Was ist das Besondere an einer CDI?
Es handelt sich um eine Hochspannungskondensatorzündung (HKZ), englisch Capacitor Discharging Ignition (CDI), bei der ein Kondensator auf eine hohe Gleichspannung (bis 500 V) aufgeladen wird und beim Zünden seine gespeicherte Energie über eine Zündspule an die Zündkerze abgibt, wobei die Zündspule die Spannung nochmals deutlich hochtransformiert. Eine CDI-Zündspule unterscheidet sich konstruktiv von Zündspulen anderer Zündsysteme, da sie nur als Transformator wirkt und nicht zusätzlich als Energiespeicher. Zum Aufladen des Zündkondensators wird entweder eine spezielle Wicklung der Lichtmaschine verwendet (AC-CDI) oder ein in der CDI integrierter Spannungswandler (DC-CDI). Wie alle Zündungen braucht sie eine Information über die Stellung der Kurbelwelle, um die Zündung zum richtigen Zeitpunkt bzw. Kurbelwellenwinkel vor dem oberen Totpunkt auslösen zu können. Die liefert häufig ein Impulsgeber (pick-up) in der Bauform Induktivgeber, der bei jeder Kurbelwellenumdrehung ein Signal abgibt. Beim Viertakter ist deshalb jede zweite ausgelöste Zündung überflüssig, da auch das Abgas nochmals gezündet wird. Falls eine Seitenständerüberwachung integriert ist, wird die Zündung bei ausgeklapptem Ständer und eingelegtem Gang abgeschaltet. Der Vorteil eines CDI-Zündsystems ist, dass es auch bei sehr hohen Drehzahlen gut funktioniert. Nachteilig kann die im Vergleich zu anderen Zündsystemen relativ kurze Brenndauer des Zündfunkens sein.
Was ist das Besondere an der digitalen CDI?
Die digitale Zündbox ist eine DC-CDI mit Bauteilen, die es bei der Entwicklung der Original-CDI noch nicht gab: Eine aufwändige Schaltung mit einem speziell für diesen Zweck entwickelten IC schützt die Elektronik bei Überspannungen auf dem Bordnetz. Sofern eine bestimmte Höhe und Dauer nicht überschritten wird, arbeitet sie ganz normal weiter. Wird der Stress zu groß, z.B. bei einem defekten Bordspannungsregler, schaltet sie sich kurz ab, dann wieder an etc., bis die Überspannung auf ein erträgliches Maß gesunken ist. Dagegen verabschieden sich Analog-CDIs in einem solchen Fall gern dauerhaft. Die üblicherweise eingesetzten Thyristoren, die zum Auslösen der Zündung die Zündkondensatoren mit der Zündspule verbinden, wurden durch einen IGBT ersetzt, der bipolare Transistor des Spannungswandlers durch einen FET mit entsprechend geringen Schaltverlusten.
Alle Funktionen werden von einem Mikrocontroller gesteuert. Dadurch war es möglich, den Spannungswandler für die Zündspannung drehzahlabhängig zu beeinflussen. So konnte ein hoher Wirkungsgrad erreicht werden, und die Zündkondensatoren (bei der Transalp sind es zwei pro CDI) werden auch bei Höchstdrehzahl voll aufgeladen. Ist die Spannung der Batterie sehr niedrig, wird sie durch eine moderate Reduzierung der Zündspannung geschont und nicht durch eine erhöhte Stromaufnahme weiter belastet. Der größte Vorteil des Controllers ist aber die Flexibilität bei der Generierung der Zündkennlinie, denn diese beeinflusst maßgeblich viele Motoreigenschaften: Leistung, Drehmoment, Temperatur, Start- und Leerlaufverhalten, Kraftstoffverbrauch, Klopfen, Abgas und sogar die Akustik. Seither war die Kennlinie durch analoge Bauteile fest vorgegeben. Wir haben es so realisiert, dass wir zwei Versionen anbieten:
- Bei der dual-line Version sind zwei Zündkennlinien fest einprogrammiert: Die Standard-Kennlinie wie in der Originalbox und eine advanced-Kennlinie mit mehr Frühzündung im mittleren Drehzahlbereich. Durch Umstecken eines Jumpers stellt man ein, welche Kennlinie man haben möchte. Dies kann jederzeit auch unterwegs vorgenommen werden. Innerhalb Europas empfehlen wir die für die heutige Benzinqualität optimierte advanced-Kennlinie. Die Standard-Kennlinie zu verwenden macht z.B. Sinn, wenn Sie im Ausland (z.B. Afrika) unterwegs sind und Benzin mit niedriger Oktanzahl tanken. Die dual-line Version ist die „plug & play”-Version und damit die empfohlene Wahl für den normalen Motorradfahrer: einfach Einbauen und fertig.
- In der programmierbaren Version ist die Zündkennlinie mit Hilfe unserer Software CDI Tuner in vorgegebenem Rahmen frei einstellbar. Sie kann durch Eingabe von Stützpunkten in einer Tabelle oder grafisch durch drag & drop individuell festgelegt werden. Auch andere Parameter sind veränderbar. Diese Version ist für Tuner und technisch Interessierte ausgelegt, die sich mit der Materie beschäftigen wollen und wissen, was sie tun. Unsere programmierbaren CDIs können auch für andere als die bisher unterstützten Motorräder kompatibel gemacht werden, am besten in Zusammenarbeit mit uns.
Weil auch wir immer wieder kleine Verbesserungen im Auge haben, sind alle neuen CDIs mit einer Leuchtdiode (LED) in Nähe des Steckers ausgestattet. Damit hat man eine einfache Möglichkeit, Fehler an der Zündanlage festzustellen oder so gut wie auszuschließen, sollte der Motor nicht anspringen. Wenn beim Anlassen der Motor auf eine gewisse Drehzahl kommt und die LEDs blinken, dann kann der Fehler nicht an der Zündung liegen. Wenn beide dunkel bleiben, haben die CDIs keine Stromversorgung (Sicherungen, Zündschalter, Killschalter, Stecker prüfen etc.). Sollte nur die LED einer CDI dunkel bleiben, besteht die Möglichkeit, dass der entsprechende Impulsgeber kein Signal liefert.
Wie funktioniert das Programmieren der CDIs z.B. für die Transalp PD06 und Africa Twin RD03?
Anstelle eines Jumpers (wie bei der dual-line Variante) wird bei der programmierbaren Version für die Programmierung ein Konverter an die CDI angeschlossen und über ein geeignetes Verbindungskabel mit dem Rechner verbunden. Die CDI bekommt so auch die für die Kalibrierung notwendige Stromversorgung. Einmalig müssen zuvor die Treiber für den Konverter auf Ihrem Computer installiert und unsere Software CDI Tuner heruntergeladen werden. Weitere Informationen finden Sie hier.
Wie müssen die Jumper bei der dual-line bzw. programmierbaren CDI gesetzt werden?
1) Bei der oberen 5-poligen Buchsenleiste muss zwischen den untersten beiden Pins immer ein Jumper gesteckt sein. Er stellt die korrekte Funktionsweise des Mikrocontrollers im Falle von elektromagnetischen Störungen sicher. Bei der programmierbaren CDI werden außer diesem Jumper keine weiteren benötigt.
2) Bei der dual-line Version wird mit dem zweiten Jumper die Kennlinie ausgewählt. In der aktuellen Firmware wird diese einmalig beim Einschalten der Zündung abgefragt. Bei der programmierbaren CDI entfällt dieser Jumper. Stattdessen wird hier in die 6 unteren Pins zum Programmieren ein Konverter eingesteckt. Weitere Informationen zu beiden Versionen finden Sie hier.
Kann die CDI im laufenden Betrieb umkonfiguriert werden?
Bei der dual-line Version ist das leider nicht möglich. Hier wird die Kennlinie durch Umstecken eines Jumpers gewechselt. Die Position des Jumpers wird einmalig beim Starten des Motors ausgelesen. Der Motor muss also neu gestartet werden, damit die Änderung wirksam wird.
Die programmierbare Version kann im laufenden Betrieb umprogrammiert werden. Das ist beispielsweise für Messungen am Prüfstand oder mit dem Stroboskop nützlich.
Gibt es eine Möglichkeit, die Kennlinien der dual-line CDI über einen externen Schalter zu wechseln?
Ja, das ist möglich. Wir haben leider aktuell keine Schalter in unserem Angebot. Ein solcher lässt sich aber leicht selbst bauen (siehe Bild).
Hinweis: Die aktivierte Zündkennlinie wird einmalig beim Starten des Motors ausgelesen. Ein Betätigen des Schalters während der Fahrt bringt keine Änderung. Der Motor muss neu gestartet werden, damit die geänderte Kennlinie wirksam wird.
Die Position in den oberen beiden Pins der 3-poligen Leiste links dient nur dem Aufbewahren des Jumpers. Diese beiden Pins kurzzuschließen hat keinen Effekt. Die CDI prüft nur einmalig beim Starten des Motors, ob die unteren beiden Pins der 3-poligen Leiste rechts kurzgeschlossen sind.
Kann man in der Transalp PD06 und der Africa Twin RD03 die digitale CDI zusammen mit einer analogen fahren?
Ja, das Betreiben einer analogen zusammen mit einer digitalen Zündbox ist problemlos möglich.
Gibt es Messergebnisse, die den Unterschied (Leistung, Drehmoment) zwischen der Standard- und der advanced-Kennlinie zeigen?
Leider liegen uns im Moment keine solche Messungen vor. Es gibt allerdings schon zahlreiche positive Rückmeldungen von Transalp-Fahrern, sodass kein Zweifel an den besseren Fahrleistungen mit der advanced-Kennlinie besteht. Auch die Africa Twin RD04/RD07-Fahrer berichten, dass sie mit unserer Digital-CDI sehr zufrieden sind.
Warum sind die Gehäuseabmessungen bei unseren Transalp- und Dominator-CDIs etwas anders als beim Original?
Die äußeren Abmessungen sind historisch bedingt. Unsere Gehäuse passen aber gut in die CDI-Taschen.
Ist es wirklich so wichtig, beim Einsatz von Digital-CDIs entstörte Zündkerzen einzubauen?
Ja. Es müssen immer Kerzen mit eingebautem Widerstand (in der Bezeichnung steht ein 'R') verwendet werden, so steht es auch im HONDA Transalp-Manual. Elektromagnetische Störungen sollten grundsätzlich niedrig gehalten werden, da sie sich negativ auf in der Nähe befindliche Elektronik auswirken.
Kann der Benutzer bei der programmierbaren CDI selbst neue Motorradtypen aufsetzen?
Die konstruktiven Eigenschaften des Impulsgebers (Induktivgeber) sind für jeden Motortyp spezifisch. Daher wird dessen drehzahlabhängiges Signal zusammen mit unserer CDI vermessen. Diese Messung stellt eine Voraussetzung für die Genauigkeit der ausgegebenen Zündkennlinie dar. Leider ist es nicht ohne weiteres möglich, dass der Anwender diese Messung selbst vornimmt. Eine Alternative besteht darin, einfach einen ähnlichen Motorradtyp bezüglich seiner gewünschten Parameter auszuwählen (es gibt voreingestellte Zündkennlinien für alle auf der Startseite gelisteten Motorräder und einige mehr). Dann weicht allerdings die tatsächliche Zündkennlinie mehr oder weniger stark von der gewünschten Programmierung ab und sollte in jedem Fall überprüft werden.
Besser ist es, wenn Sie sich einfach mit uns in Verbindung setzen. Vielleicht gibt es eine Möglichkeit, in Kontakt zu treten und das Motorrad zu vermessen.
Kann die Doppel-CDI auch in der RD07A eingesetzt werden? Wie unterscheidet sich die RD07A von der RD07?
Für die RD07A haben wir leider keine spezielle CDI in unserem Angebot. Die RD07A ist der Nachfolger der RD07 und verwendet eine andere CDI, die nicht direkt mit unserer kompatibel ist. Der beste Weg um die Kompatibilität zu überprüfen ist es, den Namen der Original-CDI herauszufinden. Unsere Zündbox ersetzt die CDI mit der Bezeichnung CI-600 (rechts im Bild).
Im Prinzip ist es zwar möglich, unsere programmierbare CDI auch in der RD07A einzusetzen. Allerdings ist dies mit ein paar Umbauten und einem gewissen Aufwand verbunden, den wir Fahrern leider nicht abnehmen können. Nach unserer Erfahrung ist das im Allgemeinen nicht wirtschaftlich. Bei Interesse gehen wir aber natürlich gerne ins Detail.
Ist es möglich, die CDIs für Motorräder mit Hallsensor als Impulsgeber einzusetzen?
Ja, das ist möglich. Da diese Sensoren drehzahlunabhängig bei einem festen Winkel vor OT schalten, besteht für den Anwender sogar die Möglichkeit, selbst die Parameter des Impulsgebers einzustellen. Dazu wird in unserer Software CDI Tuner der Motorradtyp HALL-Sensor pick-up (unipolar) ausgewählt und spezifiziert, bei welchem Referenzwinkel vor OT der Sensor schalten soll und ob die positive oder negative Flanke die Referenz ist. Der Sensor sollte einen High-Pegel von ca. +12V und einen Low-Pegel von 0V haben. Geeignet ist z.B. der Typ TLE 4905. Der Magnet muss temperaturfest sein und so auf dem Polrad platziert werden, dass der HALL-Sensor beim gewünschten maximalen Frühzündwinkel schaltet.
Noch besser ist ein bipolares HALL-Sensorsystem mit einem zweiten Magneten. Dieser wird mit umgekehrter Polarität so auf dem Polrad montiert, dass er den Zündwinkel bei niedrigen Drehzahlen bis zum Beginn der Frühverstellung bestimmt. Ein solches System ist bei Motoren, die man beim Ankicken auf nur wenige Umdrehungen und geringe Drehzahl bringt, absolut notwendig. Dafür braucht man einen HALL-Sensor bipolar latch, z.B. den TLE 4935. Auch andere Konstruktionen, z.B. mit einem Drehzahlgeber CYHME56C und einer Geberscheibe, sind machbar. Ein geeignetes Profil in unserer Software ist beispielsweise die Yamaha SR500. Auch hier empfehlen wir Ihnen, uns zu kontaktieren.
Ist es schwierig, programmierbare CDIs in anderen Motorrädern einzusetzen?
Sofern der vorliegende Motorradtyp Ähnlichkeiten mit der der HONDA Transalp hat (vielleicht nur ein anderes Steckersystem wie bei der XLV750R), dann genügt es ggf. das 12V-Bordnetz, die Zündspule(n), den Impulsgeber und evtl. die Seitenständerüberwachung anzuschließen (bei Bedarf über einen Steckeradapter). Es kann dann das Motorradprofil der Transalp (evtl. mit angepasster Zündspannung und Seitenständerüberwachungslogik) für die CDI-Kalibrierung verwendet werden. Zu empfehlen ist anschließend, den Zündzeitpunkt zu stroboskopieren. Über den Parameter Sensorvoreilung lässt sich die Kennlinie verschieben und damit ein einigermaßen genaues Ergebnis erzielen, sofern der Impulsgeber ähnlich dem der Transalp ist. Falls dies nicht zutrifft, stehen noch einige andere Motorradtypen zur Auswahl, die als Vorlage verwendet werden können.
Aufwändiger wird es, wenn der Impulsgeber ein wesentlich anderes Signal als die verfügbaren Vorlagen liefert und auch eine Verstellung der Sensorvoreilung kein befriedigendes Ergebnis bringt. Dann wird man nicht darum herum kommen, den Impulsgeber neu zu vermessen. Die Schwierigkeit dabei ist, dass bei einem Induktivgeber die Ausgangsspannung drehzahlabhängig ist und sich deshalb der Kurbelwellenwinkel, bei dem ein angeschlossener Spannungskomparator schaltet, mehr oder weniger drehzahlabhängig verschiebt. Um genaue Ergebnisse zu erhalten, muss dieser Effekt berücksichtigt werden. Dieses Problem haben alle programmierbaren CDIs, die universell eingesetzt werden sollen, nur wird es nicht unbedingt immer so deutlich herausgestellt. Im Ergebnis kann dann die tatsächliche Zündwinkelverstellung stark von der vermeintlich programmierten abweichen. Oder es kann sein, dass die Spannung des Impulsgebersignals ungewöhnlich hoch oder niedrig ausfällt. Im ersten Fall wäre es möglich, dass schon der "Bodensatz" der Impulsgeberspannung die Eingangsschaltung der CDI triggert, dann natürlich zu falschen Zeitpunkten. Hier lässt sich die abgegebene Spannung mit einem zwischengeschalteten Spannungsteiler abschwächen. Im anderen Fall wird man nicht umhinkommen, die Schaltschwelle der CDI selbst anzupassen.
Äußerst genaue Zündkennlinien erhält man bei wenig Messaufwand mit Sensoren, die unabhängig von der Drehzahl ein Digitalsignal bei einem konstanten Kurbelwellenwinkel liefern (z.B. Hallgeber). Bei Motorrädern, die beim Starten nur sehr niedrige Drehzahlen erreichen (Einzylinder mit Kickstarter), können wir ein solches System nur empfehlen. Versuchsweise haben wir eine Yamaha SR500 damit umgerüstet und waren verblüfft, wie weit man damit die Leerlaufdrehzahl herunterdrehen kann.
Ältere Motorrad-Modelle wie die SR500 können sehr exotische Zündsysteme haben. Da hilft im Einzelfall nur zu prüfen, was man ändern muss oder weiter verwenden kann, z.B.:
- Gibt es ein brauchbares Gebersystem für den Kurbelwellenwinkel?
- Ist die Zündspule ein CDI-Typ in normaler Bauform oder ein Sondertyp (z.B. mit Diode)?
- Hat das Bordnetz ein einigermaßen stabiles 12V-System?
- Hat der Zündschalter einen Kontakt, der beim Einschalten 12V ausgibt?
- Gibt es genügend Platz und eine Befestigungsmöglichkeit für die CDI?
Ist es möglich, CDIs für Spezialanwendungen zu bekommen?
In Zusammenarbeit mit Kunden machen wir das gerne. Unsere CDIs können wir jederzeit mit neuer Firmware ausstatten. Versuchsweise haben wir bei der Yamaha SR500 die Auslösung der Zündung so verändert, dass die "falschen" Zündungen unterdrückt werden. Damit waren einige Vergasereinstellungen möglich, die sich laut Kunden sehr positiv ausgewirkt haben.
Eine andere Anwendung waren Kleinkrafträder mit Geschwindigkeitsbegrenzung. Die üblichen Maßnahmen im Ansaugtrakt oder Auspuff führen dazu, dass man kaum einen Berg hochkommt, bergabwärts die zulässige Geschwindigkeit dann aber doch leicht überschritten wird. Wir haben bei einigen Skymax ST50 mit Gangerkennung die Geschwindigkeitsbegrenzung über die Zündung realisiert (Verstellung des Zündzeitpunktes nach spät). Das Ergebnis im Vergleich zur üblichen Drosselung: Volle Motorleistung bis zur erlaubten Geschwindigkeit, dann eindeutige Begrenzung.
Ist es überhaupt zulässig, im Straßenverkehr eine andere CDI als das Original einzubauen?
Für Deutschland haben wir die Auskunft vom Kraftfahrt-Bundesamt (KBA), dass Originalteile dann nachgebaut werden können, wenn diese kein Prüfzeichen haben. Für andere Länder liegen uns hierüber keine Informationen vor.
Werden von cdi-shop.de auch Original-CDIs repariert?
Das lohnt sich einfach nicht. Man müsste die Zündbox sorgfältig öffnen, ohne die Leiterplatte zu beschädigen und alle Lötstellen sauber freilegen. Für einen langfristigen Erfolg empfiehlt es sich, altes Lötzinn zu entfernen, die Lötpads durch Abkratzen des Lötstopplacks zu vergrößern und anschließend alles neu zu verlöten. Möglicherweise funktioniert die Box dann wieder. Es könnte aber auch sein, dass unter dem Zahn der Zeit nicht nur die Lötstellen, sondern auch Bauteile gelitten haben (z.B. Alterung von Elkos und Diffusionsprozesse bei ICs). Die Folge können schlechtes Startverhalten, fehlerhafte Zündverstellung und Zündaussetzer sein. Der Aufwand ist enorm und das Ergebnis schwer vorhersehbar.