Lichtblitzstroboskop

WIE SOLL MAN DAMIT EINSTELLEN?

Bild 1: Lampenstab des Lichtblitzstroboskops ZEG 1 N, das sich durch eine sehr gute Blitzhelligkeit auszeichnet.

Bild 2: Die Blitzröhre (Pfeil) und sämtliche Bauteile der Stromversorgung sind auf einer Leiterplatte angeordnet.

Bild 3: Anschluss des Stroboskops an der Zündkerze (Z) und am Zündkabel (K) des zu prüfenden Zylinders.

Bild 4: Die Spule (Sp) im Innern der Anschlussdose wirkt als Koppel-Kapazität zwischen dem Zündkabel (Z) und der zum Stroboskop führenden Leitung (St).

Dass man mit einem Stroboskop den Zündzeitpunkt am laufenden Motor schneller und genauer einstellen kann als mit Prüflampe und Messuhr bei Motorstillstand", ist für unsere Leser nicht neu. Bereits 1977 (Hefte 2 und 9) wurde über selbstgebaute bzw. aus Fotoblitzgeräten umgebaute Stroboskope berichtet, die sich durch gute Helligkeit auszeichneten, wegen der Stromversorgung für die Blitzröhre aber mit einem höheren Aufwand verbunden waren. Ihnen folgten die Glimmlampenstroboskope (Hefte 1/78 und 1/80), deren rötliches Glimmlicht zwar erheblich dunkler leuchtete und bei der Einstellung mindestens eine Abschattung gegen Tageslicht oder besser Dunkelheit erforderte, die aber in der Einfachheit (z. B. Kleinstglimmlampe im Reflektor einer Taschenlampe) nicht mehr zu unterbieten waren. Diese Geräte erfreuen sich heute noch, wie uns Leser mitteilten, großer Beliebtheit. Für viele, deren Fahrzeuge abseits von Garagen und Stromanschlüssen stehen, sind Geräte dieser Art eine brauchbare Alternative.

Stroboskop ZEG 1 N

1984 kam das vom Kombinat VEB Elektrogeräte Suhl entwickelte Lichtblitzstroboskop mit der Typenbezeichnung ZEG 1 N in den Handel, das wir seitdem bei den verschiedensten Fahrzeugen für die Kontrolle und Einstellung eingesetzt haben. Seine Blitzhelligkeit ist besser als bei manchem „Profigerät", aber es erfordert einen Netzanschluss (220 V) für die Stromversorgung der Blitzröhre. Dafür ist es sehr preisgünstig (106,- M). Bild 1 zeigt den handlichen Lampenstab (0 50 x 210 mm), dessen Gehäuse von einer Luftdusche stammt, die im selben Kombinat gefertigt wird. Er enthält auf einer Leiterplatte die Bauteile der Netzstromversorgung und am vorderen Ende die Blitzröhre (Bild 2, Pfeil).

Der Lampenstab hat drei Anschlussleitungen, die Netzschnur mit Schukostecker, eine Masseleitung mit Krokodilklemme, die die Fahrzeugmasse mit dem Schutzleiter des Netzanschlusses verbindet, und den Zündspannungsanschluss, über den die Lichtblitze ausgelöst werden. An der Zündkerze des zu prüfenden Zylinders wird das Gerät mit einem handelsüblichen Kerzenstecker angesteckt, während das von dieser Zündkerze abgezogene Zündkabel auf den einer Zündkerze nachgebildeten Stecker kommt (Bild 3). Innerhalb der (im Bild A aufgeschraubten) Koppeldose sind die Zündleitungen (vom Zündkabelanschluss zur Zündkerze) direkt miteinander verbunden, so dass die Zündung des Motors in keiner Weise beeinträchtigt wird. Die Leitung zum Lampenstab hat keine direkte Verbindung mit der Zündleitung, sie erhält die Zündimpulse über eine Spule, die als Koppel-Kapazität wirkt. Über weitere technische .Einzelheiten des ZEG 1 N berichteten wir bereits im Heft 1/84. In diesem Beitrag geht es um Erfahrungen in der praktischen Anwendung.

Vorangestellt sei, dass wir mit dem Lichtblitzstroboskop sehr zufrieden sind und dass uns bisher auch von Lesern, die das Gerät benutzen, nur positives darüber berichtet wurde. Negative Erfahrungen gibt es jedoch auch, wobei die Ursachen dafür nicht bei dem Gerät liegen, sondern bei den Motoren, die für die dynamische Zündeinstellung unzureichend vorbereitet sind. Der Hersteller des ZEG 1 N hat dieser Problematik nur folgenden Satz in der Bedienungsanleitung gewidmet:

„Die Einstellung erfolgt mit der durch den Motorhersteller vorgegebenen und durch die Markierungen bedingten Genauigkeit."

Bild 5: Der als Bezugspunkt dienende Absatz (A) ist für den Stroboskopeinsatz unbrauchbar. Eine Markierung am Tragarm (F) ist günstiger, aber immer noch zu weit von der rotierenden Marke (M) entfernt.

Bild 6: Abmessungen der Skale und der Gewindehülse, mit der sie befestigt wird. Ausgangspunkt für die Skalenteilung ist der Zündpunkt (4 mm vor OT, Teilstrich am Motor ermitteln). Die Maße für die darauf bezogenen weiteren Teilstriche in Grad sowie in Millimetern am Umfang der Skalenkante (Radius 78 mm) enthält die Tabelle.

Zum Prinzip

Dahinter verbirgt sich folgender Sachverhalt. Ein Stroboskop ist im Prinzip nur eine Lichtquelle, die kein Dauerlicht ausstrahlt, sondern eine drehzahlabhängige Folge von Lichtblitzen. Rotierende Motorteile (Keilriemenscheibe oder Schwungrad) erscheinen im Stroboskoplicht stillstehend, womit bei laufendem Motor Markierungen sichtbar werden, die sonst nur bei Stillstand zu sehen sind. Wie genau mit einem Stroboskop der Zündpunkt geprüft oder eingestellt werden kann, hängt aber einzig und allein von den Markierungen ab, nicht von deren Beleuchtung. Um ein Stroboskop überhaupt anwenden zu können, sind mindestens zwei Markierungen erforderlich, und zwar eine bewegliche Marke (Kerbe an der Keilriemenscheibe), die mit Motordrehzahl rotiert, und eine feststehende Marke am Motorgehäuse, die als Bezugspunkt dient. Liegen die beiden Markierungen dicht beieinander - je näher, desto besser -, ist eindeutig zu sehen, ob sie miteinander fluchten. Ist der Abstand zwischen beiden Marken größer, sind geringe Lageabweichungen schon nicht mehr erkennbar. Liegen die beiden Marken nicht in einer Ebene, sondern versetzt hintereinander, können aufgrund der Parallaxe die Abweichungen so groß werden, dass die dynamische Einstellung ungenauer ausfällt als die statische mit Prüflampe und Messuhr, denn das Stroboskop kann kein Fluchtlineal ersetzen. Wir erläutern das am Beispiel das Trabant. Er hat als einziger unserer Zweitaktmotoren einen Fliehkraftzündversteller, der gewisse Besonderheiten mit sich bringt. Außer den speziellen Hinweisen, die sich auf diese Verstelleinrichtung beziehen, gilt alles andere im Prinzip auch für den Wartburg, nur dass bei ihm analog der Zylinderzahl drei Zündpunkte einzeln einzustellen sind. Grundlegende Unterschiede in der Funktion der Zündanlage und ihrer Verstelleinrichtungen gibt es dagegen bei den Viertaktmotoren. Darauf kommen wir in einem gesonderten Beitrag zurück.

Markierungen

Beim Trabantmotor (bis Baujahr 1985) liegt die als Festmarke dienende Trennfuge des Kurbelgehäuses etwa 58 mm hinter der Keilriemenscheibe, die Markierungen für beide Zündpunkte trägt - eine Kerbe für den ersten, zwei Kerben für den zweiten

Zylinder. Bei Motorstillstand kann man die Festmarke mit Hilfe eines Lineals neben die Keilriemenscheibe „rücken" und danach einstellen. Das auf den kleinen Absatz (Bild 5) an der Gehäusetrennfuge aufgelegte Lineal ist aber eine wackelige Angelegenheit (deshalb bevorzugen viele die Messuhr) und bei laufendem Motor erst recht unbrauchbar. Mit geringstem Aufwand kann eine zusätzliche Festmarke am Tragarm des Unterbrechergehäuses angebracht werden (F im Bild 5). Das kann ein Körnerschlag sein oder eine Kerbe, die eingeritzt oder eingeschlagen wird. Ihre richtige Lage ist mit Hilfe des Lineals und der darauf ausgerichteten Stellung der Keilriemenscheibe leicht zu ermitteln (wie im Bild 8 gezeigt). Da, die Kerben für' beide Zündpunkte auf der Riemenscheibe um 180° versetzt angebracht sind, kann auch an der gegenüberliegenden Seite des Tragarms (in Fahrtrichtung vorn) eine Festmarke angebracht werden, die bei nicht abgenommenem Vorderrad in Blickrichtung liegt. Bezogen auf diese Festmarke gilt dann die Doppelkerbe an der Riemenscheibe für den Zylinder 1 und die Einzelkerbe für Zylinder 2. Wegen des Fliehkraftzündverstellers ist für den Trabant jedoch eine Zündpunktskale besser geeignet, die mit Hilfe einer Gewindehülse an der Schraube mit angeschraubt wird, die zur Befestigung der Lichtmaschinen-Spannstrebe am Motorgehäuse dient (Bild 7). Bedingung für das Anschrauben der Skate: Bei fest verschraubter Spannstrebe muss das Gewinde der M8-Schraube die Mutter ein wenig überragen und der Keilriemenscheibe zugewandt sein. Wenn nötig, ist die Schraube umgekehrt einzusetzen. Bild 6 zeigt die Abmessungen des Skalenblechs (2 mm dick) und der Gewindehülse.

Bei der Anfertigung ist darauf zu achten, dass die 8 mm-Bohrung im Skalenblech nicht zu groß ausfallt, jedes Spiel der Schraube M 8 x 15 in der Bohrung kann Lageänderungen und damit eine abweichende Einstellung verursachen. Die Skalenteilung ist erst dann auf dem Blech anzubringen, nachdem der genaue Zündpunkt am Motor ermittelt wurde. Dazu wird das in seiner Form fertig bearbeitete Blech am Motor angeschraubt und die Keilriemenscheibe wie im Bild 8 ausgerichtet (Kerbe an der Unterkante des Fluchtlineals). Neben der Kerbe auf der gegenüberlegenden Seite der Keilriemenscheibe (Bild 7) wird der erste Skalenstrich angebracht, der den Zündpunkt (4 mm vor OT) kennzeichnet. Die weiteren Teilstriche können dann entsprechend den Winkeln (Bild 6, Tabelle), die sich alle auf den Zündpunkt beziehen, angebracht werden. Sollten sich bei diesen Teilstrichen Ungenauigkeiten ergeben, ist das nicht tragisch, sie dienen nur der Orientierung bzw. der Beurteilung der Funktion des Fliehkraftverstellers. Natürlich kann die Skale auch nach Winkelgraden unterteilt werden. Mir erschien die Teilung in Millimeter Kolbenweg übersichtlicher. Die Zündpunktskale befindet sich inzwischen seit fast fünf Jahren in Gebrauch (wir stellten sie bereits im Heft 8/83 vor) und hat sich an etlichen Trabantmotoren bewährt. Unterschiedliche Anbaulagen von Motor zu Motor (Lagetoleranzen des Anschlusspunktes) waren dabei nicht festzustellen.

	Bild 7: Eine (nur während der Einstellarbeiten angeschraubte) Zündpunktskale, die von 5 mm vor OT bis 1 mm nach OT reicht, sichert optimale Einstellergebnisse und ermöglicht die Funktionskontrolle des Fliehkraftverstellers.
	Bild 8: Ausrichten der beweglichen Markierung (Kerbe an der Riemenscheibe) auf den Absatz (A im Bild 5) an der Trennfuge des Kurbelgehäuses mit Hilfe eines Fluchtlineals.
	Bild 9: Halteschraube (H) des jeweiligen Unterbrechers und Einstellexzenter (E), mit dem der Kontaktabstand eingestellt wird. Alle anderen Verstellmöglichkeiten (Verdrehen der Grundplatte bzw. des Segments auf dieser Platte) dienen nur der Grundeinstellung und bleiben bei Korrekturen unverändert.

Fliehkraftversteller

Für den Trabant 601 bis zum Baujahr 1985 (mit Unterbrechern) wird ein Betriebszündpunkt bei 4 mm vor OT genannt. Dementsprechend sind die Kerben auf der Keilriemenscheibe angebracht. Davon abweichende Einstellempfehlungen, zum Beispiel 4 mm vor OT für Zylinder 1 und 3 mm vor OT für Zylinder 2, gelten nicht für den laufenden, sondern nur für den stehenden Motor und berücksichtigen Lageänderungen der Kurbelwelfe und des an ihrem Ende angeschraubten Nockens, die sich im Betrieb ergeben. Mit dem Stroboskop, also unter Betriebsbedingungen, werden grundsätzlich beide Zylinder gleichermaßen auf 4 mm vor OT eingestellt. Der Betriebszündpunkt von 4 mm vor OT wird aber erst oberhalb des Leerlaufs bei Drehzahlen zwischen 1200 und 1500 U/min wirksam. Im Stillstand und Leerlauf stellt der Fliehkraftversteller noch einen späteren Zündpunkt ein, der bei älteren Verstellern mit etwa 20° Verstellwinkel bei 0,15 mm vor OT, bei neueren Verstellern mit 12° Verstellwinkel bei 1 mm vor OT liegt. Da die Verstellwinkel toleranzbedingt abweichen können, wird vom Werk die Einstellung des Betriebszündpunktes gefordert, der im Stillstand nur durch Aufspreizen der Fliehgewichte zu erreichen ist (Ausnahme: Blockierter Fliehkraftversteller).

Bei der dynamischen Zündeinstellung ist die klapprige Aufspreizvorrichtung nicht erforderlich. Die im Blitzlicht des Stroboskops bei Leerlauf noch zwischen OT und 1 mm stehende Kerbe an der Keilriemenscheibe wandert automatisch zum Betriebszündpunkt, sobald Gas gegeben wird. In ihrer Endstellung, die spätestens bei etwa 1500 U/min erreicht wird, soll sie neben dem 4 mm-Teilstrich stehen bleiben (wie im Bild 7 gezeigt). In diesem Fall stimmt die Zündeinstellung. Kommt sie früher oder später zum Stillstand, ist eine Korrektor erforderlich.

Korrekturen

An den Unterbrechern gibt es zwei Verstellmöglichkeiten. Erstens kann jeder radial, also in Richtung des Nockens und umgekehrt verstellt werden, um den gewünschten Kontaktabstand (0,4 mm) zu erreichen (Bild 9). Zweitens können sie zur Grundeinstellung der Zündpunkte kreisförmig um den Nocken herum geschwenkt werden. Beim Unterbrecher 1 geschieht das durch Verdrehen der gesamten Grundplatte (im Bereich ihrer drei Langlöcher am Rand), womit aber beide Unterbrecher verstellt werden. Gegenüber der Grundplatte kann nur der Unterbrecher 2, der auf einem besonderen Segment sitzt, verdreht werden. Bei der Grundeinstellung der Zündpunkte ist daher stets mit dem Unterbrecher 1 zu beginnen. Eine Grundeinstellung ist aber nur am neuen Motor erforderlich, eventuell nach dem Einbau neuer Kontakte oder

wenn jemand unsachgemäß die Zündung verstellt haben sollte. Die Grundeinstellung kann sich im Laufe des Motorbetriebs auch nicht von selbst oder durch Verschleiß ändern. Es gibt deshalb keinen Grund, bei den turnusmäßigen Korrekturen der Zündpunkte daran etwas zu verändern. Verschleiß gibt es nur bei den Unterbrechern. Ihre Anlaufnasen, die mit dem Nocken in Berührung kommen, werden im Laufe des Betriebs abgeschliffen. Dadurch werden die Kontaktabstände kleiner, und dadurch verschieben sich auch die Zündpunkte (siehe Tabelle). Deshalb genügt es, nur den Kontaktabstand zu korrigieren, um den Zündpunkt wieder an die gewünschte Stelle (4 mm vor OT) zu bringen. Dazu ist weder eine Blattlehre, noch eine Messuhr erforderlich, sondern nur das Stroboskop.

Mit ihm werden die Zündmarken (Keilriemenscheibe und Zündpunktskale) angeblitzt. Befindet sich die rotierende Marke (bei Drehzahlen oberhalb des Leerlaufs) zum Beispiel bei 3 mm vor OT, wird nur die Halteschraube des Unterbrechers gelöst, der Kontaktabstand so weit verstellt, bis die Marke bei 4 mm vor OT steht und die Halteschraube wieder festgezogen. Das ist alles. Die gleiche Prüfung und wenn nötig die Korrektur ist danach noch am zweiten Unterbrecher erforderlich, wobei das Stroboskop an der Zündkerze des zweiten Zylinders anzuschließen ist. Die Korrektur selbst ist in Sekunden erledigt. Das ganze Drumherum (Zündpunktskale anschrauben, Stroboskop anschließen, Starten usw.) nimmt mehr Zeit in Anspruch.

Problematisch (nur beim Trabant) bleibt dennoch, dass man nicht nur das Stroboskop halten und am Unterbrecher drehen, sondern wegen des Fliehkraftverstellers auch noch dabei Gas geben muss. Ohne Helfer ist das schwierig, weil man, die Unterbrecher und Zündmarken im Blick, den Gaszug kaum erreichen kann. Daraus resultierte ein einfacher Ständer für das Stroboskop (Bild 10), mit dem es so unter den Radkasten gestellt wird, dass es die Zündmarken und das geöffnete Unterbrechergehäuse beleuchtet. Perfekt wird die Handhabung aber erst mit einem Drahtzug (wie für den Choke), mit dem am Einstellplatz Gas gegeben werden kann. Das zu einem Haken gebogene Ende des Stahldrahtes wird am Drosselklappenhebel nur eingehängt (Bild 11).

Bild 10: Das auf einem 30 cm hohen Ständer befestigte Stroboskop erspart einen Helfer bei den Einstellarbeiten.

Bild 11: Der am Drosselklappenhebel (H) eingehängte, insgesamt 115 cm lange Drahtzug (D) führt nach oben zur Seitenwand, wo er vom Einstellplatz zu erreichen ist

Bild 12: Die Hülle des Drahtzuges (D) wird mit einer Schelle (S) am Stoßdämpfergewinde (mit einer zusätzlichen Mutter M 8) befestigt. Bei Zug am Knopf (Pfeil) öffnet sich die Drosselklappe.

Bild 13: Funkenlängen und Hochspannungen einiger Zündspulen in Abhängigkeit von der Funkenzahl pro Minute. Die eingezeichneten Betriebsbedingungen der Fahrzeuge beziehen sich auf die Motordrehzahl bei Höchstleistung. Die Funkenlangen gehen für Luft (Normaldruck). Im Motor (bei Verdichtung} kann man mit etwa 10 % davon rechnen.

Einstellhilfen

Oben am überstehenden Gewinde des Stoßdämpfers wird der straff um den Motor herumgeführte Zug mit einer Schelle und einer Mutter M8 befestigt (Bild 12). Das Vorderrad braucht während der Einstellung natürlich nicht abgenommen zu werden. Bei Motoren ohne Fliehkraftzündver-steller (Wartburg, Trabant mit elektronischer Zündung) entfällt der „Zauber" mit dem Gas. Man braucht sie nur im Leerlauf laufen zu lassen, um bequem prüfen und einstellen zu können. Der Motor sollte aber in jedem Fall betriebswarm sein. Auch eine Zündpunktskale ist nicht notwendig. Es genügt eine Festmarke, da es unter allen Bedingungen nur einen Zündpunkt gibt.

Schließwinkel

Bisher war noch nicht vom Schließwinkel die Rede, der in Verbindung mit der Drehzahl des Nockens die Ladezeit der Zündspule bestimmt und damit die Hochspannung beeinflusst. Das spielt bei hohen Funkenzahlen eine Rolle (z. B. Lada 11 200 Zündfunken bei 5600 U/min), nicht aber bei den Zweitaktern (Funkenzahl = Drehzahl), bei denen die Nockenform einer reichlichen Dimensionierung des

Schließwinkels keine Grenzen setzt. Im Trabant und Wartburg verbleibt bei 132° Schließwinkel und 4200 U/ min (bei Höchstleistung) für jede Zündspule eine Ladezeit von 5,2 Millisekunden, im Lada (55° Schließwinkel bzw. 110° an der Kurbelwelle) muss sie bei 5600 U/min mit 3,3 ms auskommen, wobei die Hochspannung im Vergleich zu mittleren Drehzahlen bereits merklich absinkt (Bild 13). Ähnlich knappe Ladezeiten wie im Lada wären erst mit Drehzahlen um 6700 U/min möglich, die unsere Zweitakter nicht erreichen, oder mit Schließwinkeln nahe 80° (Kontaktabstand weit über 1 mm), die sich nicht einstellen lassen.

Aus diesen Gründen braucht man beim Trabant und Wartburg auf den Schließwinkel keine Rücksicht zu nehmen. Er ist auch bei Kontaktabständen größer als 0,4 mm (siehe Tabelle) immer noch völlig ausreichend. Man kann es sich deshalb ohne weiteres erlauben, geringfügig abweichende Zündpunkte, die aus einer ungenauen Grundeinstellung resultieren, durch eine Änderung des Kontaktabstandes zu kompensieren. Wenn dabei vom Sollwert abweichende Kontaktabstände entstehen (z. B. 0,5 mm oder 0,3 mm), ist das nicht nachteilig, Hauptsache, die Zündpunkte stimmen.

Abhängigkeit des Zündpunktes vom Kontaktabstand und Schließwinkel

Mit vom Sollwert abweichendem Kontaktabstand ändert sich der Schließwinkel (am Trabant gemessen) und verschiebt sich der Zündpunkt. Aus einer Abstandsänderung am Unterbrecher um 0,1 mm resultiert eine Zündpunktabweichung um rund 1 mm Kolbenweg.

Optimale Anpassung

Auch hier gibt es Ausnahmen. Die meisten Trabantmotoren laufen mit gleichen Betriebszündpunkten (beide Zylinder 4 mm vor OT) am besten, ich habe aber auch einen Motor kennen gelernt, der mit dieser Einstellung rau und hart lief, bei kritischen Drehzahlen (um 80 km/h im 4. Gang Dröhngeräusche verursachte und beim geringsten Beschleunigen klingelte. Mit 4 mm beim Zylinder 1 und 3 mm beim Zylinder 2 lief der Motor zwar ruhiger, aber er war „lahm" ,in der Beschleunigung, und die Isolator-spitze der zweiten Zündkerze blieb im Betrieb gegenüber der ersten deutlich dunkler. Mit 4 mm (Zylinder 1) und 3,5 mm (Zylinder 2), beide mit Stroboskop eingestellt, wurde für dieser Motor die günstigste Einstellung gefunden, mit der er „seidenweich" lief, klingelfrei beschleunigte, 110 km/h erreichte und die Isolatoren beider Kerzen im Betrieb die gleiche Färbung annahmen. Da es für die individuelle Einstellung keine vorgegebenen Werte geben kann und letztlich nur die praktischen Fahrergebnisse der Maßstab sind, kann hierbei keine Werkstatt helfen. Aber das Stroboskop leistet dabei hervorragende Dienste. EBERHARD PREUSCH

Quelle: DDS 1/1987 Seiten 19-22

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