen zur Kühlung durch den Fahrtwind unterm Tank angebracht, gilt der prüfende Blick zunächst deren Masseanschlüssen am Rahmen. Diese sind oft korrodiert und haben dadurch hohe Übergangswiderstände“, erklärt Wolfgang. Dann heißt es zunächst, die Korrosion an den Kontaktflächen mit feinem Sandpapier zu entfernen. Eine Reparatur der Zündspule selbst ist übrigens nicht möglich, da die Primär- und Sekundärwicklungen im Innern in der Regel vergossen sind. Brennt eine davon durch, ist die Zündspule also reif für den Schrott. Bis zum Durchbrennen einer der Wicklungen funktioniert die Zündspule allerdings einwandfrei. Deshalb gibt es bei der Funktion einer Zündspule nur ein „ganz oder gar nicht“. Schwache Zündfunken oder Zündaussetzer haben ihre Ursache daher fast immer in einer defekten oder korrodierten Verkabelung.

Typische Kandidaten für Zündaussetzer bis hin zum Totalausfall sind beispielsweise der Killschalter und das Zündschloss. Deren Störanfälligkeit steigt dramatisch, sofern sie direkt geschaltet sind. Das ist der Fall, wenn der Strom zur Versorgung der Zündspulen nicht über einen Relaisschaltkreis, sondern unmittelbar über den Killschalter und/oder das Zündschloss fließt. Mit der Zeit korrodieren die kleinen Kontakte im Schalter – bis hin zum Totalausfall. „Bevor die wesentlichen Komponenten einer Zündung auf Fehler untersucht werden, sind daher zunächst alle Kontakte, Stecker und Isolierungen zu checken“, rät Wolfgang. Das gilt insbesondere für die Unterbrecherkontakte. Sie sind verantwortlich für den exakten Zündzeitpunkt und zugleich das verschleißfreudigste Teil einer Kontaktzündung.

Unterbrecherkontakte

Weshalb Unterbrecherkontakte so schnell verschleißen, offenbart ihre Funktionsweise. „Die Primärwicklung der Zündspule bekommt ihren Strom direkt von der Batterie. Hier ist die Spannung daher recht gering“, erläutert Wolfgang. „Die Primärwicklung einer Zündspule wird somit auch Niederspannungswicklung genannt. Bei Unterbrechung des Stromflusses ändert sich das Magnetfeld in der Zündspule, wodurch in die Sekundärwicklung ein Stromimpuls induziert wird.“ Elektrotechniker sprechen hier von der Lenz‘schen Regel. Dabei ist das Verhältnis der Primär- zur Sekundärwicklung so gehalten, dass in die Sekundärwicklung ein Impuls von 10.000 bis 30.000 Volt induziert wird. „Die Sekundärwicklung, die auch Hochspannungswicklung genannt wird, leitet diesen Impuls über das Zündkabel auf die Zündkerze weiter, wo sich die Spannung dann als überspringender Funke entlädt“, erklärt Wolfgang. Der Unterbrecherkontakt selbst ist extremen elektrischen und mechanischen Belastungen ausgesetzt: Einerseits muss er Ströme von bis zu fünf Ampère und Spannungen von bis zu 500 Volt schalten, andererseits Drehzahlen von 8.000/min und mehr standhalten. Das funktioniert nur dann einwandfrei, wenn die beiden Kontaktflächen der Unterbrecher nicht verschmutzt oder verölt sind und weiterhin kein Massekontakt zur Grundplatte besteht. Zum Säubern der Kontakte empfiehlt Wolfgang Bremsenreiniger. „Dabei darf keinesfalls der Motor laufen“, mahnt der Experte. „Der Bremsenreiniger würde sich sonst durch Funken entzünden!“ Erblickt man anschließend auf den sauberen Kontaktflächen kleine, kraterförmige Löcher oder Schmelzflächen, müssen die Kontakte ausgetauscht werden, da ansonsten der Übergangswiderstand zu hoch sein könnte.

So mancher Unterbrecher wird zudem durch Massekontakt mit der Grundplatte lahmgelegt. Die Isolierung der Achslagerung des beweglichen Teils besteht aus korkähnlichem Material. „Mitunter wandert diese Lagerung etwas ins Innere des Unterbrechers und es kommt zum Masseschluss mit der Grundplatte. Die Folge sind sporadische Zündaussetzer, speziell bei heißem Motor. Oder gar ein Totalausfall der Zündung durch Kurzschluss“, weiß Wolfgang. Eine Reparatur ist möglich durch Herausdrücken der Lagerung. „Besser ist aber der Wechsel des ganzen Unterbrecherkontakts, da man nicht weiß, ob die Lagerung ausgeschlagen ist. Dann würde der Defekt bald wieder auftreten.“

Foto: Marcel Schoch
Fettrückstände auf den Unterbrecherkontakten lassen sich problemlos mit Bremsenreiniger beseitigen.
Fettrückstände auf den Unterbrecherkontakten lassen sich problemlos mit Bremsenreiniger beseitigen.

Wichtig ist darüber hinaus die Schmierung der Mechanik eines Unterbrechers, da sie hohen Belastungen ausgesetzt ist. Nicht selten ist die Ursache für Zündaussetzer nur Mangelschmierung. Probleme bereiten häufiger auch schwächelnde Unterbrecherfedern. Mangelt es an Andruckkraft, kann es zu Resonanzschwingungen des Unterbrechers kommen, was letztlich den Zündzeitpunkt völlig durcheinanderbringt. „Der Motor klingt dann einfach nur grausam“, beschreibt Wolfgang dieses Phänomen. Ein ähnliches Problem ist das sogenannte Kontaktprellen. Durch das mechanische Aufschlagen der Kontakte entstehen Prellschläge im Millisekunden-Bereich. Mit steigender Drehzahl verlängert sich die Zeit des Prellschlag-Hüpfens – der exakte Zündzeitpunkt ist dahin. Das bedeutet zudem eine Spitzenbelastung für die Zündkondensatoren, die während des Prellens auf- und entladen werden. Diese sind jedem Unterbrecherkontakt vorgeschaltet, um die durch die Spannung von mehreren Hundert Volt auftretende Funkenbildung beim Öffnen zu unterdrücken. „Kondensatoren werden ebenfalls zur funktechnischen Entstörung benötigt“, erklärt Wolfgang. „Einen defekten Kondensator erkennt man an stark ausgebrannten Unterbrecherkontakten und heftiger Funkenbildung an jenen bei laufendem Motor.“ Defekte Kondensatoren beeinflussen darüber hinaus das Laufverhalten eines Motors negativ. Wobei die Symptome ähnlich erscheinen wie bei einem Vergaser, der Wasser gezogen hat. Der Motor hat Fehlzündungen beim Beschleunigen, läuft im Schubbetrieb und im Standgas aber relativ normal. „Manch einer hat schon zig Mal Vergaser zerlegt, gereinigt und wieder zusammengebaut, bevor er auf die Idee kam, die Kondensatoren zu tauschen“, weiß Wolfgang und rät: „ Beim Einbau neuer Kondensatoren stets auch neue Unterbrecher verwenden, weil diese aufgrund des defekten Kondensators oftmals vorgeschädigt wurden.“

Verschlissene Unterbrecherkontakte verändern den Schließwinkel (Ladezeit der Zündspule) enorm. Wolfgang gibt ein Beispiel: „Ändert sich der Kontaktabstand wegen Abbrandes nur um einen Zehntel Millimeter, verstellt sich dadurch die Zündung um zirka sechs bis acht Grad. Außerdem bewirkt dies eine Verkürzung der Ladezeit der Zündspule, was auch den Zündfunken schwächt.“ Übermäßiger Verschleiß ist ebenso programmiert, wenn der Schmierfilz an der Nocke nicht regelmäßig mit einem speziellen Öl getränkt wird. Ohne ausreichende Schmierung laufen die Unterbrecherkontakt-Böckchen rasch ein, und der Kontaktabstand verringert sich ebenfalls.

Zündzeitpunktverstellung

Quell häufigen Ärgers ist darüber hinaus die mechanische Zündzeitpunktverstellung. Sie sorgt dafür, dass sich bei steigender Motordrehzahl der Zündzeitpunkt innerhalb eines gewissen Drehzahlbereichs (meist zwischen 2000 und 3500/min) linear auf Frühzündung verstellt. Dies bedeutet, dass die Zündkerze bereits funkt, wenn der Kolben das Gasgemisch noch verdichtet. Je schneller der Motor dabei dreht, desto eher wird auf Frühzündung gestellt, um ab einer gewissen Drehzahl konstant zu bleiben. So ist gewährleistet, dass das Benzin-Luft-Gemisch bei hohen Drehzahlen genügend Zeit hat, vollständig zu zünden, um seine volle Kraft zu entfalten.

Der Zündzeitpunktversteller besteht im Wesentlichen aus einer drehbar gelagerten Nocke, auf der das (oder die) Unterbrecherböckchen läuft. Um den Zündzeitpunkt zu verstellen, verdrehen bei steigender Drehzahl Gewichte an Spiralfedern über die Fliehkraft und einen Hebel die Nocke. Klar, dass die Verstellung des Zündzeitpunkts nur dann einwandfrei funktioniert, wenn sich die Nocke leicht verdrehen lässt. Einige Tropfen Kriechöl auf die Lagerung der Nocke gehören daher zum regelmäßigen Pflichtprogramm bei Kontaktzündungen. Der Fliehkraftversteller arbeitet einwandfrei, wenn sich die Nocke mit den Fingern oder einer Zange leichtgängig um wenige Millimeter in eine Richtung verdrehen lässt und beim Loslassen wieder in die Ausgangslage zurückspringt. „Wenn sie sich nicht oder nur langsam in ihre Ausgangslage zurückdreht, kann entweder der Mechanismus aufgrund von Korrosion und Ölmangel klemmen. Oder die Rückstellfedern der Fliehkraftgewichte sind verschlissen“, so Wolfgang. Ersteres bewirkt, dass die Frühzündung zu spät oder gar nicht erfolgt. Dann baut der Motor über das gesamte Drehzahlband keine Kraft auf, wirkt beim Beschleunigen lethargisch und müde. Im zweiten Fall erfolgt die Frühzündung zu schnell, was sich in einem Beschleunigungsloch äußert. Der Motor hängt in einem bestimmten Drehzahlbereich durch, um anschließend kraftvoll durchzuziehen. „Um die korrekte Funktion der Zündzeitpunktverstellung wieder herzustellen, müssen die erschlafften Rückstellfedern an den beiden Fliehkraftgewichten getauscht werden“, erläutert Wolfgang die Reparatur. Bei dieser Gelegenheit nicht vergessen, die Lagerung der Fliehkraftgewichte zu reinigen und zu schmieren!

Zündkerzen und deren Stecker prüfen

Eine perfekt gewartete Unterbrecherzündung braucht natürlich auch funktionierende Zündkerzen, damit der Funke überspringt. Bei Zündproblemen sind die relativ leicht zugänglichen Kerzen daher der Prüfpunkt Nummer eins. Stimmt der Wärmewert? Falls nicht, kann der Motor erheblichen Schaden nehmen, denn die Wärmeentwicklung variiert stark von Motor zu Motor. Jeder Motor hat einen vorgeschriebenen Zündkerzentyp. Nur dieser stellt sicher, dass ein genau definiertes Maß an Wärme an den Zylinderkopf abgegeben werden kann, um das für den Motor optimale Temperaturfenster einzuhalten. Je höher der Wärmewert, desto höher ist die Temperaturbelastbarkeit. Die Wärmewertkennzahl findet sich dabei in der Typenbezeichnung der Zündkerze. Stimmt der Kerzentyp, kann das Verbrennungsbild anhand der Verfärbung der Elektrodenspitze überprüft werden. Es gibt Auskunft, wie gesund die Verbrennung abläuft und ob die Zündung korrekt arbeitet. Vor der Kerzenschau muss der Motor gut warm gefahren werden. Dabei Stadtverkehr meiden, denn dieser lässt selbst mechanisch gesunde und korrekt eingestellte Motoren stark verrußen. Besser ist eine flotte Überlandfahrt. Bei optimaler Verbrennung zeigt die Zündkerze eine graue bis hellbraune Verfärbung des Isolators und der Elektrode.

Foto: Marcel Schoch
Eine Kontrolle des Elektrodenabstands ist bei jeder Demontage der Zündkerzen ratsam. Den korrekten Wert entnimmt man der Betriebsanleitung.
Eine Kontrolle des Elektrodenabstands ist bei jeder Demontage der Zündkerzen ratsam. Den korrekten Wert entnimmt man der Betriebsanleitung.

Anschließend die Zündkerzen auf Verschleiß prüfen. Abgebrannte Kerzen, zu erkennen an der rundgebrannten Elektrodenspitze, sind vor dem gegebenenfalls nun folgenden Einstellen der Zündung zu wechseln (siehe MOTORRAD Classic 3/2014). Bei der Montage neuer Zündkerzen deren Gewinde mit Kupferpaste (!) bestreichen, das verhindert ein Fressen der Kerze. Gleichzeitig sorgt die Paste für einen guten Massekontakt. Normales Fett verbrennt dagegen, wirkt wie ein Isolator im Kerzengewinde und erhöht den Übergangswiderstand. Vor der Montage noch den Elektrodenabstand der Zündkerze messen (meist um 0,6 mm) und den Zustand des Kerzensteckers checken. Hier ist auf Korrosion, Brüche und beschädigte Isolierungen zu achten.

Bleibt am Ende festzustellen, dass Wolfgangs Einschätzung nicht von der Hand zu weisen ist: Kontaktzündungen bieten tatsächlich ein breites Sammelsurium möglicher Fehlerquellen. Bei guter Pflege liefern sie viele Tausend Kilometer zuverlässig den richtigen Funken – man muss sich nur regelmäßig um sie kümmern. Weniger Wartungsaufwand versprechen elektronische Zündungen. Mehr über die Umrüstmöglichkeiten in der kommenden Ausgabe.

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