EBZA
(Tommy, 07.02.2011, 16:20:10)
Wenige Originalzubehörteile aus DDR-Zeiten sind so umstritten wie die „EBZA 2s“: Der eine schwört auf die Problemlosigkeit der kontaktlosen Zündung; der andere flucht, weil sie nicht so leicht zu durchschauen ist wie die mechanischen Einzelunterbrecher – und weil ihm Elektronik vielleicht auch generell suspekt ist. Dabei hat sie eigentlich nichts Geheimnisvolles – ist quasi „Steinzeitelektronik“.
Gut, zugegeben: Einer der Gründe, warum wir alle unsere alten Autos lieben, ist ihre einfache Durchschaubarkeit. Alles – na ja, fast alles – lässt sich zerlegen und reparieren; alles funktioniert durchschaubar, weil rein mechanisch. Ganz anders als bei den modernen „Rollcomputern“ – den modernen Autos, bei denen ohne Diagnosecomputer gar nichts mehr geht und wo der Mechaniker inzwischen Mechatroniker heißt. Warum sollte man sich da die Sache unnötig verkomplizieren und noch nachträglich Elektronik ins Auto schrauben? – Die werden damals schon gewusst haben, warum sie alles mechanisch gelassen haben ...
Diese Argumentation scheint einleuchtend; und doch stimmt sie nicht ganz. Die IFA-Ingenieure waren ganz sicher nicht elektronikfeindlich; bei den Zweirädern aus volkseigener Produktion, bei MZ und Simson, war schon Elektronik an Bord, als man in Westdeutschland (und in Fernost) noch ganz brav Zündunterbrecher und Hitzdrahtblinkgeber einbaute. Und auch am Trabant wurde 1985 die kontaktlose elektronische Zündung serienmäßig eingeführt. Dass die Dreizylinder in Wartburg und Barkas zeitlebens mit Untrbrecherzündung vom Band rollten, dürfte primär politische und Kostengründe gehabt haben: Es ging ja so auch.
Dabei war die kontaktlose Zündung für die Dreizylinder schon lange fertig. Entwickelt und hergestellt im VEB Mikroelektronik „Karl Liebknecht“ im brandenburgischen Stahnsdorf bei Kleinmachnow, wurde die „EBZA 2s“ im September 1983 auf der Leipziger Messe erstmals präsentiert. In den Folgejahren sollte diese wartungsfreie, weil kontaktlose Zündanlage serienmäßig in Wartburg 353 und Barkas B1000 eingebaut werden. Letztlich blieb sie aber immer eine Nachrüstlösung; ab Werk kamen bis zum Schluss die Dreihebelunterbrecher zum Einsatz.
Die EBZA 2s besteht aus zwei Baugruppen – dem Geberteil und dem Steuerteil. Das Geberteil sieht von außen genau aus wie das Unterbrechergehäuse der kontaktgesteuerten Anlage; erst beim Öffnen des Kunststoffdeckels sieht man den Unterschied, der sich bei genauer Betrachtung des aus dem Gehäuse kommenden Kabelstrangs schon angekündigt hatte: Er hat vier Kabel, nicht nur drei wie bei der Unterbrecherzündung. Tatsächlich sitzt das Geberteil in exakt dem gleichen Alugussgehäuse.
Von außen sieht das EBZA-Geberteil wie eine Unterbrecherzündung aus
Statt der Unterbrechernocke sitzt auf der kugelgelagerten und vom gewöhnlichen Kunststoffmitnehmer angetriebenen Zündwelle eine Sektorscheibe, die sich in den Schlitzen von drei Lichtschrankengebern dreht.
Wenn es nach dem Öffnen des Geberteils einer gebraucht erworbenen EBZA so aussieht, ist eine Generalüberholung angesagt. Verschmutzte Lichtschranken-Geber, zweifelhafte Kabelanschlüsse, verwürgte Einstellschrauben: ein Wunder,
wenn solch eine Zündung noch funktioniert. Zuverlässig wird sie aber nicht mehr sein ...
Die Funktion der Lichtschrankengeber entspricht der von Unterbrecherkontakten: Bei geschlossenem Stromkreis fließt Strom durch die angeschlossene Zündspule, es baut sich in ihr ein Magnetfeld auf; lässt die Sektorscheibe durch ihren Ausschnitt Licht von der LED der Lichtschranke zum Fototransistor durch, wird der Stromfluss durch die Zündspule unterbrochen, das Magnetfeld bricht zusammen; in der Hochspannungswicklung der Spule entsteht ein Stromstoß, der sich als kurzer Lichtbogen an der Zündkerze entlädt.
Allerdings sind die Zündspulen nicht, wie bei der Unterbrecherzündung, direkt angeschlossen. Zwischen Gebern und Spulen sitzt die „Schaltzentrale“, das Steuer- oder Leistungsteil. Eine recht einfache Verstärkerschaltung wandelt die Schaltimpulse der Geber um und schließt damit die Stromkreise der drei angeschlossenen Zündspulen – oder öffnet sie wieder.
Je nach Fertigungsjahr kann das Leistungsteil der EBZA unterschiedlich lackiert sein. Hier sehen wir es in hammerschlaggrau, hellgrau und khakibeige.
Auch dunkelgraue und olivgrüne EBZA-Boxen sind bekannt.
Wer seinen Barkas oder Wartburg selbst auf die zeitgenössische EBZA umrüsten will, findet bisweilen noch funktionstüchtige Anlagen in Online-Auktionshäusern oder über Kleinanzeigen. Die Preise liegen – wechselkursbereinigt – aber teilweise schon auf dem Niveau des damaligen Neupreises in der DDR. Der Einbau an sich ist für jeden halbwegs versierten Selbstschrauber zu schaffen; man braucht weder Spezialwerkzeug noch Spezialwissen.
Das Geberteil wird einfach gegen das Unterbrecher-Zündgehause ausgetauscht. Auf die Passstifte achten, die das Zündgehäuse genau positionieren. Manchmal bleiben sie bei der Demontage im Zündgehäuse stecken; dann müssen sie entfernt und wieder in den Motorblock eingesetzt werden. Die Verkabelung des Geberteils, also der vormontierte Kabelstrang, sollte vor dem Einbau genau geprüft werden. Fehler in der Isolation oder schlechte Kontaktverbindungen an den Anschlüssen gehören zu den häufigsten Fehlerursachen: rein mechanische Fehler, die nichts mit der Elektronik selbst zu tun haben. Besteht auch nur der geringste Zweifel, sollten etwa die Kabelschuhe am unteren oder die Flachsteckhülsen am oberen Ende der Kabel Korrosion aufweisen, ist es äußerst ratsam, dies VOR Einbau der Anlage instand zu setzen bzw. neue Kabel anzufertigen. – Der Kabelstrang wird – wie zuvor der vom Unterbrechergehäuse kommende – am Motorblock fixiert und nach oben gelegt. Der Kunststoffdeckel kann vorerst noch offen bleiben – man muss später für die Einstellung noch ans Innere des Geberteils.
Das Steuerteil, also die „Blackbox“ – die bei der EBZA keineswegs schwarz ist, sondern meist hammerschlaggrau, hellgrau, olivgrün, beige oder khakifarben – wird sowohl beim Barkas als auch beim Wartburg auf dem rechten Radkasten montiert. Für den Wartburg gab es spezielle Konsolen, die es ermöglichten, die Zündbox zu montieren, ohne Befestigungslöcher in den Innenradkasten zu bohren. Heute sind diese Konsolen kaum noch zu finden; man muss also Löcher bohren. Wirksamer Rostschutz der Bohrlöcher vor dem Eindrehen der Schrauben und gutes Abdichten von unten – speziell natürlich beim B1000, wo der Innenradkasten ja ein Teil des Fahrerhauses ist – versteht sich von selbst. Die Befestigungsschrauben müssen keine Masseverbindung haben; die Masse wird dem Steuerteil über eine separate Leitung zugeführt. Das betreffende Massekabel wird am Gehäuseboden des Gerätes angebracht und sollte entweder an eine Masseschraube mit gutem Kontakt gelegt werden; bei den späteren EBZA-Baujahren (etwa ab Mitte 1987) war eine Masseleitung in den beigepackten Verbindungskabelstrang zu den Zündspulen integriert, die direkt an der Zündspulenhaltebrücke angeschraubt wurde. Dies ist die zuverlässigste Möglichkeit der Massezuführung; Beilegen des Massekabels unter eine der Befestigungsschrauben auf jeden Fall die Schlechteste.
Beim Festlegen der Montageposition des Steuerteils sollte auf die Anschlussstecker geachtet werden. Diese sollten geschützt liegen. Speziell beim B1000 kommt es häufig zu Platinenbrüchen, wenn die Steuergeräte so unter dem Beifahrersitz montiert worden sind, dass der Monteur später bei Arbeiten am Motor – bei ausgebautem Sitz und Motordeckel – mit dem Bauch auf die Anschlussstecker drückt, wenn er sich in den Motorraum beugt. Besser ist, die Box nach vorne Richtung Fußraum zu verschieben – Anschlussstecker nach unten.
Das EBZA-Leistungsteil sitzt normalerweise auf dem rechten
vorderen Radkasten. Die Kabelanschlüsse sind empfindlich
auf mechanische Überlastung: Platinenbruchgefahr!
Für die Verbindung der Steuerbox ist ein vier- oder fünfadriges Kabel erforderlich – wieder mit Flachsteckhülsen am einen und mit Ringösen am anderen Ende. Wenn das Kabel nicht vorhanden ist, muss es angefertigt werden. In diesem Fall empfiehlt es sich, gleich fünf Adern zu legen – einschließlich Massekabel zur optimalen Verbindung mit den Zündspulen.
EBZA-Einstellung
Im Prinzip wird die EBZA genauso eingestellt wie die Unterbrecherzündung auch. Also: standardmäßig auf Zündzeitpunkt 3,58 +/- 0,31 mm vor OT. (In Fällen schwer zu beseitigenden Klingelns bei Wartburg 353 ab 6/82 – also mit Jikov-Registervergaser – empfahl das AWE unterschiedliche Einstellung: Zylinder 1 – der in Fahrtrichtung hinterste – sollte bis auf 3,1 mm vor OT zurückgenommen werden.) Weil man die Zündung bei Verwendung der EBZA ja nur ein einziges Mal einstellen muss – das periodische Wechseln der Unterbrecherkontakte mit der danach jeweils nötigen Einstellung fällt ja weg – lohnt dabei besondere Sorgfalt. Eingestellt wird mir der Messuhr – jeder Zylinder einzeln. Einstellen mit der Stroboskoplampe ist viel zu ungenau – das grenzt an Pfusch!
Zum Schutz der Zündspulen vor Überhitzung werden die drei Verbindungskabel 1a, 1b und 1c abgezogen. Stattdessen wird hier eine Prüflampe angeklemmt, deren anderer Anschluss an +12V liegt.
Anders als bei der Unterbrecherzündung ist die Reihenfolge egal: Denn die Grundplatte des Geberteils muss zur Einstellung nicht verdreht werden; sie bleibt fest montiert. Alle drei Zündzeitpunke werden durch Verschieben des jeweiligen Gebers auf der Grundplatte einjustiert – so gibt es keine gegenseitige Beeinflussung. – Wie beim Unterbrecher auch, wird natürlich der Zündzeitpunkt nach dem Festziehen der Befestigungsschrauben nochmals kontrolliert und ggf korrigiert, sollte er sich verstellt haben. Dazu wird der Motor natürlich immer in Laufrichtung gedreht. Beim Einstellen der Zündung sollte kein direktes Sonnenlicht ins Gebergehäuse fallen, weil dies die Funktion der Lichtschranken beeinträchtigen kann. Auch ein ungünstig aufgestellter Heizstrahler kann die infrarotsensitiven Geber nach Angaben des Herstellerbetriebes irritieren. Allerdings haben eigene Versuche ergeben, dass diese Störungsursache eher unwahrscheinlich ist; erst bei sehr starker Störstrahlung zeigte sich Fehlfunktion.
EBZA-Abnutzung
Normalerweise ist die EBZA ein außerordentlich zuverlässiges Gerät, das seinen Dienst jahrzehntelang ohne Ausfälle, Wartung oder Verschleiß versieht. Die elektronischen Bauteile unterliegen keiner Abnutzung; nur am (auswechselbaren und mit der Unterbrecherzündung baugleichen) Kunststoffmitnehmer kann die Nut, in die der Mitnehmerstift eingreift, mit der Zeit etwas ausleiern. Allerdings ist der Verschleiß hier bedeutend geringer als bei Unterbrecherzündung, weil die pulsierende Belastung durch das ständige Öffnen und Schließen der federbelasteten Kontakte wegfällt: Die Sektorscheibe läuft ja berührungs- und widerstandlos durch die Schlitze der Geber. So bleibt das einzige echte Verschleißteil die Lagerung der Zündungswelle.
EBZA-Störungen
Die wichtigsten Störursachen wurden schon erwähnt: Kontakt- und Isolationsprobleme an den Verbindungskabeln zwischen Geber- und Steuerteil; schlechte Masseverbindung am Steuerteil. Bei jeder Störung an der Zündung – die nachweislich NICHT von den Hochspannungsseite herrührt, also Kerzen, Kerzensteckern, Zündkabeln oder Zündspulen – sollten daher erst diese Punkte überprüft werden.
Probleme kann es auch geben wenn ohne den Deckel des Unterbrechergehäuses gefahren wird: nicht nur die Verschmutzung kann zu Problemen führen, auch der Einfall von zu viel Tageslicht. Bei vermuteter Fehlfunktion der Geber ist vorsichtige Reinigung angebracht: am bestens ein in Alkohol getränktes Wattestäbchen vorsichtig die Schlitze der Geber einführen – Motor dazu so drehen, dass der betreffende Geber von der Sektorscheibe „freigemacht“ ist.
Die Lichtschrankengeber. Der Spalt zwischen Leuchtdiode und Fotozelle muss sauber sein: Beim Reinigen größte Vorsicht! Eine beliebte Störquelle ist schlechter Kontakt am mittig angelöteten, kurzen Massekabel.
Ein typischer Fehler sind auch lockere oder schief montierte Geber (Haltezungen verbogen); sie müssen schön parallel und gerade sitzen, dann geht die Sektorscheibe auch mittig durch den Schlitz. Ganz wichtig: die kleinen, braunen Massekabelchen, die an den Gebern angelötet sind und unter eine seiner Haltschrauben geschraubt werden. Wackelkontakte oder eine schlechte Lötverbindung können zu unregelmäßigen Ausfällen führen.
Die EBZA-Platine im Inneren des Leistungsteils; hier die Bestückungsseite. Gut zu erkennen sind die sechs großen
Leistungstransistoren, die für das Schalten des Stroms durch die drei Zündspulen zuständig sind. Die Muttern der Befestigungsschrauben dürfen nicht locker sein; die Schrauben sind durch kurze, aufgeschobene Schlauchstücke isoliert; Kurzschlüsse durch Isolationsfehler können Störungen nach sich ziehen.
Die Lötseite ist mit einem Isolationslack überzogen. Handelt es sich um einen hellgrünen Lack, ist Vorsicht geboten;
dieser Lack ist nicht dauerhaltbar und führt teils auch zur Zerstörung der Lötstellen und Leiterbahnen.
EBZA-Prüfung
Die EBZA besteht im Prinzip aus drei einzelnen Zündungen. Alle Bauteile sind dreifachl vorhanden, lediglich die Versorgungsschaltung für die Lichtschrankengeber ist nur einmal da. Normalerweise sind die drei Kreise „logisch“ angeschlossen: Anschluss a) gehört jeweils zu Zylinder 1, Anschluss b) zu Zylinder 2, Anschluss c) zu Zylinder 3. Zu Prüfzwecken kann man die Anschlüsse allerdings auch logisch durchtauschen, also beispielsweise Kreis c) versuchsweise für Zylinder 2 verwenden. Das zu tun ist sinnvoll, wenn ein Zylinder ausgefallen ist, man schon herausgefunden hat, welcher nicht zündet und man das EBZA-Steuerteil im Verdacht hat. Wenn der Fehler „mitwandert“, liegt er tatsächlich im Steuergerät.
Wenn das Durchtauschen der Anschlüsse nichts ergeben hat, kommt man um eine systematische Prüfung der gesamten, ausgebauten EBZA nicht herum. KEINE ANGST – auch das ist kein Hexenwerk. Man braucht auch kein Spezialwerkzeug. Eine 12-V-Gleichspannungsquelle – etwa eine geladene Autobatterie und ein einfache Multimeter, das Gleichspannungen bis etwa 15 V messen kann, genügt. Und ein paar Kabelstücke mit Flachsteckern (oder richtige Prüfstrippen mit kleinen Krokodilklemmen) sollten auch bereitliegen; außerdem eine 12-V-Zündspule mit einem Stück Zündkabel, Stecker und Zündkerze.
Also gehen wir’s an. Bitte langsam und sorgfältig, einen Schritt nach dem anderen. Und jeden einzelnen Schritt noch mal überprüfen, ehe man „daran liegt’s nicht, das Sch...Ding spinnt halt einfach“ ruft.
Los geht's: Anschluss 15 des Steuerteils mit 12V Plus verbinden, Massenanschluss mit Minus. Nicht verpolen – sonst ist die Prüfung schon rum, das Steuerteil hinüber. Bitte auch wirklich den Anschluss 15 mit Plus verbinden, das ist der zweite von den rechten vier Steckern – keinesfalls den ersten (15g), das ist der Stromversorgungs-Ausgang fürs Geberteil.
Jetzt wird als erstes die Stromversorgung der Geber geprüft: Multimeter zwischen Anschluss 15g und Masse anklemmen – es muss so um die 6V anzeigen (eigentlich 5,8, aber so genau geht’s nicht). Das ist die Versorgungsspannung für die Lichtschranken im Geberteil.
Diesen Anschluss 15g nie mit Masse oder mit +12 V verbinden, sonst geht ein Transistor kaputt!
Jetzt eine Prüflampe – max. 12 V 5 Watt – zwischen die Anschluss 1a und +12 V klemmen. Die Lampe darf jetzt noch nicht leuchten. Wenn doch, dann ist der Kreis a) der Elektronik defekt.
Leuchtet die Lampe nicht, dann mit einem Draht den Anschluss 7a mit Masse verbinden. Jetzt muss die Lampe aufleuchten; im Betrieb würde nun die angeschlossene Zündspule vom Strom durchflossen. Nimmt man den Draht wieder weg, muss die Lampe ausgehen: Im Betrieb würde nun die Zündspule stromlos und kann ihren Zündfunken liefern.
Nun genau die gleichen Prüfungen für die anderen beiden Schaltkreise des Steuerteils durchführen, also mit 1b und 7b sowie mit 1c und 7c.
Nun kommt die Zündspule nebst Zubehör zum Einsatz. Anschluss 15 der Spule mit +12 V verbinden. Gehäuse der Zündspule liegt an Masse. Anschluss 1 der Zündspule an 1a, 1b oder 1c. Die Kerze steckt im Stecker, dieser ist per Zündkabel mit der Spule verbunden. Und die Kerzenmasse ( Gewinde ) ist gut mit Masse verbunden!
Jetzt wieder mit dem Draht von vorhin Anschluss 7a ( 7b oder 7c ) mit Masse verbinden. Beim Lösen der Verbindung muss an der Kerze ein kräftiger Funke überspringen; er sollte rötlich bis bläulich sein und deutlich hörbar knacken.
Die anderen beiden Kreise auf die gleiche Art prüfen, also die Klemme 1 Spule von 1a ab- und an 1b anschließen und Masse an 7b geben und wieder wegnehmen; dito mit den Anschlüssen 1c und 7c.
Wenn bis hierhin alles in Ordnung ist, wird der Geber angeschlossen. Dazu das Gehäuse der Geber öffnen. Innendrin gibt es einen Draht, der an allen Gebern angeschlossen ist, und zwar direkt am + gekennzeichneten Anschluss. An diesem Draht die Kabelfarbe feststellen. Das ist der Anschluss 15g, also die Spannungszuführung für die Geber - jene ca. 6 V, deren korrektes Anliegen wir vorhin am Steuerteil geprüft haben. Dieses Kabel – und kein anderes! – wird nun am Anschluss 15g der Box angesteckt und das Gehäuse des Geberteils mit Masse verbunden. Die anderen Kabel aus dem Geber gehören nun an 7a, 7b und 7c. Sie werden aber jetzt noch nicht angesteckt!
Einen beliebigen Geber auswählen und an 7a anschliessen. An 1a ist ja noch die Zündspule oder Prüflampe von vorhin. Jetzt den Mitnehmer hinten am Geberteil von Hand drehen. Wenn die Sektorenscheibe im Geber steht – sozusagen die Lichtschranke unterbricht – muss die Prüflampe leuchten, andernfalls muss sie aus sein. Bei der Prüfung mit Spule fließt, wenn die Sektorenscheibe im Geber steht, Strom durch die Zündspule; und wenn die Scheibe aus dem Geber taucht und die Lichtschranke freigibt, funkt’s an der Kerze. Die Drehrichtung ist für diese Prüfung egal.
Die anderen beiden Geber werden genauso geprüft. Um Arbeit mit dem Umklemmen zu sparen, ruhig am selben Anschluss 7a der Box. Denn dass die anderen Kreise des Steuerteils auch funktionieren, wissen wir ja von der Prüfung vorhin.