Lichtmaschine prüfen: Defekte, Symptome und Kosten

Lichtmaschine prüfen: Defekte, Symptome und Kosten

Die unbeachteten Kraftwerke

Ist die Lichtmaschine defekt, streikt kurz darauf auch die Batterie. AUTO BILD nennt Symptome und typische Defekte und erklärt, wie Sie die LiMa ganz einfach selber prüfen können.
Jedes Auto besitzt einen Generator, der für die Stromerzeugung verantwortlich ist – die Lichtmaschine, kurz LiMa. Der Begriff stammt noch aus einer Zeit, in der eine Lichtmaschine ausschließlich für das Licht am Fahrzeug zuständig war. Eine moderne Lichtmaschine versorgt die inzwischen zahlreichen Stromverbraucher im Auto mit der nötigen Energie. Obwohl Lichtmaschinen nicht zu den Verschleißteilen gehören, sind Defekte keine Seltenheit. Doch nicht immer ist die Lichtmaschine selbst die Ursache.

Lichtmaschine Kosten

Ist die Lichtmaschine defekt, kostet eine neue Lichtmaschine je nach Fahrzeug, Generatorleistung und Lichtmaschinenhersteller zwischen 150 und 400 Euro. Dazu kommen die Kosten für den Einbau, für den in der Regel zwischen 50 und 250 Euro fällig werden. Im Extremfall können die Preise von leistungsstarken und wassergekühlten Lichtmaschinen bei über 700 Euro liegen. Für eine zeitwertgerechte Reparatur älterer Autos empfehlen sich gebrauchten Austausch-Lichtmaschinen. Die Preise von solchen generalüberholten Lichtmaschinen starten bei gut 50 Euro. Dazu kommt ein Altteile-Pfand, der bei Zusendung oder Abgabe der defekten Lichtmaschine erstattet wird. Beim Kauf sollte darauf geachtet werden, dass alle benötigten Teile (eventuell auch ein neuer Lichtmaschinenregler) dabei sind oder zusätzlich erworben werden müssen. Auch Vertragshändler bieten Austausch-Generatoren in Originalqualität an – für zirka 60 bis 70 Prozent des Neuteilpreises.

Aufgaben der Lichtmaschine

Durch einen rotierenden Magneten wird in der Ankerwicklung (Bild) der Lichtmaschine Spannung erzeugt.

©SEG Automotive, 2018

Heutzutage handelt es sich bei der Lichtmaschine meist um einen Drehstromgenerator. Er produziert während der Fahrt Strom für alle elektrischen Verbraucher im Fahrzeug, Lüftung und Heckscheibenheizung sind dabei die Großabnehmer. Aber selbst das Motorsteuergerät benötigt Stromimpulse, um funktionieren zu können. Zudem ist die Lichtmaschine dafür verantwortlich, dass die Starterbatterie während der Fahrt aufgeladen oder konstant voll gehalten wird. Denn die Batterie ist wiederum der Energiespeicher im Auto und bildet sozusagen das Back-up des Generators, manchmal sogar während der Fahrt. Ist der Verbrennungsmotor ausgeschaltet, entlädt sich die Batterie – etwa wenn Verbraucher wie das Standlicht eingeschaltet bleiben oder wenn die Standheizung stets für Kurzstrecken genutzt wird. Eine Weile geht das gut, doch bald reicht der Saft der Batterie nicht mehr zum Starten des Motors. 

Leistung der Lichtmaschine

Viele kennen das von alten Mofas oder Vespas: Bei Standgas flammt der Scheinwerfer lediglich sanft auf. Wird dagegen am Gasgriff gedreht, strahlt das Licht hell. Diese Zeiten sind seit den frühen 1980er-Jahren und mit Einsatz des Drehstromgenerators vorbei. Moderne Lichtmaschinen bringen bereits bei Leerlaufdrehzahl (zwischen 650 und 900 Umdrehungen der Kurbelwelle) ausreichend Leistung und damit Strom, um Verbraucher im Auto versorgen zu können. Im Vergleich zu den älteren Systemen (Gleichstrom- und Wechselstromgenerator) sind Drehstromgeneratoren nicht nur leistungsstärker, sondern auch zuverlässiger, kleiner (in etwa so groß wie ein Handball) und leichter (ca. neun Kilogramm schwer).

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Die Leistung der Lichtmaschine ist auf die im Auto vorhandenen Verbraucher abgestimmt. Sie darf maximal zehn Prozent geringer ausfallen als die Leistungsaufnahme aller im Auto befindlichen Abnehmer, wenn diese zur selben Zeit aktiviert sind. Die Zehn-Prozent-Differenz überbrückt dann im Ernstfall die Batterie – das erwähnte Back-up. Wegen der stetig gestiegenen Anzahl der elektrischen Verbraucher im Auto ist der Ladestrom der Lichtmaschinen immer weiter gestiegen. Reichten für einen Kompaktwagen in den 80er-Jahren noch rund 50 Ampere Ladestrom, erzeugen Lichtmaschinen heute je nach Fahrzeugtyp zwischen 100 und 250 Ampere. Übrigens zählen inzwischen nicht nur die in modernen Autos erweiterten Komfortfunktionen zu den Stromabnehmern, sondern auch Motortechnik wie Hochdruckpumpen für die Kraftstoffversorgung oder die Magnetventile der Einspritzdüsen.

Funktion der Lichtmaschine

Einfach formuliert, wandelt der Generator die mechanische Energie der Kurbelwelle durch Drehbewegungen in seinem Inneren in elektrische Energie um. Das Erregerfeld wird vom etwa faustgroßen Rotor herbeigeführt und induziert meist dreiphasige Wechselspannung, die nach der Gleichrichtung ins Bordnetz gespeist wird. Angetrieben wird der Generator in den meisten Fällen vom Keilriemen oder Keilrippenriemen, der via Riemenscheibe mit der Lichtmaschine verbunden ist. Zusätzlich zum Stromproduzieren übernimmt die Lichtmaschine das Laden der Starterbatterie während der Fahrt. Für die Stromproduktion nimmt sich die Lichtmaschine Motorleistung, rund fünf PS sind möglich. Das kostet Sprit und Sprintvermögen zugleich. Daher sind moderne Lichtmaschinen bedarfsgesteuert, um die Energieumwandlung effizienter zu gestalten. So wird beim starken Beschleunigen die Generatorleistung heruntergefahren und damit der Widerstand reduziert. In Phasen des Schubbetriebs hingegen, in denen der Motor durch die Schubabschaltung kein Kraftstoff verbraucht, wird mehr Leistung von der Lichtmaschine abgerufen, der Widerstand erhöht sich.

Ladekontrolllampe – erster Hinweis für Defekte

Leuchtet die Ladekontrollleuchte im Kombiinstrument bei laufendem Motor, kommt zu wenig oder gar kein Ladestrom der LiMa bei der Autobatterie an.

Ein wichtiges "Werkzeug", um die Funktion der Lichtmaschine selbst zu prüfen, ist direkt vor den Augen des Piloten installiert. Dabei handelt es sich um die Ladekontrolllampe im Kombiinstrument. Das Generator- oder Batterie-Symbol leuchtet immer dann, wenn die Zündung eingeschaltet ist. Leuchtet sie auch bei aktivem Motor und Standgas noch, könnte das ein Zeichen dafür sein, dass die eingeschalteten Verbraucher nicht mit dem nötigen Strom versorgt werden und momentan die Batterie das System unterstützt. Um das zu klären, genügt ein kurzer Stoß aufs Gaspedal. Meistens erlischt die Leuchte schlagartig, und alles ist gut. Leuchtet das Lämpchen trotzdem weiter, könnte das ein Anzeichen dafür sein, dass die Lichtmaschine defekt ist.

Lichtmaschine defekt

Drehstromgeneratoren sind prinzipiell wartungsfrei und verschleißarm und halten oft ein Autoleben lang. Ist die Lichtmaschine allerdings kaputt, wird die Batterie sukzessive leergesaugt. Im schlechtesten Fall geht der Motor noch während der Fahrt aus, denn Motorsteuergerät und Benzinpumpe müssen weiterhin mit Strom versorgt werden. Besser ist es gelaufen, wenn der Autofahrer skeptisch wird, weil sich der Wagen beim morgendlichen Start schwertut, obwohl am Vortag eine lange Strecke absolviert wurde. Denn in diesem Fall sollte die Starterbatterie eigentlich vollständig geladen sein.

Was kann bei einer Lichtmaschine kaputtgehen?

1. Die Kohlebürsten des Lichtmaschinenreglers sind verschlissen
Symptome: Ladekontrollleuchte brennt, Batterie wird nicht geladen
Lösung: Bürsten oder Regler erneuern
2. Der Lichtmaschinenregler ist defekt
Symptome: Batterie wird heiß (Überladung), Batterie schwach (keine Ladung), Ladekontrollleuchte wird bei steigender Drehzahl heller, Leuchtmittel brennen durch
Lösung: Lichtmaschinenregler ersetzen
3. Die Lager des Riemenantriebes oder der Freilauf sind defekt
Symptome: Geräuschentwicklung aus dem Riemenantrieb (Pfeifen, Mahlen), Batterie wird nicht geladen, Ladekontrollleuchte brennt
Lösung: Riementrieb und Freilauf prüfen und ggf. erneuern
4. Korrosion oder Defekte an Kabelverbindungen
Symptome: Ladespannung wird nicht erreicht, Differenzspannung zwischen LiMa und Batterie
Lösung: Leitungen und Anschlüsse überprüfen/ersetzen
5. Keilriemen verfügt über zu wenig Spannung
Symptome: Ladekontrolllampe flackert, Keilriemen rutscht durch und quietscht dabei
Lösung: Keilriemen spannen oder ersetzen
6. Kurzschluss oder Unterbrechung der Dioden
Symptome: Entladung der Batterie im Stand (bei defekter Plus-Diode)
Lösung: Batterie abklemmen, Lichtmaschine ersetzen oder reparieren
7. Wicklung der Lichtmaschine ist defekt
Symptome: Ladekontrollleuchte brennt, Batterie wird nicht geladen
Lösung: Lichtmaschine ersetzen oder reparieren
8. Gleichrichter der Lichtmaschine ist defekt
Symptome: Batterie lädt nicht, Kontrollleuchte an
Lösung: Lichtmaschine ersetzen oder reparieren

Lichtmaschine prüfen mit dem Multimeter

Sollte ein Problem auftreten, lässt sich eine Lichtmaschine relativ leicht prüfen. Mit einem Multimeter (erhältlich ab etwa 20 Euro) wird die Ladespannung der Lichtmaschine kontrolliert:
1. Spannungsbereich beim Multimeter einstellen (bis 15 oder 20 V)
2. Schwarze Klemme mit dem Massepol, rote Klemme mit dem Pluspol verbinden
3. Bei ausgeschaltetem Motor sollte die Spannung der Autobatterie zwischen 12,2 und 13,6 Volt liegen (ist die Spannung deutlich geringer, also unter 12 Volt, empfiehlt sich eine Ladung per Ladegerät)
4. Motor einschalten, die Ladespannung sollte bei Leerlaufdrehzahl etwa 13,4 bis 14,8 Volt betragen
5. Messung dann bei einer Drehzahl von 4000 U/min wiederholen, Spannung sollte konstant bleiben

Die Lichtmaschinenspannung liegt zwischen 13,4 und 14,8 Volt. Gemessen wird bei Leerlaufdrehzahl und bei 4000 U/min. An der Spannung darf sich nichts ändern.

Steigt die Spannung bei eingeschaltetem Motor (nach einigen Sekunden) nicht auf die angegebenen Werte, deutet das auf einen Defekt der Lichtmaschine hin. Um Schäden an der Verkabelung auszuschließen, kann die Messung an den Kontakten der Lichtmaschine überprüft werden. Stellt sich eine deutliche Differenz ein, muss die Verkabelung gecheckt werden! Steigt die Spannung bei 4000 U/min erkennbar über den bei Leerlauf gemessenen Wert, spricht dies für einen Defekt des Lichtmaschinenreglers. In diesem Fall kann die Batterie überhitzen und die Bordelektronik Schaden nehmen. In der Werkstatt kann der Mechaniker die Lichtmaschine zusätzlich mit einem Oszilloskop überprüfen und die Messwertverläufe entsprechend interpretieren.
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Lichtmaschinenregler defekt

Oft ist der Lichtmaschinenregler Ursache für Defekte der LiMa. Ein Tausch mit neuen Kohlebürsten ist deutlich günstiger als die komplette LiMa.

Im Generator integriert befindet sich der Lichtmaschinenregler, auch Spannungsregler genannt. Seine Aufgabe ist unter anderem, die Generatorspannung bei allen Belastungen und Drehzahlen in etwa konstant zu halten. Denn nur so kann sichergestellt werden, dass keine Spannungsschwankungen entstehen, die elektronische Bauteile im Fahrzeug schädigen könnten. Der Regler ist so aufgebaut, dass er die Generatorspannung auf etwa 14 Volt einpendeln lässt (Lichtmaschinen-Ladespannung), damit die Spannung unter der Gasungsspannung der Starterbatterie liegt.

Auf dem Lichtmaschinenregler sitzen die beiden Kohlebürsten. Hier sind sie bereits stark abgenutzt. Neue Bürsten sind etwa viermal so lang.

Oft sind die beiden kleinen Kohlebürsten des Lichtmaschinenreglers abgenutzt – erkennbar daran, dass die Bürsten deutlich verkürzt sind. Bei älteren Fahrzeugen lassen sich auch nur die Kohlebürsten ersetzen, der Kostenaufwand beträgt ein paar Euro. Muss der komplette Lichtmaschinenregler ersetzt werden, fallen hierfür zwischen 20 und 80 Euro an. Die Einbauzeit beträgt je nach Zugänglichkeit zwischen zehn Minuten und einer Stunde. Es kann aber auch aufwendig werden: Bei schwer zugänglichen Motorräumen müssen für den Tausch des Lichtmaschinenreglers unter Umständen weitere Aggregate demontiert werden, womit die Angelegenheit zu einem Fall für die Werkstatt wird.

Keilriemen und Riemenantrieb kontrollieren

Weiterhin schnell zu kontrollieren: die Spannung des Keilriemens und der Freilauf der Riemenscheibe. Er entkoppelt den Riementrieb der Lichtmaschine von der mit Schwingungen arbeitenden Kurbelwelle, die den Riemen antreibt. Im Normalfall läuft der Generator mit etwa doppelter Geschwindigkeit der Kurbelwelle, was zwischen 1400 bis zu 12.000 Umdrehungen pro Minute bedeuten kann – Höchstleistung. Daher ist es kaum verwunderlich, dass die in der Riemenscheibe integrierten Lager eine solche Belastung nicht immer auf Dauer aushalten. Einen Lagerschaden verrät ein mahlend-quietschendes Geräusch bei eingeschaltetem Motor, das direkt vom Freilauf an der LiMa ausgeht. Ist dieser defekt, lässt sich manchmal sogar bei eingebautem Generator die Riemenscheibe demontieren und das darin befindliche Lager tauschen (mit Torx oder Vielzahn befestigt). Ersatz kostet je nach Modell und Qualität zwischen etwa 20 bis 60 Euro.

Autor: Michael Blumenstein

Fotos: SEG Automotive, 2018

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