Zündanlage

  • Eine Übersicht über Zündspulen, Zündkerzen und Zündkabel im RX-8.

    1 Vorwort


    Die korrekte Funktion der Zündanlage des RX-8 ist sehr wichtig für ein langes Motorleben. Sollte es aufgrund einer mangelhaften Zündanlage zu Zündaussetzern o.ä. kommen, wird durch unverbranntes Benzin nicht nur der Schmierfilm von den Trochoiden gewaschen, auch ist der Katalysator stark gefährdet, einen vorzeitigen Tod zu sterben. Der KAT ist aufgrund der hohen Temperaturen des Wankelmotors ohnehin ein stark beanspruchtes Bauteil. Wenn sich dort zu viel unverbrannter Kraftstoff entzündet, führt das zur irreparablen Schäden der Wabenstruktur im Inneren. Fällt diese gar in sich zusammen, erleidet der Motor aufgrund der sich stauenden Abgase schnell schwere Schäden, denen nur noch mit einem Rebuild begegnet werden kann.
    Die Wartung der gesamten Zündanlage ist deshalb regelmäßig und mit großer Sorgfalt vorzunehmen.


    2 Zündkerzen


    Mazdas sind bekannt dafür, bei Zündkerzen recht wählerisch zu sein. Der RX-8 bildet hier keine Ausnahme. Wer keine überdurchschnittliche Fachkenntnis oder extreme Motivation zu Experimenten hat, hält sich besser an die ihm angediehenen NGK-Zündkerzen, wie bei den meisten Modellen. Beim RX-8 sind dies:

    • Leading: NGK 5745 = RE8C-L (Mazda Teilenummer N3Z1-18-110)
    • Trailing: NGK 2809 = RE9B-T (Mazda Teilenummer N3Y4-18-110)
    • Set: 2x RE8C-L + 2x RE9B-T (Mazda Teilenummer N3Y4-18-S30)

    Forenmitglied Naydoo hat die unterschiedlichen Zündfunken gefilmt: https://youtu.be/ed6NHy8VJiA


    Achtung: NGK Zündkerzen werden sehr gerne gefälscht. Achte daher unbedingt auf eine seriöse Bezugsquelle. NGK stellt online eine Hilfe zur Unterscheidung originaler und gefälschter Zündkerzen bereit: http://www.ngk-sparkplugs.jp/e…/techinfo/fake/index.html


    3 Zündkabel


    Eine regelmäßige Begutachtung der Zündkabel auf Quetschungen, Knicke, Marderbisse o.ä. ist ebenso nötig wie eine Überprüfung der Stecker und ihrer Kontakte auf Korrosion hin. Beschädigte oder poröse Kabel oder solche mit korrodierten Kontakten gehören selbstverständlich ausgetauscht (Mazda Teilenummer für das Set: N3H1-18-140B).
    Bei akuten Problemen ist eine zusätzliche elektrische Prüfung mit einem Multimeter im Widerstandsmessbereich (z.B. 20 kOhm) möglich. Ein klassisches Kupferzündkabel sollte im Bereich 1-6,5 kOhm liegen. (Carbon-Widerstandszündleitungen oder Zündleitungen mit induktivem Blindwiderstand lassen sich hier berechnen)


    Es gibt diverse Angebote für sogenannte Performance-Zündkabel, die besser Haltbarkeit und weniger Widerstand versprechen, generell sind die werksseitigen Zündkabel für den Straßenbetrieb aber ausreichend dimensioniert und halten viele Jahre.
    Die Behauptung, dass Widerstände die Zündenergie und damit die Motorleistung reduzieren, ist ein Irrtum. Die verwendeten Widerstände sind so dimensioniert, dass sie für den Zündungsvorgang an sich vernachlässigt werden können. Sie dienen der Funkentstörung, um einwandfreien Betrieb benachbarter Steuergeräte und des Radios sicherzustellen.[1]


    4 Zündspulen


    Die Zündspulen sind bzgl. der Zündanlage die eigentlich Schwäche des RX-8. Sie sind aufgrund der hohen Drehzahlen extrem unter Last, erwärmen sich dadurch (zu) stark und leiden unter der hohen Hitze des Motors, denn ihr Halteblech ist direkt an selbigem angeschraubt.
    Obwohl Mazda mehrere Iterationen der Spulen herausgegeben hat:

    • N3H1-18-100
    • N3H1-18-100A
    • N3H1-18-100B
    • N3H1-18-100C

    scheinen sie den Anforderungen an eine sportliche Fahrweise kaum gewachsen zu sein.


    Beim RX-8 Motor muss die Zündspule drei mal so häufig einen Zündfunken produzieren wie beim Hubkolbenmotor (Wankel jede Excenterwellenumdrehung einmal bei bis zu 9000 U/min, Hubkolbenmotor nur jede zweite Umdrehung bis ca. 6400 U/min) und diese Belastung halten die Spulen nur eine begrenzte Zeit lang aus. Mit zunehmender Alterung der Vergussmasse - die den im Inneren sitzenden Zündtrafo (Spule) isolieren soll - verliert diese langsam ihre Isolatorfähigkeiten. Es kann sich dann ein zunehmend größer werdender Anteil der Hochspannung auf den direkten Weg zur Masse des Fahrzeugs begeben, nämlich dem Blech auf dem die Spulen montiert sind. Dadurch kommt an der Zündkerze nicht mehr die volle Zündenergie an, der Zündfunke wird schwächer und kann nicht mehr das gesamte Gemisch entzünden.


    Zu erkennen ist das (oft, aber nicht immer!) an weißen Flecken der Vergussmasse auf der Unterseite der Spulen. Die Folgen sind: Unverbrannter Kraftstoff, der den Ölfilm von den Dichtleisten abwischt, danach im Katalysator verbrannt wird, woraufhin dieser den Hitzetod stirbt und verklumpt (Bild, s.[2]), was wiederum dazu führt, dass der Motor sein Abgas nicht los wird (keine Leistung mehr hat) und überhitzt.
    Das Problem für den Fahrer ist, dass der Verschleiß der Spulen langsam geschieht und man dadurch den Fehler erst dann bemerkt, wenn es bereits zu spät ist. Die Werkstätten messen die Spulen übrigens nur durch, damit kann man aber die mangelhafte Isolierung nicht ausfindig machen! (vorangegangener Absatz mit Teilen aus [3])


    Einige Fahrer haben deswegen Hitzeschutzmatten eingebaut, um Spulen und Blech zu trennen. Andere haben eine Mutter auf die Spulenhalterungsschrauben unter die Spulen gedreht, um diese anzuheben und einen Luftfluss zwischen Spule und Blech zu ermöglichen. Wieder andere schwören auf einen regelmäßigen Austausch der Serienspulen (je nach Fahrweise in etwa im Intervall der Zündkerzen alle 60.000 km, spätestens aber wenn weiße Flecken auf der Unterseite Durchschläge anzeigen, s. Bild rechts und hier und hier) oder gar den Tausch gegen komplett andere Spulen.
    Mazda sieht die weißen Flecken ausdrücklich nicht als Indikator für eine Fehlfunktion bzw. Spannungsdurchschläge sondern lediglich als Hitzeflecken, die für sich genommen keinen Austausch rechtfertigen[9]: http://rx8forum.de/index.php/A…tion-Coil-Inspection-jpg/



    4.1 Alternative Zündspulen


    Populäre Vertreter für Austauschzündspulen sind die D585 LS2-Zündspulen und die sogenannten Smart Coils, die es jeweils von einigen Herstellern zu kaufen gibt (LS2 D585: Delphi, AC Delco, Yukon,...; SmartCoils: Holley EFI, AEM, AMPEfi, Dtech, u.a.).


    Erwähnenswert ist an dieser Stelle, dass die Base-dwell-Timings der LS2-Spulen aufgrund ihrer Herkunft (amerikan. "Trucks" mit niedrigen Drehzahlen) recht stark von denen des RX-8 abweichen [4], wohingegen die Smart Coils (AEM 30-2853, Dtech/AMPEfi, Mercury IGN-1A) recht nah am Serientiming des RX-8 liegen [6]:



    Zündspule Base Dwell
    OEM 3,0 ms
    AEM Smart Coil 3.0 ms
    LS2/D585 4,8-5,5 ms (je nach Hersteller)



    Die Energie des Zündfunkens ist bei allen mehr als ausreichend, ohne Anpassung des Motorsteuergeräts wird jedoch viel Potential der LS2-Spulen verschenkt [5]. Die Smart Coils (in der Tabelle oben repräsentiert durch AEM) liegen gleichauf mit den Seriendaten.
    Dwell bedeutet so viel wie Schließwinkel. Er beschreibt die Zeit, die eine Spule geladen werden kann (Kontakt geschlossen = Spule wird geladen). Diese Namensgebung rührt von früher her, als mit mechanisch gesteuerten Kontakten geladen wurde, um eine Angabe zu haben, die bei allen Drehzahlen gleich ist. Problematisch war die Ladezeit: Im niedrigen Drehzahlbereich wurde länger geladen als nötig, weil es technisch nicht anders ging, da sonst die Ladezeit bei hohen Drehzahlen nicht ausreichte. Dank Elektronik kann man heute deutlich gleichmäßiger laden, da drehzahlunabhängig eine fixe Zeit eingehalten werden kann (wenn bspw. 3ms bei 6000 U/min ausreichen, um die Spule "voll" zu laden, kann man diese 3ms auch bei 800 U/min nehmen). Dabei werden auch weitere Parameter wie die Batterie-/Generatorspannung berücksichtigt.[8]
    Je höher der innere Widerstand der Primärwicklung, desto länger dauert das Laden. Lädt man zu lang, kann die Spule durchbrennen, lädt man zu kurz, reicht ggf. die Energie nicht für einen guten Funken.


    4.2 Bezugsquellen

    4.2.1 Original-Zündspulen


    Nebst Mazda als (teure) Quelle, gibt es im Forum zwei Verkäufer, die Spulen, Kerzen, Kabel oder das komplette Set verbilligt anbieten:

    Die Mazdas OEM-Spulen zugrunde liegenden NGK-Spulen werden unter der Nummer 48283 bzw. U5093 auf dem freien Markt gehandelt. Sie sind aus diversen Quellen beziehbar (die üblichen Preisvergleichsseiten wie daparto.de oder kfzteile24 listen entsprechende Händler), aber bitte halte Abstand von den Ebay-Spulen/-Kerzen, Alibaba o.ä., die Gefahr von Plagiaten ist extrem hoch! [7] Der übliche Preis liegt bei grob 45 € pro Stück, ein Preis von weniger als 35 € für eine Spule im regulären Handel erscheint kaum seriös.


    4.2.2 Zündspulen anderer Hersteller


    Man kann sich natürlich auch Spulen und Kabel selbst zusammenstellen und eine entsprechende Halterung basteln, deutlich komfortabler geht es allerdings mit vorgefertigten Sets (u.a. auch weil man einen Adapterkabelbaum benötigt). Im Folgenden ein paar Beispiele:


    Bennettbuilt Performance - RX8 LS Ignition Swap Kit
    Black Halo Racing (BHR) - Ignition System
    Wankelshop - AEM RX-8 Performance Zündspulen Kit (SmartCoils)
    Ryan Rotary Performance (RRP) - Performance Ignition Coil System MKIII (SmartCoils)


    5 Einbauanleitung


    In dem nachfolgenden Video (auf englisch) wird genau erklärt und gezeigt wie man die komplette Anlage selbst aus und wieder einbaut.



    5.1 Farbkodierung der Zündkabel


    Die Zündspulen haben von vorne gesehen die Reihenfolge Leading vorn, Trailing vorn, Leading hinten, Trailing hinten.
    Die Zündkabel für die Trailing-Zündkerzen haben einen grünen bzw. blauen Ring.
    Die serienmäßigen Zündkabel für den hinteren Rotor haben zusätzlich schwarze Ringe.


    Die Kabel sind auch an der Länge zu unterscheiden. Der Rotor vorn hat kürzere Kabel. Das kürzeste Kabel ist Trailing vorn, dann Trailing hinten, dann Leading vorn, dann Leading hinten.


    Jeder zu den Spulen hinführende Stecker hat drei Adern. Die stromführenden Kabel im Stecker sind schwarz/weiß und schwarz.
    Das steuernde Kabel von der ECU hat für jede Spule eine jeweils einzigartige Farbe, die sie von den anderen Spulen unterscheidet.


    Mazda verwendet in den Diagrammen Abkürzungen für die Farben:
    24429-Image4-jpg


    Der vordere Stecker Leading Vorne hat ein grünes Kabel, Trailing Vorne weiß, Leading Hinten grün/gelb und Trailing Hinten blau.


    24428-Image3-jpg


    5.1.1 Tipps für alternative Zündanlagen


    Einige Zündspulen (z.B. AEM Smart Coils) haben Adapterkabel mit separater Erdung. Am vorderen Rotor oberhalb der Zündkerzenlöcher gibt es ein Gewinde. Im hinteren Rotor sitzt dort der Klopfsensor. Dieses freie Gewinde des vorderen Rotors ist ideal geeignet, um dort das Erdungskabel zu befestigen.


    Es ist empfehlenswert, alternative Zündkabel vor dem Einbau nach Länge zu sortieren (s.o.) und ähnlich der Werksvorgabe mit schwarzen und grünen bzw. blauen Ringen farblich zu kodieren (z.B. mit Isolierband)]. Das erleichtert Werkstätten und einem selbst später die Zuordnung.
    Alternativ kann man auch die Kodierung der Steuerleitungen, d.h. Leading vorn grün, Trailing vorn weiß, Leading hinten grün/gelb und Trailing hinten blau verwenden.


    (Danke an emuman für die Informationen des letzten Kapitels)




    Quellen:
    [1] https://www.ngk.de/produkte-te…uendleitungstechnologien/
    [2] Extremer Leistungsverlust
    [3] Was passiert eigentlich mit den Zündspulen und warum finden die Werkstätten den Fehler (meistens) nicht?
    [4] Umbau auf AEM Spulen / Wankelshop
    [5] https://www.rx7club.com/natura…-220/coil-thread-1035364/
    [6] https://www.aemelectronics.com…igbt-inductive-smart-coil
    [7] Finger weg von ebay Zündspulen!!!!!!
    [8] http://www.dtec.net.au/Ignitio…20Dwell%20Calibration.htm
    [9] https://www.rx8club.com/attach…-check-01-016-07-1793.pdf


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