Die Zündung

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Ottomotor Technik

Zündanlagen Übersicht

Hier werden die bisher gängigen Zündanlagen SZ, TZ / TSZ, EZ und VZ/VEZ mit ihren Merkmalen erklärt. Welche Gemeinsamkeiten bzw. Unterscheidungsmerkmale haben/hatten sie?

Allen hier vorgestellten Batterie-Zündanlagen ist gemein, dass der Zündfunken durch das Zusammenbrechens des Magnetfeldes in der Primärwicklung der Zündspule ausgelöst wird. Der Unterschied liegt hingegen darin, wie der Primärstrom jeweils ausgeschaltet und der Zündfunke ausgelöst wird. Außerdem gibt es natürlich Unterschiede bei der Verteilung des Zündfunkens sowie bei der Zündzeitpunktverstellung.

Kürzel SZ TSZ / TZ EZ VZ / VEZ

Nameherkömmliche Spulenzündung (Batteriezündung)

Transistorspulenzündung bzw. Transistorzündung

Elektronische Zündung

Vollelektronische Zündung

Ausschalten des Primärstroms

mechanisch -

durch den Unterbrecherkontakt

elektronisch -

durch einen Transistor

elektronisch -

durch einen Transistor

elektronisch -

durch einen Transistor

Auslösung des Funkens

mechanisch -

durch den Unterbrecherkontakt

durch einen Induktivgeber oder einen Hallgeber im Zündverteiler

durch einen Drehzahl- und Bezugsmarken an der Kurbelwelle

durch einen Drehzahl- und Bezugsmarken an der Kurbelwelle/

Nockenwelle

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Die Zündung

Verteilen des Funkens

mechanisch -

durch Zündverteiler

(ROV = Rotierende Hochspannungs-

verteilung)

mechanisch -

durch Zündverteiler

(ROV = Rotierende Hochspannungs-

verteilung)

mechanisch -

durch Zündverteiler

(ROV = Rotierende Hochspannungs-

verteilung)

elektronisch - durch Einzelfunkenspulen (EFS) oder Doppelfunkenspulen (DFS)

(RUV = Ruhende Hochspannungs-

verteilung)

Verstellung des Zündzeitpunkts

mechanisch und mit Unterdruck -

im Zündverteiler

mechanisch und mit Unterdruck -

im Zündverteiler

elektronisch -

per Zündkennfeld

elektronisch -

per Zündkennfeld

Induktivgeber im Zündverteiler

Hallgeber im Zündverteiler

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Die Zündung

2 Bezugsmarkengeber an der Kurbelwelle

Herkömmliche Becher Zündspule, Zündverteiler erforderlich

Zündspule für 4 Zylinder mit Endstufe für RUV

Zündspule für ROV mit Endstufe

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Die Zündung

Diverse Zündspulen mit integrierten Endstufen sowie mit Zündkerzenkerzensteckern für ruhende Hochspannnungsverteilung

Natürlich lassen sich die Zündsysteme nicht immer so sauber voneinander trennen. Außerdem verwenden die Hersteller sehr unterschiedliche Bezeichnungen und Abkürzungen, die aus Platzgründen nicht aufgeführt wurden.

Quellen: Bosch, VW, Beru

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Die Zündung

Lesen sie auch:

Der Zündzeitpunkt am Beispiel der VEZ | Zündkerzen | Geschichte der Zündung Teil 1 und Teil 2

Externe Links zur Laserzündung:

●

http://www.tuev.at/go/index.pl?l=de&seite=times178

Von Bosch gibt es ein Heft aus der Gelben Reihe zu dieser Thematik.

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bearbeitet: 11.08.2011

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Der Zündzeitpunkt am Beispiel der vollelektronischen Zündung

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Ottomotor Technik Der Zündzeitpunkt

am Beispiel der Vollelektronischen Zündung (VEZ) von AUDI

Zum Verständnis der Zündzeitpunktsteuerung und -regelung moderner Zündanlagen wird die (jetzt nicht mehr ganz moderne) Zündung des AUDI 100 (5 Zylinder Turbomotor, Bj. 1990) herangezogen. Ich habe das System gewählt, weil es noch als eigenständiges Zündungssystem arbeitet und noch nicht in einer Motronic aufgegangen ist. Jedes Fahrzeug hat im Grunde zwar andere aber doch im wesentlichen ähnliche Zündsysteme. Jedes einzelne System zu erklären, wäre zu aufwändig.

Warum muss der Zündzeitpunkt eigentlich verändert werden?

Mit zunehmender Motordrehzahl wird die Geschwindigkeit des Kolbens immer größer. Der Kolben erreicht also immer schneller den oberen Umkehrpunkt oder Totpunkt (OT). Die Zeit vom Zünden bis zur vollständigen Entflammung des Gemisches und zum Erreichen des Verbrennungshöchstdrucks jedoch, dauert ungefähr gleich lang (1-2 ms). Somit ist eine Vorverlegung des Zündzeitpunkts, in Richtung "früh", erforderlich. Denn ohne Frühzündung könnte der Motor kaum seine Leistung entfalten, da sich dann der Kolben bereits zu weit in seiner Abwärtsbewegung befindet, wenn der Verbrennungsdruck sein Maximum erreicht. Der Höchstdruck sollte nach Möglichkeit kurz nach OT erreicht werden.

http://www.kfztech.de/kfztechnik/motor/otto/zuendung/vez/vez.htm (1 von 9) [2011-08-17 00:12:27]

Der Zündzeitpunkt am Beispiel der vollelektronischen Zündung

Zu viel Frühzündung führt allerdings für den Motor zu stärkerem Verschleiß oder gar zu Motorschäden (s. Kasten unten: Klopfen).

Kolbenschaden: Abgeschmolzener Feuersteg am Ottokolben - Mögliche Gründe: falscher Kraftstoff (zu geringe Oktanzahl, Diesel statt Benzin) verwendet worden. Die Zündkerze hat einen zu niedrigen Wärmewert. Der Zündzeitpunkt ist falsch eingestellt.

Mit sich änderndem Unterdruck im Saugrohr verändert sich die Last, d.h. das Gemisch ist mal magerer und mal fetter. Im Leerlauf und bei Volllast ist das Gemisch fetter, im Teillastbereich magerer. Mageres Gemisch brennt etwas langsamer, was somit ebenfalls eine frühere Entzündung des Kraftstoff-Luftgemisches erforderlich macht (vergleiche hierzu auch die Bilder über die Zündkennfelder weiter unten). Der Zündzeitpunkt wird übrigens nicht als "Zeit" sondern immer in Grad Kurbelwinkel (°KW) bezogen auf den OT angegeben.

Mit zunehmender Motorlast (Drehmoment) steigt auch der Zünddruck, hierdurch kann eine Selbstzündung ausgelöst werden. Hochverdichtende Motoren sind besonders anfällig für das Klopfen, diese brauchen dann einen Kraftstoff, der selbst unter Höchstlast ein Klopfen verhindert.

Die wichtigsten Informationen (Haupteingangsgrößen) für jede Zündanlage zur Bestimmung des Zündzeitpunkts sind somit:

● Motordrehzahl und● Motorlast

Wichtige Korrekturgrößen sind:

● Ansauglufttemperatur und● Motortemperatur

Ein kalter Motor bzw. kalte Ansaugluft verändert die Gemischbildung, was wiederum eine Anpassung des Zündzeitpunkts erforderlich macht.

http://www.kfztech.de/kfztechnik/motor/otto/zuendung/vez/vez.htm (2 von 9) [2011-08-17 00:12:27]

Der Zündzeitpunkt am Beispiel der vollelektronischen Zündung

Im folgenden Bild können Sie die Sensoren zur Bestimmung des Zündzeitpunkts, der Klopfregelung, der Leerlaufregelung und der Lambdaregelung des AUDI erkennen.

Zur Bestimmung des Zündzeitpunkts werden bei unserem Motor die Signale des Hallgebers, des Zündzeitpunktgebers (als Bezugsmarkengeber) und des Motordrehzahlgebers vom Steuergerät gemeinsam ausgewertet.

Zündzeitpunktgeber und Drehzahlgeber sitzen beide über dem Anlasserzahnkranz (Bild links). Der Zündzeitpunktgeber ist ein Bezugsmarkengeber, der einen Stahlstift 62° v. OT "erkennt". Dabei wird bei jeder Kurbelwellenumdrehung ein Wechselspannungsimpuls erzeugt (induziert). Der Geber für die Motordrehzahl erfasst die 135 Zähne des Zahnkranzes und erzeugt ebenso viele Impulse. Das Hallgebersignal wird im Zündverteiler erzeugt (Bild rechts). Er besteht aus dem Blendenring und einem Hall-IC. Der Blendenring hat "Fenster" und läuft mit Nockenwellendrehzahl. Das Signal wird für den Motorstart und für die zylinderselektive Klopfregelung benötigt.

Weitere Informationen zu Induktivgeber oder Hallgeber finden Sie übrigens bei den Sensoren.

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Der Zündzeitpunkt am Beispiel der vollelektronischen Zündung

Bezugsmarkengeber, induktiv, an der KurbelwelleHallgeber im Zündverteiler

Wenn das Hallgebersignal und das Zündzeitpunktgebersignal gleichzeitig eingehen, weiß die VEZ, dass der Zünd-OT des 1. Zylinders folgt und löst die Zündung aus. Das Steuergerät zählt von diesem Punkt aus 54 Zähne (144° KW, 5 Zylindermotor) des Schwungrades und löst die nächste Zündung aus. Der Zylinder wird intern berechnet. Der Motorstart wird durch das Hallgebersignal erkannt. Nach dem Start wird das Zündzeitpunktgebersignal nicht mehr gebraucht.

Signalverläufe

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Der Zündzeitpunkt am Beispiel der vollelektronischen Zündung

Signale der Zündung (VEZ)

Die zweite große Steuergröße für den Zündzeitpunkt neben der Drehzahl ist, wie erwähnt, die Last. Sie wird in unserem Beispiel durch einen Saugrohrdrucksensor im Steuergerät indirekt ermittelt.

Weitere Informationen finden Sie auch hier bei den Sensoren.

Durch die Last- und die Drehzahlinformationen kann das Steuergerät den Zündzeitpunkt mit Hilfe der Zündkennfelder steuern und mit Hilfe der Klopfregelung den Zündzeitpunkt regeln (siehe weiter unten).

Die vorgegebenen Zündkennfelder 1 und 2 für die Berechnung des Zündzeitpunkts sind im Steuergerät gespeichert. An den Bildern kann man gut erkennen, dass bei Normalsprit der Zündzeitpunkt besonders bei hoher Drehzahl und hoher Last später liegt.

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Der Zündzeitpunkt am Beispiel der vollelektronischen Zündung

Das Zündkennfeld 1 ist für Verwendung mit vorgesehenem Superkraftstoff

Das 2. Kennfeld bei Verwendung von schlechteren Kraftstoff (Oktanzahl < 95 Oz).

Bei Start des kalten Motors wird Kennfeld 2 verwendet. Ab 65° Motortemperatur wird auf Kennfeld 1 umgeschaltet. Bei anhaltender klopfender Verbrennung wird auch auf Kennfeld 2 geschaltet.

Bei klopfender Verbrennung steigt der Verbrennungsdruck sehr stark an. Kapitale Motorschäden können daraus erfolgen. Durch die Klopfregelung wird die Klopfneigung rechtzeitig erkannt und der Zündzeitpunkt angepasst, d.h. stufenweise (siehe Bild) in Richtung "spät" verstellt. Anschließend geht der Zündzeitpunkt wieder schrittweise in Richtung "früh".

Klopfregelung

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Der Zündzeitpunkt am Beispiel der vollelektronischen Zündung

Verbrennung bei Klopfen

Durch das Hallgebersignal kann das Klopfen dem richtigen Zylinder zugeordnet werden. Es ist somit möglich, jedem Zylinder seinen eigenen Zündzeitpunkt zuzuordnen. Bei diesem System ist bei weiterer Klopftendenz trotz Zündungsrücknahme, noch die Senkung des Ladedrucks und die Gemischanfettung möglich.

Dass der Motor zu klopfen beginnt, weiß der Klopfregler im Steuergerät aber nur durch die Klopfsensoren. Diese arbeiten nach dem piezoelektrischen Prinzip, d.h., dass durch Druck (auf den Piezokristall) eine Spannung erzeugt wird. Dieses Prinzip wird beispielsweise auch bei elektronischen Feuerzeugen angewendet. Die Änderungen im Verbrennungsdruck werden über den Zylinder auf den Klopfsensor übertragen und erzeugen ein Spannungssignal, dass im Klopfregler ausgewertet werden muss. Die Klopfgrenze ändert sich nach den Betriebsbedingungen des Motors. Bei klopfender Verbrennung ändert sich das Signal signifikant und kann vom Steuergerät deshalb vom normalen Verbrennungsdruck unterschieden werden.

Klopfsensoren

Der Audi verwendet einen Klopfsensor für die Zylinder 1 und 2, den anderen für die restlichen Zylinder 3, 4 und 5. Wie bereits erwähnt hilft der Hallgeber bei der genauen Zylinderzuordnung.

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Der Zündzeitpunkt am Beispiel der vollelektronischen Zündung

Am so berechneten Zündzeitpunkt wird ein Ausgangssignal vom Steuergerät zur Leistungsendstufe der Zündspule gesetzt. Diese schaltet den Primärstrom der Zündspule ab, was die Zündung auslöst.

Zündspule mit Leistungsendstufe

Leerlaufschwankungen werden beim AUDI durch Veränderung des Zündzeitpunkts aufgefangen. Man nennt dies auch Digitale Leerlaufstabilisierung (DLS). Zusammen mit der saugrohrseitigen Leerlaufstabilisierung (Zusatzluft) wird ein ruhiger Motorleerlauf bewirkt.

Was versteht man eigentlich unter Klopfen?

Bei der Verbrennung im Zylinder kann es zum sog. Klopfen oder Klingeln des Motors kommen. Dabei entzündet sich ein Teil des Gemisches von selbst und beeinträchtigt das Laufverhalten des Motors.

Das verdichtete Gemisch wird normalerweise beim Otto-Motor von der Zündkerze gezündet. Es entsteht eine Druckwelle, die sich schneller im Zylinder ausbreitet als die Flammenfront. Der Druck steigt also weiter an und kann an einer anderen Stelle des Zylinders eine Selbstzündung entfachen. Diese wiederum führt zum vollkommen unkontrollierten Brennverlauf. Die beiden Flammenfronten laufen nun gegeneinander und verursachen das knallende Geräusch des Klopfens. Die Temperaturen steigen unkontrolliert an. Dabei können Temperaturspitzen entstehen, die den Kolbenboden schmelzen lassen. Der Kolben kann sich aber auch durch die übermäßige Erwärmung stärker ausdehnen und an den Zylinderwänden reiben. Die Folge ist dann ein kapitaler Motorschaden, der Kolbenfresser.

Ursachen für die vorzeitige Selbstzündung sind:

- Drehzahl und Drehmoment (Last) - Kraftstoffeigenschaften

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Der Zündzeitpunkt am Beispiel der vollelektronischen Zündung

Der Druck im Zylinder hat einen harmonischen Verlauf.

Das Klopfen setzt ein und sorgt für ungleichmäßige Druckschwankungen im Zylinder.

Durch die unkontrollierte Selbstzündung entstehen Druckspitzen. Der Druck steigt exponentiell an und

zeigt einen chaotischen Verlauf.

Maßnahmen zur Vermeidung von klopfender Verbrennung

● Durch den Einbau eines Drallkanals für die Frischluft kann das Gemisch homogener durchmischt werden. ● Die Zündkerzen sollten möglichst mittig angebracht werden, damit die Zündwege zu den Zylinderwänden kurz bleiben. ● Durch eine gute Wärmeableitung am Zylinderkopf sinkt die Temperatur und die Gefahr des Klopfens. Leichtmetall-Zylinderköpfe sorgen für

eine gleichmäßige Temperaturverteilung. ● Ein späterer Zündzeitpunkt verhindert eine frühzeitige Selbstzündung. Dies wird normalerweise von der elektronischen Klopfregelung von

selbst durchgeführt. ● Verwendung von klopfhemmenden Kraftstoffzusätzen. Diese sog. Antiklopfmittel basieren auf Bleiverbindungen, die die Umwelt in großem

Masse belasten. Außerdem sind sie bei Fahrzeugen mit Katalysator nicht einsetzbar. Der Einsatz von alkoholhaltigen Zusätzen bringt zwar eine höhere Klopffestigkeit, benötigt aber eine Modifikation der Gemischbildung. Sie greifen die im Fahrzeug verwendeten Dichtungen an und können so für Nachfolgeschäden verantwortlich sein.

Quelle der Informationen und Bilder: AUDI Selbststudienprogramm SSP 110, Fachhochschule Frankfurt am Main, Kolbenbild von Mahle,

siehe auch | Zündkerzen | Übersicht Zündanlagen | Sensoren |

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bearbeitet: 11.08.2011 Folgen Sie kfztech auf Twitter

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Rund um Sensoren

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Beschleunigungs- und Drehratrensensor (ESP)

Allgemeines zu Sensoren im Auto

- andere Begriffe, die an Stelle von Sensor verwendet werden: Signalglied, Fühler, Geber

Der Autofahrer erwartet heute zurecht von seinem Fahrzeug, dass gewisse Dinge "automatisch" ablaufen (Komfort). Die aktive und passive Sicherheit muss gewährleistet sein. Der Motor soll wenig verbrauchen und das Abgas soll möglichst gering sein. Dazu sind jedoch komplizierte elektronische Berechnungen nötig. Die elektronischen Steuergeräte brauchen dazu jede Menge an Informationen. Vergleichbar ist dies mit dem Menschen. Dessen Gehirn ist nur in der Lage Neues zu denken und zu handeln, wenn es Erfahrungen aus der Außenwelt aufnehmen kann, um diese mit gespeicherten Erfahrungen vergleichen und bewerten kann. Dazu hat der Mensch seine Sinne. Das "Gehirn" des Autos, also die vielen vernetzten elektronischen Steuergeräte, brauchen ebenso Sinne:

Die Sensoren! Diese "erfühlen" dabei den Zustand der physikalischen Welt und übermitteln diesen in die digitale Welt.

So weit eigentlich ganz einfach. Die kleinen Sensoren müssen aber insgesamt viel aushalten; sie müssen:

http://www.kfztech.de/kfztechnik/elo/sensoren/sensoren.htm (1 von 3) [2011-08-17 00:13:32]

Rund um Sensoren

● hohen und tiefen Temperaturen standhalten● unempfindlich sein gegen Feuchtigkeit, Schmutz, Chemikalien● störungsfrei sein vor elektromagnetischen Feldern und selbst nicht stören (EMV!)● sollen lange leben

Moderne Sensoren besitzen heute schon ihre eigene Auswerteelektronik, das heißt sie besitzen spezielle Chips und wandeln bereits am Ort der Erfassung das Signal in ein je nach Bedarf gewünschtes analoges Signal oder in digitalen Code um.

eine kleine Sensorübersicht:

Weitere Informationen:

● Weitere Informationen zu Sensoren von Bosch

Informationen zum CAN-BUS von VW/AUDI

Sensorsignale in Bildern

http://www.kfztech.de/kfztechnik/elo/sensoren/sensoren.htm (2 von 3) [2011-08-17 00:13:32]

Induktivgeber

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Sensoren Technik Induktive Sensoren (Induktivgeber)

Induktive Sensoren (Induktivgeber)

arbeiten, wie es der Name bereits verrät, nach dem Induktionsgesetz. Dazu ist grundsätzlich eine Spule (Wicklung), ein Magnetfeld und "Bewegung" erforderlich. Durch dieses Messprinzip lassen sich berührungslos und somit verschleißfrei Winkel, Wege und Geschwindigkeiten messen.

Induktivgeber werden in den Schaltplänen der Hersteller recht uneinheitlich dargestellt. Ich verzichte deshalb hier auf eine Skizze des Schaltzeichens.

Einsatzmöglichkeiten des Induktivgebers

● Drehzahlerfassung - z.B. an Kurbelwelle oder Getriebe● Kurbelwellenstellung● Impulsgeber für die Zündauslösung● Drosselklappenstellung - Lastsignal● Erfassung des Lenkwinkels - z.B. für ESP, "steer by wire"● Fahrpedalgeber - E-Gas, Fahrerwunsch,● Bremspedalsensor - elektrisch betätigte Bremse● Niveausensor - z.B. Fahrwerksregelung, Leuchtweitenregelung

http://www.kfztech.de/kfztechnik/elo/sensoren/induktivgeber.htm (1 von 7) [2011-08-17 00:24:12]

Induktivgeber

Erklärung am Beispiel des Kurbelwellensensors

Der Kurbelwellensensor misst die Motordrehzahl.

Er besteht aus einem Dauermagneten und einer Induktionsspule mit Weicheisenkern. Als Impulsgeber (Bewegung!) wird ein Zahnkranz am Schwungrad angebracht. Zwischen Induktivgeber und Zahnkranz befindet sich nur ein kleiner Luftspalt.

Der magnetische Fluss durch die Spule hängt davon ab, ob dem Sensor eine Lücke oder ein Zahn gegenübersteht. Ein Zahn bündelt den Streufluss des Magneten, eine Lücke dagegen schwächt den Magnetfluss.

Wenn sich das Schwungrad und somit der Zahnkranz dreht, wird durch jeden einzelnen Zahn eine Magnetfeldänderung bewirkt. Die Änderung des Magnetfeldes erzeugt in der Spule eine Induktionsspannung.

Die Anzahl der Impulse pro Zeiteinheit sind ein Maß für die Drehzahl des Schwungrades. Durch bewusste Zahnlücken im Zahnkranz kann das Steuergerät auch die momentane Stellung (Position) des Motors erkennen.

1 Dauermagnet, 2 Induktivgebergehäuse, 3 Motorgehäuse, 4 Weicheisenkern, 5 Induktionswicklung 6 Luftspalt, 7 Zahnlücken

1 Zahn, 2 Zahnlücke, 3 Bezugsmarke

http://www.kfztech.de/kfztechnik/elo/sensoren/induktivgeber.htm (2 von 7) [2011-08-17 00:24:12]

Induktivgeber

Bei Magnetventil gesteuerten Motormanagement-Systemen werden Impulsräder mit 60er-Teilung verwendet, wobei ein oder zwei fehlende Zähne die Bezugsmarke definieren.

Die Drehzahl des Motors ist eine Hauptsteuergröße für die Gemischberechnung und für die Zündverstellung.

Bei Ausfall des Sensors

● kann der Motor aussetzen● kann der Motor stillstehen● wird ein Fehlercode abgespeichert

mögliche Ursachen:

● Kurzschluss der Wicklung● Leitungsunterbrechung oder Kurzschluss● Mechanische Beschädigung des Zahnkranzes● starke Verschmutzungen● Luftspalt zu groß

Fehlersuche

● durch Auslesen des Fehlerspeichers● Anschlüsse prüfen● auf Verschmutzung oder Beschädigung prüfen

Messung mit Ohmmeter

Wichtig: Die direkte Überprüfung des Kurbelwellensensors mit einem Ohmmeter sollte nur dann vorgenommen werden, wenn man sich auch wirklich sicher ist, dass es sich um einen Induktivgeber und nicht um einen Hallgeber handelt. Das Ohmmeter könnte die Elektronik des Hallgebers zerstören! Die Gefahr beseht bei Gebern mit 3 Anschlüssen und selbst bei 2-poligen Steckern kann man nicht ganz sicher sein, dass es kein Hallgeber ist. Aktive Raddrehzahlsensoren (Hallgeber) des ABS haben auch nur einen 2-poligen Stecker. Auch hier ist Vorsicht

http://www.kfztech.de/kfztechnik/elo/sensoren/induktivgeber.htm (3 von 7) [2011-08-17 00:24:12]

Induktivgeber

geboten.

● Innenwiderstand: 200 - 1000 Ohm (je nach Sollwert)● Kurzschluss bei 0 Ohm, Unterbrechung bei sehr hohen Werten● Masseschluss (Anschlusspin gegen Masse) Soll: > 30 M Ohm

Messung des Signalbildes

ein deutliches Signalbild (Sinusform) muss vorhanden sein. Ist ein Signal vorhanden, aber zu schwach, so deutet dies auf einen zu großen Luftspalt (Abstand Zahnkranz/Sensor).

links: Signalbild i.O. rechts: Luftspalt zu groß

Einsatz des Induktivgebers in der Zündanlage der TSZ-i Im Zündverteiler befindet sich ein Stator (stillstehender Teil), aufgebaut aus Dauermagneten, Kern und Induktionswicklungen, sowie ein umlaufender Rotor. Häufig besitzen Stator und Rotor ebensoviele Finger, wie der Motor Zylinder hat. Der Rotor sitzt auf der Zündverteilerwelle, d.h. er dreht mit halber Kurbelwellendrehzahl.

Der magnetische Fluss der Magnete ändert sich je nach Stellung des Rotors. Die Magnetfeldänderung induziert in der Wicklung ein Wechselspannungssignal, das vom Steuergerät ausgewertet wird. Die Spannung steigt an, wenn sich der Rotorfinger dem Statorfinger nähert. Vergrößert sich der Abstand wieder, wechselt die Spannung schlagartig ihr Vorzeichen. Je schneller die Verteilerwelle

http://www.kfztech.de/kfztechnik/elo/sensoren/induktivgeber.htm (4 von 7) [2011-08-17 00:24:12]

Induktivgeber

sich dreht, desto mehr Impulse entstehen im vorgegebenen Zeitraum und desto höher werden sie.

Das folgende Beispiel zeigt zwei Möglichkeiten für Raddrehzahlsensoren am Golf 2 (ABS von Teves):

Die Drehzahlfühler erfassen die Drehzahländerungen der Räder und geben sie als Drehzahlsignal an das Steuergerät weiter.

Impulsrad

Die Drehzahlfühler an den Vorderrädern sind axial zu den Impulsrädern angeordnet.

http://www.kfztech.de/kfztechnik/elo/sensoren/induktivgeber.htm (5 von 7) [2011-08-17 00:24:12]

Induktivgeber

Impulsrad

Die Drehzahlfühler an den Hinterrädern sind radial zu den Impulsrädern angeordnet.

Durch die Drehbewegung des Rades wird das Impulsrad am Drehzahlfühler vorbeibewegt. Zwischen Zahn und Lücke werden die magnetischen Feldlinien verändert. Es wird eine sinusförmige Wechselspannung induziert. Ihre Frequenz ist abhängig von der Drehzahl. Wichtig ist auch die richtige Einstellung des Luftspaltes.

Quellen: Hella, VW, Akademiebericht Dillingen 2003

http://www.kfztech.de/kfztechnik/elo/sensoren/induktivgeber.htm (6 von 7) [2011-08-17 00:24:12]

Der Hallsensor (Hallgeber)

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Sensoren Technik Hall Sensoren

Einsatzmöglichkeiten von Hallgebern

● als Nockenwellensensor in Koordination mit dem Kurbelwellensensor den ersten Zylinder genau definieren (Einspritzbeginnberechnung Otto oder Pumpe-Düse, Klopfregelung)

● Zündanlagen TSZ-h und TZ-h ● Getriebeausgangsdrehzahl ● aktiver Drehzahlsensor in ABS-Bremsanlagen● ...

Funktion am Beispiel des Nockenwellensensors

Mit der Nockenwelle dreht sich ein Rotor aus ferromagnetischem Material. Der Hall-IC befindet sich zwischen Rotor und einem Dauermagneten, der ein Magnetfeld senkrecht zum Hall-Element liefert. Passiert nun z.B. ein Zahn (Schranke) das stromdurchflossene Sensorelement (Halbleiterplättchen) des Stabsensors, verändert er die Feldstärke des Magnetfeldes senkrecht zum Hall-Element.

Somit werden die Elektronen, die von einer an das Element angelegten Längsspannung UR getrieben werden, senkrecht zur Stromrichtung stärker abgelenkt. Dadurch entsteht die Hall-Spannung, die im Millivoltbereich liegt.

Sie ist unabhängig von der Relativgeschwindigkeit zwischen dem Sensor und dem Rotor. Die integrierte Auswerteelektronik im Hall-IC bereitet das Signal auf und gibt es als Rechtecksignal aus. Oder einfacher formuliert: durch die Rotation des Zahnkranzes ändert sich die Hall-Spannung des im Sensorkopf befindlichen Hall-IC.

Diese sich ändernde Spannung wird an das Steuergerät geleitet und dort ausgewertet, um die erforderlichen Daten festzuhalten.

http://www.kfztech.de/kfztechnik/elo/sensoren/hallsensor.htm (1 von 5) [2011-08-17 00:25:26]

Der Hallsensor (Hallgeber)

I Plättchenstrom

IH Hall-Strom

IV Versorgungsstrom

UH Hall-Spannung

UR Längsspannung

B magnetische Induktion

a Ablenkung der Elektronen durch das Magnetfeld

a Positionierung von Sensor und Einspurimpulsrad

b Ausgangssignalverlauf UA

1 Elektrischer Anschluss

2 Sensorgehäuse

3 Motorgehäuse

4 Dichtring

5 Dauermagnet

6 Hall-IC

7 Impulsrad mit Zahn/Segment (Z) und Lücke (L)

a Luftspalt

j Drehwinkel

http://www.kfztech.de/kfztechnik/elo/sensoren/hallsensor.htm (2 von 5) [2011-08-17 00:25:26]

Der Hallsensor (Hallgeber)

Der Geber für die Nockenwellendrehzahl bei der PumpeDüse von VW ist ein Hallgeber.

Er tastet sieben Zähne bei einem Vierzylinder-Motor ab, das am Nockenwellenzahnrad befestigt ist.

Jedes Mal, wenn ein Zahn am Hallgeber vorbeidreht, entsteht eine Hallspannung, die an das Motorsteuergerät weitergeleitet wird.

Das Signal vom Hallgeber dient dem Motorsteuergerät zur Erkennung der Zylinder. Bei Signalausfall benutzt das Steuergerät das Signal des Gebers für Motordrehzahl.

Weil die Zähne in unterschiedlichen Abständen voneinander entfernt sind, treten die Hallspannungen in verschiedenen Zeitabständen auf. Daraus erkennt das Motorsteuergerät die Zylinder und kann das richtige Ventil für Pumpe-Düse ansteuern.

http://www.kfztech.de/kfztechnik/elo/sensoren/hallsensor.htm (3 von 5) [2011-08-17 00:25:26]

Der Hallsensor (Hallgeber)

Auswirkungen bei Ausfall

ein defekter NW-Sensor könnte sich so bemerkbar machen:

● ein Fehlercode wird gesetzt● die Motorkontrolleuchte (MIL) leuchtet● das Steuergerät befindet sich im Notlaufprogramm

Ursachen:

● mechanische Beschädigung● Geberrad gebrochen, Zähne beschädigt● Kurzschluss● Unterbrochene Verbindung

Fehlersuche:

● Fehlerspeicher auslesen● Sensor Sichtprüfung● Anschlüsse auf Bruch, Korrosion und richtige Verbindung prüfen

Elektrische Prüfungen:

● Anschlussleitung mit dem Ohmmeter auf Durchgang prüfen (Stecker an Steuergerät und Sensor abgezogen) Schaltplan erforderlich! Sollwert: nahe 0 Ohm

● Anschlussleitung mit dem Ohmmeter auf Masseschluss prüfen (Steuergerätstecker abgezogen) zwischen Sensorstecker und Masse; Sollwert > 30 MOhm

● Versorgungsspannung des Hallsensors prüfen (Steuergerät angesteckt, Zündung ein) Sollwert: 5V● Signalspannung prüfen mit dem Oszilloskop (Motor läuft)

siehe auch Aktive Sensoren | Induktive Sensoren |

Quellen: Hella, Akademiebericht 2003,.VW..

Johannes Wiesinger

bearbeitet: 07.10.2010

http://www.kfztech.de/kfztechnik/elo/sensoren/hallsensor.htm (4 von 5) [2011-08-17 00:25:26]