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Beitrag
von Lichtmann » 01.01.2004 14:22
@Toni, du hast recht, ist das selbe Prinzip wie die Kleinkrafträder haben. Deshalb auch im Motor untergebracht.
Nur geht das Teil?
Soll noch einer sagen ich hätte Langeweile.
Die Lichtmaschine
Die Sternlichtmaschine der SV liefert Drehstrom. Deshalb wird sie auch Drehstromlichtmaschine genannt. Sie liefert 375 Watt Leistung. Im Gegensatz zu dem Strom zuhause, hat die Drehstromlichtmaschine keinen festen Massebezug. Die Masse ist auf den Minuspol der Batterie gelegt. Mit diesem Minuspol ist der Sternpunkt nicht verbunden.
Stator
Der Stator ist, wie der Name schon sagt, statisch. Er rotiert nicht mit der Kurbelwelle. Ein Vorteil ist hierbei, daß die Stromabführung nicht von einem rotierenden Ding erfolgen muß. Somit spart man sich Schleifringe.
Er ist bei der fest im Motor verschraubt, welche die (nicht benötigte) Masseverbindung zu dem Stator herstellen. Der Stator besteht aus vielen Trafoblechen übereinander. Diese Bündel ergeben das sternförmige Gebilde mit 18 Strahlen. Jeder dieser Strahlen ist mit lackiertem Kupferdraht umwickelt. Der Lack dient der Isolation zwischen den einzelnen Windungen der Wicklung und den Trafoblechen (Masse), um die der Draht gewickelt ist. Die Anzahl der Wicklungen ist bei jedem Strahl gleich. Ebenso die Richtung der Wicklungen. So ergeben sich 18 Spulen.
In diesen 18 Spulen sind insgesamt 3 Stromkreise, die Kupferdrähte, vorhanden. Diese 3 Stromkreise sind im Sternpunkt verbunden. Vom Sternpunkt aus geht jeder Kupferdraht über jeweils 6 solcher Spulen. Das heißt, daß jeder 4. Strahl miteinander verbunden ist. Deshalb ist die Strahlenzahl auch bei solchen Lichtmaschinen immer durch 3 teilbar.
Rotor
Es ist der drehende Teil in der Lichtmaschine. Er ist becherförmig exakt über den Stator gestülpt und rotiert um diesen. In ihm sind Permanentmagnete angebracht. Die Magneten bilden abwechselnd die Nord und Südpole. Deshalb nenne ich es Polrad.
Das Polrad sitzt direkt auf der Kurbelwelle. Er wird von einer Schraube gehalten. Diese ist mit dem enormen Drehmoment von 120 - 140 Nm angezogen und preßt das Polrad auf den Konus- Sitz. Zu beachten ist die hohe Anzahl der Umdrehungen, die das Polrad machen darf. Drehzahlbegrenzung des Motors, nicht nur aus Gründen der bewegten Massen und der irgendwann auftretenden Eigenschwingung der Ventilfedern ( deshalb auch früher im Kopf verbaute Haarnadelfedern), sondern auch weil die Dauermagnete sich bei der enormen Fliehkraft auflösen.
Um das Polrad von der Kurbelwelle entfernen zu können benötigt man ein Spezialwerkzeug, den Polrad - Abzieher. Diesen müßte man sich aber auch selber bauen können, wenn man eine Stange mit einem entsprechenden Gewinde versieht. Mit einem Querloch in der Stange kann dann der Hebelarm angebracht werden. So kann ggf. auch mit dem Gummihammer etwas nachgeholfen werden. Vorsicht Polrad ist gewuchtet, bitte wie ein rohes Ei behandeln, nicht fallen lassen!!!!!!
Funktionsweise
Dreht sich jetzt das Polrad um den Stator, so kommen die gleichen Pole (Nord oder Südpol) immer gleichzeitig in die Richtung der 6 Strahlen, die miteinander verbunden sind. Da der Spalt gering ist zwischen Ende des Strahles und dem Magneten im Polrad, geht das Magnetfeld beinahe vollständig in jeden von den 6 Strahlen. Dies ist darin begründet, daß sich ein Magnetfeld im Trafoblech leichter ausbreitet, als in der Luft.(Skizze)
So wie ein stromführendes Kabel gemäß der "rechten Hand - Regel" ein Magnetfeld um sich erzeugt, wenn der Strom geändert wird, erzeugt das sich umpolende Magnetfeld in der Spule einen Strom. Dieser Effekt ist z.B. beim Telefon manchmal zu beobachten, wenn das ungeschirmte Telefonkabel neben einem stromzuführenden Kabel geführt ist und dann Störungen verursacht werden.
Da die Wicklungsrichtungen und die Magnetfeldänderung in den 6 miteinander verbundenen Spulen gleich ist, wird der hervorgerufene (induzierte) Strom verstärkt. Über den Sternpunkt ist dieser Stromkreis in sich geschlossen. Somit kann an den Enden eine Spannung gemessen und genutzt werden. Diese Spannung ändert sich aber sehr schnell, so daß diese gerichtet und geregelt werden muß.
Regelgleichrichter
Dies ist bei der SV eine Kombi-Black-box und sitzt unter der Sitzbank /Batterie. Er ist stark mit Kühlrippen versehen, damit die Elektrik nicht wegen Überhitzung Schaden nimmt. Eigentlich hat er zwei Aufgaben zu erfüllen.
Gleichrichter
Hierbei handelt es sich um einen Brückengleichrichter. Das Prinzip ist einfach und robust. Man macht sich die Eigenschaft zu Nutze, daß Dioden den Strom nur in einer Richtung durchlassen, in der anderen aber sperren. Es ist bei einer Drehstromlichtmaschine eine Schaltung mit 6 Dioden notwendig, um über eine Brücke jeden erzeugten Strom nutzen zu können.
Regler
Logisch darf die Batterie nicht überladen werden. Auch zu hohe Ladespannungen schaden der Batterie. Deshalb schaltet der Regler die jeweiligen Sterne der Lichtmaschine gegen Masse kurz, wenn gerade zuviel Spannung von der Lichtmaschine geliefert werden würde. Diese Aufgabe übernehmen 3 Thyristoren. Jede Phase der Lichtmaschine hat also einen eigenen. Ein Thyristor ist eine Art Diode, die geschaltet werden kann. Ab einer Bordspannung von - deutlich mehr als die geladene Batterie hat - ca. 14,5 Volt werden diese Thyristoren geschaltet. Ein Thyristor hat eigentlich keinen Innenwiderstand. Somit ist ein Kurzschlußstrom zwischen den Spulen in der Lichtmaschine und dem Batterieminunspol erreicht. Deshalb braucht man die Batterie!!!!
Die erzeugt Energie (also der Strom) wird verbraten und erzeugt wieder Energie (dann Hitze) in den Spulen. Zu beachten ist, daß die Lichtmaschine der Sv ca. 375 Watt liefert. Bei Verbrauchern von Abblendlicht und Zündung bleibt da ein ordentlicher Rest, der zum heizen dient. Somit ist interessant festzustellen, daß eine Lichtmaschine am meisten belastet ist, wenn sie eigentlich gar keinen Strom liefern müßte. Für die Wärmeabführung kann das Öl und der Motorgehäusedeckel gute Dienste leisten.
Wird dies aber nicht gemacht, so nimmt die Batterie und die Elektrik schaden. Wer schon mal bei Nacht gefahren ist und einen defekten Regler erlebte weiß das. Da steht man plötzlich und unmotiviert im Dunkeln, weil die Überspannung die Glüdrähte zerstörte.
Defekte
Also ist die größte Gefahr für die Lichtmaschine das Hitzeproblem. Gefördert wird dieses natürlich noch durch einen heißen Motor, wenn man im Sommer an der Ampel steht oder im Stadtverkehr ist.
Wird die Spule auf dem Strahl der Lichtmaschine zu heiß, dann schmilzt ganz einfach der Isolierlack weg. Ist der nicht mehr da, gibt es einen Kurzschluß:
Kurzschluß zwischen den Windungen (Windungskurzschluß)
Dieser ist relativ harmlos, aber einsichtiger Weise sinkt die Leistung der Spule und somit auch der gesamten Lichtmaschine. Dieser Effekt ist umso heftiger je mehr Wicklungen kurzgeschlossen sind. Irgendwann einmal reicht dann die Leistung nicht mehr für einen störungsfreien Ladebetrieb der Batterie.
Der Defekt ist zum Beispiel an einer schnell entladenen Batterie zu erkennen. Dies kann natürlich auch an einer defekten Batterie liegen. Diesen Fall haben wir aber schon bei den Prüfungen im Kapitel "Die Batterie" erkannt und ggf. ausgeschlossen.
Kurzschluß zwischen den Windungen (Windungskurzschluß)
In diesem Fall fließt über die kurzgeschlossene Wicklung direkt zur Masse ein Strom, der fast widerstandslos ist. Somit fließt ein irrsinig hoher Strom, welcher die Lichtmaschine zusätzlich erhitzt. Damit kann der benachbarte Isolierlack schmelzen und das Spiel setzt sich fort. Irgendwann ist die gesamte Wicklung verbacken.
Dann wird die Hitzebildung irgendwann ja so groß, daß die Menge an schmelzendem Isolierlack ausreicht um einen gewaltigen kokelnden Geruch zu erzeugen.
Defekter Regler
Ein Regler kann auf zwei Arten seinen Geist aufgeben. Im ersten Fall führt er zu einem zu hohen Ladestrom. Dann ist z.B. die Batterie ausreichend geladen und die Thyristoren regeln dennoch die weitere Ladung nicht ab. Die Batterie reagiert hierauf mit übermäßiger Knallgasbildung und nimmt Schaden.
Dieser Defekt ist im regelmäßigen Fahrbetrieb an einer ständig leer gekochten Batterie zu beobachten.
Im zweiten Fall schalten die Thyristoren ständig eine oder mehrere der 3 Phasen kurz. Dann zeigt sich das in einer nicht ausreichend vorhandenen Ladung der Batterie im Fahrbetrieb. Der Effekt ist, daß die Batterie wieder schnell entladen ist.
Gezielte Prüfungen An der Lichtmaschine
Bem.: Vor allen Prüfungen ist sicherzustellen, daß die Batterie i.O. und vollständig geladen ist. Nur so können Fehler ausgeschlossen werden, die nicht im Bereich der Lichtmaschine liegen.
Als ersten Schritt ist es sinnvoll mal mit einem Multimeter an den Batteriepolen die Istwerte abzulesen.
Hierzu ist im Gleichspannungsbereich der geeignete Meßbereich (oft 20V=) zu wählen. Die Ergebnisse sollten in folgenden Bereichen liegen:
Messaufbau
Istwerte [V]
Bemerkungen
ohne Verbraucher, Zündung ist auf "AUS"
12,3 - 12,72
Batterie-Leerlaufspannung je nach Ladezustand
Zündung an, Motor läuft nicht
12,1 - 12,72
Es ist eine ganz kleine Last vorhanden, die leichte Auswirkungen auf die Spannung an den Batteriepolen haben kann, aber nicht muß
Startvorgang beim Durchdrehen des Anlassers, aber Motor arbeitet noch nicht.
Ca. 7 - 9
Die Batterie ist unter höchster Belastung.
Laufender Motor bei Leerlaufdrehzahl
Mehr als bei erstem Versuch vor 3 Zeilen, max. 14,7
Der Motor dreht die Lichtmaschine und diese sorgt für eine geringe Ladung der Batterie. Ab 14,7 V müßten die Thyristoren abregeln.
Motordrehzahl steigt an.
Steigende Spannung bis max. 14 – 14,7 je nach Zustand der Ladegeräte
Der Motor dreht die Lichtmaschine immer schneller und diese sorgt für einen wachsenden Ladestrom der Batterie. Ab spätestens 14,7 V müßten die Thyristoren abregeln.
Die Lichtmaschine kann auch auf Defekte geprüft werden über den Widerstand und Leistung der Phase:
Messaufbau
Istwerte [V]
Bemerkungen
Widerstandsmessung am jeder der 3 Phasen am dreipoligen Stecker gegen Masse
Jeweils unendlich hoch.
Wenn nicht: Massekurzschluß
Widerstandsmessung zwischen Steckkontakten gegeneinander
Alle 3 Werte gleich, um ca. 1 Ohm
Die Phasen sind ja im Sternpunkt miteinander verbunden. Ist ein größerer Anteil der Spulen kurz geschlossen sinkt der Widerstand weiter, was in dieser Größenordnung schwer meßbar ist.
Prüfung der Leerlaufspannung
Soll sein: 40 - 120 V
Würde ich nicht probieren, da mein Meßgerät mir hier zu schade ist und ich den Nutzen nicht kenne.
Nach Trennen des Steckers vom Stator zum Bordnetz: Phasenleistung prüfen (wegen möglichem Phasenkurzschluß)
Ähnliche und bekannte Helligkeit der Glühdrähte ab einer Drehzahl von ca. 4500 U/min.
Licht mit Abblendlicht und Volllicht zusammen zwischen zwei Phasen der Lichtmaschine anschließen. Zwischen allen drei Phasen muß jetzt eine ähnliche und bekannte Helligkeit der Glühdrähte erreicht werden. Bem.: Die Farbe verändert sich auch mit zunehmender Temperatur, welche von einem höheren Strom hervorgerufen wird. Je höher die Temperatur, umso weißlicher die Leuchtfarbe (Wie beim Feuer beim Motorradtreffen).
Prüfung des Reglers direkt
Der Regler kann auch direkt geprüft werden. hierzu werden die Dioden auf Durchlaß geprüft. Wird der Stecker des Stators getrennt, so kann man jeden einzelnen Steckkontakt der 3 Lichtmaschinenphasen auf Durchlaß prüfen. Dieser Durchlaß wird jeweils zwischen Plus- bzw. Minuspol und dem gelösten Steckkontakt geprüft. Hier muß jeweils in einer Richtung Durchlaß vorhanden sein und in der anderen nicht.
Bem.: Der Stecker muß gelöst werden, da sonst der Durchlaß "Hintenherum" festgestellt wird.
Maßnahmen
So wenn jetzt was hinüber ist muß man ja auch was tun. Deshalb hier jetzt einige Möglichkeiten:
Feststellung
Defekt
Maßnahmen
Spannung > 14,7 V
Regler defekt, da er ab 14,7 V abregeln müßte.
Regler austauschen, am besten im Gebrauchtmarkt schauen.
Kein Anstieg der Spannung bei laufendem Motor
Stator mit Massenkurzschluß (Sichtprüfung noch durchführen)
Stator neu wickeln lassen oder im Gebrauchtmarkt schauen. Das Wickeln des Stators muß sehr sorgfältig erfolgen, damit nicht gleich wieder ein Massenkurzschluß auftritt, wenn der Lack beim Wickeln beschädigt wird. Am besten auf Garantie achten.
Gleichrichter mit durchgebrannten Dioden
Regler austauschen, am besten im Gebrauchtmarkt schauen.
Zellenschluß in der Batterie
neue Batterie kaufen, s. Bericht über Batterie
Bemerkungen zu den Ersatzteilen:
Ein Regler ist vergossen und deshalb schwer reparierbar. Vermutlich ist er im Nachhinein noch kaputter als vorher. Hat hier jemand Erfahrung? Wenn ja, kann er mir das ja schreiben. Wenn ich mal einen defekten Regler habe werde ich´s mal probieren. Bin gespannt, was dabei rauskommt.
Frohes neues Jahr, lacht
Kann ja eigentlich nicht sein. Ist ja relativ neu. Kann dir nicht also nicht wirklich helfen aber bin sozusagen "bei dir".
Wenn deine SV nach dieser gemeinen Misshandlung noch ganz ist, kannst du aber einen dicken Dankesbrief an Suzuki schreiben und 10 Rosenkränze beten! 
Schreibe schon fleißig. 
