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Optimierung der Elektrik

Die vorderen Doppelscheinwerfer werden über sehr lange und, im Vergleich zu anderen Modellen, verschlungene Pfade mit Strom versorgt. Als Folge ist die an den Glühbirnen anliegende Spannung deutlich niedriger als die Batteriespannung und die Lichtausbeute relativ bescheiden. Als (einziger positiver) Ausgleich steigt dafür aber die Lebensdauer der Glühbirnen erheblich an.

Im folgenden Auszug aus dem Stromlaufplan ist der gesamte Strompfad der Frontscheinwerfer rot gekennzeichnet. In der schematischen Übersicht erkennt man die erheblichen Leitungslängen und die grosse Menge an Kontaktübergängen.

Scheinwerfer

Sehr grob überschlagen ergibt sich eine gesamte Leitungslänge von 470cm. Hinzu kommen die Kontaktwiderstände von 2 Relais, dem Zündschloss, mindestens 4 Steckverbindern und 2 Sicherungen. Messungen an meiner Fazer ergaben folgendes Ergebnis:

Spannung Batterie : 11.2V (ja ja, ich weiss, kommt gerade aus dem Winterschlaf)
Spannung Scheinwerfer: 8.4V
Strom: 9A
Spannungsverlust Plus-Seite: 2.2V
Spannungsverlust Masse-Seite: 0.6V
Spannungsverlust gesamt: 2.8V

Eine kleine aber schnelle Verbeserung ist zu erreichen wenn die Masseleitung der Scheinwerfer über eine kurze Verbindung direkt auf den Rahmen gelegt wird. Man spart damit die lange und von vielen anderen Verbrauchern mitbenutzte Rückleitung zur Batterie, u.a. wird dadurch die Tankanzeige stabiler und genauer. Die Rahmen-Masse ist übrigens nur an genau einer Stelle, dem Anlasser, mit dem Batterie-Minus verbunden. Auch ist der Rahmen nicht so niederohmig wie man auf den ersten Blick denkt, eine zusätzliche direkte Masseleitung zur Batterie ist auf jeden Fall besser.

Die grösste Wirkung hat eine direkte Leitung vom Batterie-Plus zum bereits vorhandenen Licht-Relais. Die folgende Übersicht zeigt die vorgeschlagenen Modifikationen im Überblick:

Scheinwerfer

Nebenbei wird dadurch das Zündschloss um 100W "entlastet". Das ist sicherlich hilfreich wenn man bedenkt dass es einer der (sehr wenigen) Schwachpunkte der Fazer-Elektrik ist.

Nachteile müssen natürlich ebenfalls genannt werden. Im Falle eines Kurzschlusses ist nur noch die Hauptsicherung als Begrenzung vorhanden. Man sollte daher möglichst grosse Kabelquerschnitte verwenden damit die Sicherung anspricht bevor die Kabel glühen.

Es werde Licht!

Die Grundidee des folgenden Umbaus ist ein neues, zusätzliches Paar Kabel zur Versorgung der Frontscheinwerfer zu verlegen. Die wichtigen Relais für die Hauptscheinwerfer sitzen vorne hinter der Verkleidungsscheibe. Nach Demontage der Frontscheibe und Abziehen des Cockpit-Steckers sieht man folgendes:
Scheinwerfer

Nur zur Info die beiden Typenbezeichnungen. Links das Haupt-Relais, rechts Abblend-/Fernlicht-Relais
Scheinwerfer Scheinwerfer

Wichtig ist das rot/gelbe Kabel vom Haupt-Relais-Stecker, es versorgt die Scheinwerfer mit Strom.
Scheinwerfer

Der vorhandene Kabelschuh wird ausgeklinkt, isoliert und durch einen neuen ersetzt an dem das neue Versorgungskabel angeschlossen wird. Das Kabel wird weiter geführt bis zur Batterie. Dort befindet sich der folgende Stecker oberhalb des Anlasser-Relais:
Scheinwerfer

Er ist über eine 30A Sicherung direkt mit der Batterie verbunden. Das neue Versorgungskabel wird an einen der Kabelschuhe mit angelötet (rotes Kabel, egal welches, sind parallel geschaltet).
Scheinwerfer Scheinwerfer

Damit ist die "positive" Seite fertig. Die neue Versorgungsleitung ist nun über die 30A Sicherung mit der Batterie verbunden und geht direkt an das Hauptrelais für die Scheinwerfer. Ein Kabelquerschnitt von 1mm2 ist bereits ausreichend. Durch diese Massnahme ist der Spannungsverlust auf der Plus-Seite von 2.2V auf 0.6V reduziert, die Spannung an der Glühbirne somit bereits um 1.6V höher als in der Serie.

Um die Sache rund zu machen, und das letzte halbe Volt zu bekommen, folgt nun noch eine neue Masse-Leitung. Zur Vereinfachung der Verdrahtung habe ich sie nur am Massekontakt des linken Scheinwerfers angeschlossen. Wer es ganz genau nimmt müsste die Masse ebenfalls noch zum rechten Scheinwerfer führen. Ich denke aber die Verbindung ist auch so schon hinreichend kurz um nicht in Gewicht zu fallen. Die vorhandene originale Masseleitung wird nicht aufgetrennt, sie bleibt somit weiterhin parallel aktiv. Durch sie wird allerdings kaum Strom fliessen weil die neue Leitung deutlich niederohmiger ist.

Der Stecker der Glühbirne kann einfach abgezogen werden. Das Steckergehäuse aufklappen, der linke (schwarze) Draht ist die gesuchte Masseverbindung. Dort wird die neue, zusätzliche Masseleitung angelötet.
Scheinwerfer Scheinwerfer
Scheinwerfer

Das andere Ende wird mit einer Lötöse verlötet oder verquetscht und direkt an der Batterie angeschraubt.
Scheinwerfer

Das Ergebnis

Kurz zur Erinnerung, die originale Verdrahtung verursacht einen Spannungsabfall von 2.8V.
Scheinwerfer

Eine Messung an der modifizierten Verkabelung zeigt einen Spannungsverlust von 0.67V :))
Scheinwerfer

Die Frontscheinwerfer erhalten somit eine um mehr als 2V erhöhte Spannung wodurch Helligkeit und Lichtfarbe entsprechend angehoben werden. Weiterhin ist das Zündschloss um typ. 100Watt entlastet was seiner Lebensdauer und Zuverlässigkeit zugute kommt. Indirekt wird die Genauigkeit der Tankanzeige erhöht weil die gemeinsamen Masseströme entfallen. Alle sonstigen Verbraucher die über das Zündschloss versorgt werden (z.B die Zündung!) profitieren ebenfalls vom geringeren Spannungsabfall.

Wie stark sich die Lebensdauer der Glühbirnen im Frontscheinwerfer verringert wird sich zeigen. Aber ich musste bisher (in mehr als 10 Jahren Benutzung), trotz der Verbesserungen noch keine Birne tauschen.
"Licht das doppelt so hell brennt, brennt eben nur halb so lang, und du hast für kurze Zeit unglaublich hell gebrannt, Roy." (Tyrell, aus "Blade Runner").


Der Laderegler

Der Laderegler ist ebenfalls eine Betrachtung wert wenn man auf der Suche nach "verlorener Spannung" ist. Üblicherweise nimmt man an dass er "direkt" mit der Batterie verbunden ist. In der Realität sieht die Sache leider etwas anders aus.

Hier ist der auf das wesentliche eingedampfte Ausschnitt des Stromlaufplans:
Laderegler

Wenn man die Längen der Kabel berücksichtigt und deren Widerstand abschätzt erhält man folgendes Bild:
Laderegler
Die Werte sind allerdings alle nur geschätzt und eher beispielhaft. Man sieht aber sehr schnell dass auf Grund der hohen Ströme selbst kleinste Widerstände die Spannung an der Batterie erheblich reduzieren.

Wie kann man das verbessern? Durch zusätzliche Kabel. Als Vorschlag:
Laderegler
Das neue Plus-Kabel verbindet den Laderegler direkt mit der Batterie. Natürlich entsprechend "fett" dimensioniert und mit einer Sicherung für den Notfall.
Die Masseleitung ebenso. Hier könnte man zusätzlich den Rahmen mit einbeziehen und den Laderegler auch noch direkt an den Rahmen anschliessen (wie auch die Schweinwerfer weiter oben). Jede parallele Leitung hilft ein wenig.

Die Batterie-Masse ist übrigens nur über das Kabel zum Anlasser mit dem Rahmen verbunden. Die Masse für alle Verbaucher läuft zentral über den kleinen Steckverbinder der (üblicherweise) oben auf der Batterie platziert ist. Optimal ist was anderes...

Wenn man alles richtig macht wird die Batterie in Zukunft mit einer höheren, besseren Spannung geladen. Sie befindet sich damit im richtigen Spannungsbereich und sollte deutlich länger halten.

Ohne es direkt beweisen zu können würde ich in dieser direkten Verkabelung noch einen weiteren Vorteil sehen. Der Regler kann besser regeln und neigt nicht zu Spannungs-Schwingungen. Solche Schwingungen führen zu Belastungsspitzen im Regler und starker Wärmeentwicklung. Ein "kochender" Regler hat nicht immer die Ursache in zu hohem Strombedarf auf der Verbraucher-Seite.

Weitere Verbesserungsideen

Die schwachen Masseleitungen wurden ja bereits erwähnt. Man könnte sie durch eine zusätzliche "Masse-Schiene" verstärken die alle wichtigen Verbraucher, und die Batterie, miteinander verbindet. Ein 2,5mm2 Kabel würde sich anbieten. Das bereits im Kabelbaum vorhandene kann dabei parallel angeschlossen bleiben, Masseschleifen spielen in diesem Fall keine Rolle.
Im vorderen Fahrzeugbereich sind dies:
- Scheinwerfer
- Cockpit
- Tankgeber
Im mittleren Bereich:
- Laderegler
- Batterie
- Steuergerät
Alle sonstigen Verbraucher (z.B. das Rücklicht) spielen keine grosse Rolle.

Die zusätzliche Plus-Leitung zum Relais der Frontscheinwerfer könnte um ein Relais vor dem Steuergerät ergänzt werden. Das Steuergerät liefert die Spannung für die Zündspulen, die funken dann umso besser.
Natürlich sollte die oben beschriebene Verbesserung für den Laderegler nicht fehlen.