Die Ladeanlage im Shiguli ist interessant, da sie anders als in Fahrzeugen moderner Bauart nicht zentral in der Lichtmaschine sondern aus drei Komponenten verteilt im Motorraum besteht. Diese sind: Die Lichtmaschine, das Relais für die Ladekontrollampe sowie der Ladespannungsregler.
Der Laderegler befindet sich in Fahrtrichtung links vor dem Ausgleichsbehälter der Kühlung. Seit der letzten Fahrt will die Ladekontrollampe im Armaturenbrett nicht mehr ausgehen – sie glimmt bzw. leuchtet sporadisch, was auf einen defekt des Ladereglers hindeutet.
Unter dem Blechdeckel findet man nicht viel elektrisches, im wesentlichem besteht der Regler aus einer großen sowie einer kleinen Spule, einigen Kontakten, der Schaltzunge sowie einer Konstantfeder. Unterhalb finden sich noch einige Widerstände. Die Klemmennummern sind: Klemme 15 vom Zündschloß, Klemme 67 zur Erregerwicklung der Lima sowie das Gehäuse 31 Masse.
Die Funktion grob erklärt: Über die Schaltzunge sind drei Schaltstellungen möglich
- Stellung 1 Laden – die Schaltzunge wird durch die Konstantfeder zum oberen Kontakt gezogen, in dieser Stellung erhält die Erregerwicklung der Lima über Klemme 67 Spannung – die Lima kann maximale Spannung in die Bordelektrik abgeben.
- Stellung 2 Schweben – mit steigender Spannung im System wird das Magnetfeld welches die Spule unter der Schaltzunge erzeugt zunehmend stärker, die Schaltzunge wird gegen die Konstandfeder nach unten gezogen. Die Erregerspannung der Lima flacht ab.
- Stellung 3 schließen – sollte die Spannung in der Bordelektrik durch Selbsterregung der Lima weiter steigen wird nun die Erregerspule kurzgeschloßen. Die sog. Selbsterregung ist bei Drehstromlichtmaschinen ein nicht unüblicher Effekt.
Was an meinem Laderegler das Problem verursachte, waren minder stark abgebrannte Kontakte. Da man das alles schön zerlegen kann, lies sich der Abbrand leicht abschleifen.
Nach dem Zusammenbau hat sich gezeigt, das die Kontakte der Schaltzunge nicht optimal zur Anlage kommen, was zu Funkenbildung beim berühren und abheben der Kontakte führt.
Nach etwas Korrektur mit einer Zange liegen die Kontakte der Schaltzunge nun sowohl oben als auch unten sehr gut an. Leider stimmen nun die Verhältnisse von Konstandfeder sowie dem Abstand der Kontakte zueinander nicht mehr. Welche Ladespannung der Regler nun generiert ist somit unbekannt. Um die richtige Ladespannung wieder einzustellen, braucht es einen kleinen Versuchsaufbau:
Dazu wird der Regler über ein regelbares Netzteil mit Spannung versorgt. Klemme 15 ist Plus, das Gehäuse ist Minus.
Bei 0 Volt (bzw. im Fahrzeug 12 V) wird die Schaltzunge durch die Konstantfeder ganz nach oben gezogen = Schaltstellung 1 Laden.
Ich habe nun die Mechanik so eingestellt, das die Schaltzunge ab etwa 14,5V beginnt leicht abzuheben, dabei entsteht ein schnarrendes Geräusch, was im Fahrzeug bewirkt das die Erregerspule der Lima nicht mehr konstant mit Spannung versorgt wird – die Erregerspannung beginnt abzuflachen.
Ab etwa 14,8V Bordnetzspannung befindet sich die Schaltzunge in Schaltstellung 2 Schweben. Das Magnetfeld der Spule darunter hält die Schaltzunge entgegen der Konstantfeder in schwebe. Im Fahrzeug würde nun die Erregerspannung vollständig abflachen. Dies passiert solange bis die Spannung im System durch Verbraucher auf 14,5V abgefallen ist. In dieser Stellung verbrauchen die Spulen des Reglers ca. 0,5A Strom.
Ab etwa 15V Bordnetzspannung ist das Magnetfeld der Spule so stark, das die Schaltzunge den Erregerkreis kurzschließt um Überspannung im Bordnetz und das dauerhafte Überladen der Batterie zu verhindern. In diese Schaltstellung fließen 2,5A über die Widerstände am Fuß des Regelers gegen Masse ab.
Mit dieser Einstellung erhalte ich im Fahrzeug ab etwa 2000 1/min Motordrehzahl eine konstante Ladespannung von etwa 14,9V an der Batterie. Nach vermutlich gut 50 Jahren funktioniert der Laderegler jetzt wieder wie am ersten Tag. Die Ladespannung vor der Überholung lag nur noch bei rund 13,5 Volt.
Nun noch einige Einstellfehler
Bei meinen ersten Einstellversuchen hatte ich den Abstand der Kontakte zu weit eingestellt. Das bewirkte das kein Schweben der Kontaktzunge möglich war. Weniger ist hier offenbar mehr! Warum genau sich das so verhält, kann ich nicht sagen. Im Fahrzeug bewirkte der zu große Abstand jedoch ein „takten“ des Reglers sobald Strom im Bordnetz – etwa durch Beleuchtung – gezogen wurde. Es stellte sich ein heftiges blinken der Beleuchtung bzw. starke Spannungsschwankungen der gesamten Bordelektrik durch zu- und abschalten der Erregerwicklung der Lima ein, da der Regler in diesem Zustand offenbar nur ein- und ausschalten aber nicht regeln konnte. Eine Verringerung der Kontaktabstände löst das Problem. Da es offenbar keinen Einstellwert für die Kontakte gibt, muß man diesen durch testen selbst herausfinden!
Eine schlechte Auflagefläche zum Schliesskontakt bewirkt starke Funkenbildung beim kurzschliessen des Reglers. Eine leichte Korrektur des unteren Kontakts stellte dies umgehend ab.
Hier noch der Vergleich neuer zu alter Technik – in dem weißen flachen Laderegler erledigen Halbleiter die Aufgaben der Federn, Hebelchen und Spulen des originalen Ladereglers.