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Roller CDI

CDI (Capacitor Discharger Ignition)

Roller CDI
Die Kondensatorentladungszündung, englisch Capacitor Discharger Ignition oder auch kurz CDI, ist eine kontaktlose, mikroelektronische Steuereinheit. Durch das Signal der CDI - Einheit wird der Zündzeitpunkt der Zündkerze elektronisch gesteuert und somit die Kraftstoffverbrennung im Zylinder eingeleitet. Das Prinzip der elektronischen Zündung durch CDIs ist seit den 1960er Jahren im Einsatz, hat sich allerdings speziell beim Roller erst Anfang der 1990er Jahre durchgesetzt. Der Kondensator der CDI wird kontinuierlich geladen und über eine Batterie oder Spule mit Spannung versorgt.

Statische vs. dynamische CDI

Im Motor verdichtet der Kolben bekannterweise das Kraftstoff-Luft-Gemisch im Zylinder bis auf ein Maximum. Kurz bevor der Kolben die oberste Position erreicht hat (oberer Totpunkt OT / Umkehrpunkt des Kolbens) wird das Gemisch gezündet und der Kolben wieder nach unten gedrückt. Eine statische CDI hat dabei einen festen Zündzeitpunkt, der grundsätzlich kurz vor OT liegt. (Ein Blick ins Zylinder Innere zeigt die eben beschriebenen Abläufe.) Eine dynamische CDI - Einheit gibt dagegen der Zündkerze nicht nur die elektrische Ladung, die diese für die Zündung benötigt, sondern reguliert auch den Zeitpunkt der Zündung. Durch die Anpassung des Zündzeitpunktes an die Drehzahl des Roller Motors sorgt die CDI dafür, dass das Gemisch immer im "richtigen" Moment gezündet wird. Dieser Punkt liegt nicht immer kurz vor OT, sondern verschiebt sich bei 2-Takt Motoren bei höherer Drehzahl in Richtung einer späteren Zündung (Spätzündung). Die dynamische CDI nimmt in den verschiedenen Drehzahlbereichen eine entspechende Anpassung vor, um die Verbrennung optimal zu gestalten. In Produktbeschreibungen finden sich bei dynamischen CDIs oft Sätze wie "modifizierte" oder "leistungsoptimierte Zündkurve".

Gerade für leistungsstärkere Roller und Mopeds ist die Zündzeitpunktverstellung wichtig. Der Grund dafür ist einfach erklärt: Bei höheren Drehzahlen entstehen beim 2-Takt-Motor regerechte Turbulenzen, deren Effekt umso stärker ist, je mehr Leistung der Motor hat. Damit der Zündzeitpunkt etwas außerhalb dieser wilden Explosionsverwirbelungen liegt, wird er nach hinten verlegt und der Kraftstoff kann bei hohen Drehzahlen besser durchbrennen. Anders verhält es sich bei Rollern mit 4-Takt Motoren. Hier sollte bei steigenden Motordrehzahlen, kontinuierlich früher gezündet werden. Entsprechend sind dynamische CDIs für 2-Takt und 4-Takt Roller nicht austauschbar, weil sie gegenteilig arbeiten. Statische CDIs können hingegen, sofern die umliegenden Daten stimmen, oftmals auf beide Typen verwendet werden.

Vorteile einer CDI - Zündanlage gegenüber anderen Zündungen

Der Hauptvorteil von CDIs – wie sie im Roller oder Maxi Roller zu finden sind - ist, dass sie absolut wartungsfrei und verschleißarm sind. Zudem erzeugen sie einen stärkeren Zündfunken als Spulenzündungen, besitzen allerdings dem gegenüber einen höheren Schaltaufwand.

Die Anpassung der Zündkurve bei dynamischen CDIs bewirkt ein wesentlich besseres Drehmoment insbesondere im unteren und mittleren Drehzahlbereich. Auch erweist sich die Trennung der energetischen Aufladung und der Spannung in unterschiedliche Kreisläufe als besonderer Vorteil, da sich diese dadurch einzeln optimieren lassen. Nachteil der kompakten Bauweise ohne diverse Einzelteile ist aber leider, dass bei einer defekten CDI Einheit am Roller meist nichts mehr geht. Wenn die CDI als fehlerverursachendes Teil bei fehlendem Zündfunken identifiziert wurde, hilft nur der Austausch gegen eine neue CDI.

Zündzeitpunkt und Motorlauf

Die Auswirkungen des Zündzeitpunktes auf den Motorlauf werden häufig unterschätzt. Ein zu später Zeitpunkt sorgt zwar für ein angenehm ruhiges Standgas und gutes Kaltstartverhalten, jedoch tourt der Motor schlecht hoch, kommt nur schwer in die höheren Drehzahlen und hat merklich wenig Leistung. Dies liegt daran, dass der Kolben schon wieder zu weit nach unten gelaufen ist und die Verdichtung des Kraftstoff-Gemischs zum Zündzeitpunkt zu stark nachgelassen hat. In weiterer Folge verdreckt der Motor durch teilweise unverbrannten Kraftstoff und spätere Entzündungen äußern sich als Fehlzündungen. Ein zu früher Zündzeitpunkt hingegen lässt sich daran erkennen, dass der Motor bei niedrigen Drehzahlen kraftlos wirkt, aber ab einer bestimmten Drehzahl mit einem Schlag hochdreht. Die Zündung soll zwar noch in der Aufwärtsbewegung des Kolbens (vor OT) erfolgen, jedoch soll die Explosionswelle den Kolben erst in seiner Abwärtsbewegung treffen. Bei zu früher Zündung trifft die Explosion den Kolben allerdings noch in seiner Aufwärtsbewegung. Motorteile, insbesondere die Kurbelwelle, sowie Antriebsteile können hierdurch nachhaltig beschädigt werden, da sie sehr hohen Belastungen ausgesetzt sind und der Brennraum zu heiß wird.

Die CDI als Roller-Drosselung (45km/h oder 25 km/h Drossel)

Eine CDI lässt sich ebenfalls als Drossel des Rollers nutzen. Es ist möglich, die Durchschaltfrequenz der CDI so einzustellen, dass sie ab einer gewissen Drehzahl keinen elektrischen Impuls weiterleitet. Die CDI fungiert so als Drehzahlbegrenzer. Allerdings benötigt eine derartige Manipulation auch eine hohes Maß an Erfahrung und technischen Know- How. Bei einigen Rollermodellen wird die 45km/h Drosselung ausschließlich über die CDI realsisiert, meist wird aber durch eine Kombination mit mechanischen Drosselungen (z.B. Anschläge in der Variomatik, Variomatikhülsen mit Bund) die Geschwindigkeitsbeschränkung umgesetzt.

Offene CDIs, Tuning-CDIs

Soll die 45km/h Drosselung am Scooter aufgehoben werden (z.B. für den Renneinsatz oder Probefahrten auf privatem Gelände), ist neben dem Entfernen anderer mechanischer oder elektronischer Drosselungen, eine „offene“ Zündeinheit ohne Drehzahlbegrenzung erforderlich. Bei vielen original Zündeinheiten liegt die Begrenzung bei ca. 8.000 - 9.000 U/min. Bei vielen Rollern entfällt nach dem einfachen Anstecken einer ungedrosselten CDI diese Drehzahlbegrenzung – der Motor kann nun frei bis an sein Leistungslimit arbeiten und die Höchstgeschwindigkeit steigt meist deutlich über 45 km/h an. Durch Anpassungen der Variomatik (z.B. der Variomatikgewichte) kann nun weiter optimiert werden. Bei Verwendung von Tuning Auspuffanlagen oder Tuning Zylinderkits ist eine offene CDI erforderlich, denn die Tuning Bauteile entfalten ihre Leistung erst in hohen Drehzahlbereichen. Wenn die Motordrehzahl begrenzt bleibt, ist kein gutes Ergebnis zu erwarten.

Ungedrosselte CDIs sind für einige Fahrzeuge auch mit programmierbarem / einstellbarem Zündverhalten erhältlich. Diese Zündeinheiten sorgen für einen zusätzliches Leistungsplus durch eine optimale Gestaltung der Zündkurve. Die CDIs mit frei bestimmbarer Zündkurve können auch bei ungetunten Motoren zur Entdrosselung des Fahrzeuges verwendet werden - dies macht aber nur Sinn, wenn der entdrosselte Motor es schafft in die Drehzahlbegrenzung der original CDI zu drehen. Gerade für die u.a. durch die CDI gedrosselten Scooter aus chinesischer Fertigung bietet zum Beispiel der Hersteller „Naraku“ eine große Auswahl für fast jedes Roller Modell an. Auch andere Markenhersteller wie z.B. Malossi, bieten mit ihren CDIs die Möglichkeit zur Entdrosselung und Leistungsverbesserung. Eine echte Luxusausführung bietet beispielsweise die Zündbox Force Master 2. Dieses highend CDI-Einspritzmodul ist für verschiedene Roller zu haben und kann sogar ohne Software und ohne Computer eingestellt werden.

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