Elektra en elektronica controleren

Als de elektronische startmotor maar niet op gang komt, de essentiële ontstekingsvonk uitblijft, de koplampen alleen nog vaag flikkeren en zekeringen minuten nodig hebben om een signaal door te geven, wordt voor veel bikers de noodtoestand van kracht. Want hoewel mechanische defecten meestal best snel te lokaliseren zijn, blijven elektrische storingen geniepig in het duister totdat blijkt dat ze de hele bike hebben uitgeschakeld. Maar met een beetje geduld, een (helemaal niet zo dure) multimeter en een beetje begeleiding kan ook een motorrijder zonder encyclopedische kennis van voertuigelektra zulke storingen zelf opsporen en zodoende hoge werkplaatskosten vermijden.

Verreweg de meeste motoren (afgezien van een paar enduro's en oudere brommers of kleine motorfietsen) krijgen hun energie voor ontsteking, licht, startmotor en verschillende andere functies van de accu. Als de accu uitvalt, rijden deze voertuigen niet meer. 

In principe zijn er twee oorzaken mogelijk voor een lege accu: het laadstroomcircuit laadt de accu tijdens het rijden niet meer voldoende op of een lekstroom of onopvallend elektrisch apparaat 'zuigt' onbedoeld de accu leeg. Als er aanwijzingen zijn dat de accu niet goed wordt opgeladen door de dynamo (bijv. de startmotor komt nauwelijks op gang, de koplamp gaat onderweg zwakker branden, het laadcontrolelampje knippert), voer je eerst een visuele controle van alle bereikbare componenten van het laadcircuit uit: De stekkerverbindingen van de dynamo- en dynamoregelingsaansluiting moeten goed vastzitten en schoon zijn, de betreffende kabels mogen geen sporen van breuken, schuurplekken of verbranding vertonen en moeten vrij zijn van corrosie ('koperworm' of koperroest). Ook de accuaansluiting moet vrij zijn van corrosie (krab deze eventueel schoon met een mesje en smeer de polen met accupoolvet). Aan de dynamo en regelaar / gelijkrichter mag geen mechanische schade te zien zijn. 

Voor verdere controle van de afzonderlijke componenten moet de accu in goede staat verkeren en volledig geladen zijn. Als je een defect in een deel van het laadcircuit vaststelt, controleer dan ook de andere componenten van dat circuit op schade.

Een meting van de laadspanning bij de accu maakt snel duidelijk of het laadcircuit werkt zoals het hoort. Bok het voertuig op (liefst warmgereden) en maak de toegang tot de accupolen vrij. Stel jouw multimeter bij 12V-boordelektra in op een meetbereik van 20 volt/gelijkspanning en sluit het instrument aan op de plus- en min-pool van de accu. 

Bij een accu die in goede staat verkeert, dient de rustspanning 12,5-12,8 volt te bedragen. Laat de motor draaien en verhoog het toerental tot ca. 3000-4000 t/min. Als het laadcircuit goed werkt, loopt de spanning nu op tot de grenswaarde maar wordt deze niet overschreden. 

Afhankelijk van het voertuig ligt deze grenswaarde in het bereik van 13,5 tot bijna 15 volt. Raadpleeg een werkplaatshandboek bij jouw voertuigmodel voor de exacte waarde. Wordt de grenswaarde overschreden, dan is de spanningsregelaar (die vaak een eenheid vormt met de gelijkrichter) defect en wordt de laadspanning niet meer goed geregeld. Het gevolg is dat er zuur uit de accu vrijkomt (het zogenaamde 'overkoken') en dat de accu door overladen op den duur blijvend beschadigd raakt.

Als je korte spanningspieken meet, is er een defect aan de gelijkrichter en/of de dynamo. Loopt de spanning niet op wanneer je het toerental verhoogt, dan levert de dynamo mogelijk niet meer voldoende laadstroom en dien je deze eerst te controleren. 

Ga eerst na wat voor dynamo jouw voertuig heeft en voer dan de bijbehorende test uit:

Dynamo's met spoelen werken met permanente magneten op een rotor, die door een draaiende beweging spanning opwekt in de spoelen van de buitenste stator. Deze rotor draait op de krukastap mee in de olie die zich in het carter bevindt. Defecten ontstaan hier meestal door voortdurende oververhitting resp. door overbelasting van de regelaar.

Schakel de motor en de ontsteking uit. Koppel de kabelstreng van de dynamo los van regelaar / gelijkrichter. Meet nu de spanning direct op de dynamo (selecteer als meetbereik maximaal 200 volt wisselspanning).

Verbind twee contacten van de stekker van de dynamo met de testsondes van de multimeter. Laat de motor draaien met ca. 3000-4000 t/min. 

Meet het voltage, zet de motor uit, steek de testsondes in een volgende aansluitcombinatie, voer een nieuwe meting uit bij een draaiende motor, enzovoort, totdat je alle mogelijke combinaties hebt getest. Als de gemeten waarden vergelijkbaar zijn (gemiddeld levert een dynamo van een motor ca. 50-70 volt; raadpleeg een reparatiehandleiding bij jouw motor voor de exacte waarden), is de dynamo in orde. Als een van de gemeten waarden duidelijk lager uitvalt, is de dynamo defect.

Wanneer de dynamo onvoldoende laadspanning levert, kan de oorzaak een breuk of kortsluiting met massa in een spoel zijn. Dat kan worden opgespoord met weerstandsmetingen. Schakel daarvoor de motor en de ontsteking uit. Stel de multimeter op weerstandsmeting in het meetbereik van 200 ohm in. Houd de zwarte testsonde tegen massa en de rode achtereenvolgens tegen alle contacten van de dynamostekker. Er mag geen doorgang meetbaar zijn (weerstand oneindig), anders maakt de stator kortsluiting met massa. 

Test daarna met de sondes alle mogelijke onderlinge aansluitcombinaties van de contacten. Dat moet telkens een vergelijkbaar lage weerstand opleveren (meestal minder dan 1 ohm; raadpleeg een reparatiehandleiding bij jouw motormodel voor de exacte waarde). 

Bij een hoge meetwaarde is er onvoldoende doorgang tussen de spoelen en bij een meetwaarde 0 ohm is er sprake van kortsluiting. In beide gevallen is de stator defect. Zijn de spoelen van de dynamo in orde, maar produceert deze toch een duidelijk te lage wisselspanning, is de rotor waarschijnlijk gedemagnetiseerd.

Wanneer de gemeten spanning van de accu bij een toename van het motortoerental hoger wordt dan de grenswaarde die de fabrikant heeft gespecificeerd (afhankelijk van het model tussen 13,5 en 15 V), is de spanningsregelaar defect (zie stap 1) of moet deze opnieuw worden afgesteld. 

Alleen oldtimers en klassiekers hebben nog regelaars die af te stellen zijn. Daarbij is opnieuw afstellen ook aan te raden wanneer de accu ondanks goede meetwaarden door niet-gelijkgerichte spanning onvoldoende wordt geladen.

Voor een test van een afzonderlijke gelijkrichter moet deze van het stroomcircuit worden losgekoppeld. Stel de multimeter in op weerstandsmeting bij een meetbereik van 200 ohm. Meet nu de weerstand in twee richtingen (dus telkens de polariteit wisselen) tussen de massakabel van de gelijkrichter en alle aansluitingen met de dynamo en ook tussen de uitgaande plus-kabel en alle aansluitingen.

De ene richting moet een lage waarde opleveren, de waarde voor de andere richting moet minstens 10 keer hoger zijn (zie afb. 7). Als je bij een van de aansluitingen in beide richtingen (dus ondanks omkering van de polariteit) dezelfde waarde meet, is de gelijkrichter defect en moet deze worden vervangen.

Collector-dynamo's wekken stroom niet op met permanente magneten, maar met het elektromagnetisme van een afzonderlijke veldwikkeling. De stroom wordt met koolborstels aan de collector van de rotor opgenomen. Dit dynamotype werkt altijd 'droog', namelijk op de krukastap met een externe regelaar, of als afzonderlijke eenheid en dan meestal met een geïntegreerde regelaar. Defecten worden meestal veroorzaakt door trillingen, schudden door laterale versnelling van de rotor of thermische belasting. De koolborstels en collector slijten nauwelijks en gaan lang mee.

Voor een complete test kun je een afzonderlijke collector-dynamo het beste uitbouwen uit de motor (eerst de accu loskoppelen) en demonteren. 

Als de motor niet aanslaat terwijl de startmotor wel draait en er een correct benzine-luchtmengsel wordt aangevoerd (dus de bougie vochtig wordt), is er een defect in het stroomcircuit van de ontsteking. Als de ontstekingsvonk te zwak is of helemaal ontbreekt, voer je eerst een visuele controle van de kabelaansluitingen, bougies en bougiestekkers uit. Sterk verouderde bougies, stekkers en bougiekabels kun je het beste meteen vervangen. De inzet van iridiumbougies verbetert het startgedrag (branden beter schoon, krachtigere ontstekingsvonk). Als de behuizing van de bobine dunne spoortjes van verbranding vertoont, kunnen dit lekstroomsporen zijn ten gevolge van vervuiling of materiaalmoeheid van de spoelhouder (reinig of vervang deze). 

Er kan ook vocht door haarscheurtjes binnendringen in de bobine, wat leidt tot kortsluiting. Oudere bobines weigeren vaak dienst nadat ze zijn warmgelopen en werken weer zodra ze zijn afgekoeld. Ook dan helpt alleen nog een vervanging van onderdelen. 

Je kunt de kwaliteit van de ontstekingsvonk bepalen door de vonkbrug te testen met een vonkbrugtester. 

Als de vonk sterk genoeg is, moet deze een afstand van minstens 5-7 mm tussen de bougiekabel en massa kunnen overspringen (de vonk van een echt goede bobine overbrugt wel 10 mm of meer). Het is niet verstandig om de vonk naar motormassa te laten overspringen zonder tester, want daardoor kan de ontstekingsbox worden beschadigd en jij kunt – als je de kabel in de hand vasthoudt – bij het werken makkelijk een elektrische schok krijgen. 

Een zwakke ontstekingsvonk kan (vooral bij oudere voertuigen) ook te wijten zijn aan een spanningsdaling in het ontstekingscircuit (bijv. door gecorrodeerde kabels; zie onder voor een test). Laat het testen van de bobine zelf bij een vermoeden van een defect liever over aan een professionele motorwerkplaats. 

Zijn de bougies, bougiestekkers, bobines en kabelaansluitingen in orde en krijg je toch geen ontstekingsvonk, dan is er sprake van een defect aan de ontstekingsbox of de aansturing daarvan (zie onder). De ontstekingsbox zelf is een gevoelige en helaas ook prijzige component, die dan ook alleen getest moet worden door een professionele motorwerkplaats die over speciaal testgereedschap beschikt. Thuis kun je alleen controleren of de kabelaansluitingen helemaal in orde zijn.

Elektronische ontstekingen krijgen een impuls van een verdeler, die meestal op een krukastap is aangebracht en een pick-up (impulsgeverspoel) aanstuurt. Een pick-up kun je zelf testen met een multimeter. 

Stel hiervoor een meetbereik van 2 kilo-ohm in voor een weerstandsmeting. Ontkoppel de pick-up, houd de testsondes tegen de aansluitingen en vergelijk de meetwaarde met de specificaties in het werkplaatshandboek bij jouw voertuigmodel. Een te hoge weerstand duidt op een onderbreking, een te lage waarde op kortsluiting. Stel de multimeter dan in op een meetbereik van 2 mega-ohm en meet de weerstand tussen de wikkeling en massa. Als deze niet 'oneindig' is, is er kortsluiting met massa en moet de spoel worden vervangen.

Als de accu goed geladen is maar er bij de start alleen maar een klapperend of ratelend geluid klinkt zonder dat de startmotor de motor laat draaien, is er waarschijnlijk een storing in het startrelais. Het startrelais dient om de bedrading en de schakelaar van het startmotorcircuit te ontlasten. Demonteer het relais bij voorkeur om dit te testen. Stel de multimeter in op weerstandsmeting (bereik van 200 ohm). Klem de testsondes op de 'dikke' accuaansluiting en de dikke aansluiting naar de startmotor. Houd de min-aansluiting van een goed geladen 12-volt accu tegen de min-zijde van het relais (zie bedradingsschema van het betreffende motormodel) en de plus-aansluiting tegen de plus-zijde van het relais (zie bedradingsschema; meestal is dit de verbinding met de startknop). 

Het relais moet nu 'klikken' en een weerstand van 0 ohm aangeven. 

Als de weerstand duidelijk hoger is dan 0 ohm, is het relais defect, zelfs als het klikt. Klikt het relais niet, dan moet je het eveneens vervangen. Als je de gewenste waarden kunt vinden in een werkplaatshandboek bij het betreffende motormodel, kun je met een weerstandsmeting ook de interne weerstand van het relais controleren. Je houdt daarvoor de testsondes van de meter tegen de 'dunne' aansluitingen van het relais en leest de waarde af.

Als de startmotor bij een intact startrelais niet werkt, hoewel de accu is opgeladen, inspecteer je eerst de startknop. Bij oudere voertuigen wordt het contact vaak onderbroken door corrosie. Een reiniging met schuurpapier en een beetje contactspray kan dan al voldoende zijn. Je test de startknop door de kabeltoevoeren los te koppelen en de weerstand te meten met een multimeter. Als een weerstand van meer dan 0 ohm wordt gemeten, is de schakelaar niet in orde (reinig deze nog een keer en meet opnieuw).

Moet de startmotor zelf worden onderzocht, dan kun je deze het beste uitbouwen (accu loskoppelen) en demonteren.

Controleer dan eerst de drukkracht van de borstelveren en de lengte van de koolborstels (vervang versleten koolborstels). Reinig de collector met benzine of remmenreiniger (hij moet vetvrij zijn) en bewerk deze eventueel nog licht na met fijn schuurpapier. 

De groeven van de collector moeten ca. 0,5-1 mm diep zijn. Eventueel kun je deze met een dunne zaag bijwerken (of de rotor vervangen). 

Om de rotor te controleren op kortsluiting met massa en doorgang, voer je de weerstandsmeting uit die al bij de dynamo is beschreven: stel een multimeter eerst in op een meetbereik van 200 ohm en meet telkens de weerstand tussen twee collectorlamellen van de rotor in alle mogelijke combinaties. 

De weerstand moet telkens laag zijn (minder dan 1 ohm; raadpleeg de reparatiehandleiding bij jouw motormodel voor de exacte waarde). 

Als de waarde te hoog is, is er sprake van een onderbreking en is de rotor defect. Selecteer op de multimeter een meetbereik tot 2 mega-ohm. Houd de rode testsonde tegen een collectorlamel en de zwarte sonde tegen de as (massa). Je moet nu een oneindige weerstand meten, anders wordt er kortsluiting met massa gemaakt en is de rotor ook defect.

Heeft de stator van de startmotor veldwikkelingen in plaats van permanente magneten, dan test je deze eveneens op kortsluiting met massa (als de weerstand tussen massa en veldwikkeling niet oneindig is, vervang je de wikkeling) en doorgang (weerstand in de wikkeling moet gering zijn, zie boven).

Corrosie en vervuiling kunnen na een aantal jaren een hoge weerstand gaan vormen tussen stekkers en schakelaars, en kabels die zijn 'aangevreten door koperworm' (corrosie) zijn slechte stroomgeleiders. In extreme gevallen valt een component zo volledig uit; bij lichtere beschadigingen nemen de prestaties van elektrische onderdelen zoals de verlichting of ontsteking minder opvallend af. Vaak is een visuele inspectie van de componenten al voldoende: groen uitgeslagen stekkers en vervuilde schakelaarcontacten schraap of schuur je schoon en monteer je weer met een beetje contactspray. Kabels met een groene kern moeten worden vervangen. Een kabeldoorsnede van 1,5 mm is op de motor meestal voldoende. Voor de plus-hoofdleiding wordt meestal een iets dikkere kabel gekozen, de verbinding van de accu naar het startrelais en de startkabel hebben speciale afmetingen.

Een weerstandsmeting geeft nauwkeurige informatie over het geleidende vermogen. Daartoe koppel je de accu los, stel je de multimeter in op een meetbereik van 200 ohm en houd je de testsondes tegen de kabeltoevoeren van de schakelaar of stekker (schakelaar in 'aan'-stand). Als een hogere weerstand dan ongeveer 0 ohm wordt gemeten, is er sprake van defecten, vervuiling of corrosieschade. 

Ook de meting van het spanningsverlies kan duidelijkheid verschaffen over de kwaliteit van de stroomvoorziening van een component. Selecteer daarvoor op de multimeter het meetbereik van 20 V gelijkspanning. Koppel de plus- en min-kabel van de verbruiker los, en houd de zwarte testsonde bij de min-leiding en de rode sonde bij de plus-leiding. De gemeten spanning moet ca. 12,5 V zijn (dus een zo min mogelijk afgenomen accuspanning). Lagere waarden geven aan dat er slechte contacten zijn.

Heb je enkele dagen niet op je motor gereden en is nu de accu al diepontladen? Dat ligt dan waarschijnlijk aan een 'verborgen stroomverbruiker' (zoals een klokje dat boordspanning verbruikt) of lekstroom die de accu 'leegzuigt'. Een dergelijke lekstroom kan bijvoorbeeld ontstaan bij het contactslot, een defecte schakelaar, een relais of een beknelde of doorgeschuurde kabel. Je kunt lekstroom opsporen door een ampèremeting met een multimeter. 

Houd er wel rekening mee dat je multimeter in geen geval met meer dan 10 A mag worden belast – anders raakt hij oververhit (zie veiligheidsaanwijzingen op www.louis.nl). Vermijd daarom hoe dan ook een ampèremeting tussen de plus-kabel en de startmotor, bij de dikke accukabel naar het startrelais of bij de dynamo! 

Schakel eerst het contact van de motor uit en koppel de min-kabel van de accu los. Selecteer het meetbereik 'milliampère' op de multimeter. Houd de rode testsonde tegen de losgekoppelde min-kabel en de zwarte sonde tegen de min-pool van de accu. Als je een stroom meet, is er sprake van lekstroom. 

Je kunt de bron daarvan achterhalen door stuk voor stuk de zekeringen van de motor te verwijderen. Het stroomcircuit waarvan de verwijderde zekering jouw multimeter tot zwijgen brengt, is het circuit met de lekstroom dat uitgebreid gecontroleerd moet worden.