Überspannungsschutz für KA-λ, KE-Jetronic, ABS- und Leerlauf-Steuergeräte

Alle Welt redet vom anfälligen Überspanungsschutzrelais der Mercedes-Benz, dabei fing doch alles nur mit einem Überspannungsschutz und einem separaten, nachfolgenden Hilfsrelais für die Stabilität der ABS Regelkreise im W116 an. Erst mit der Modellpflege des R107 und W126 sowie bei Einführung von W201 und W124 gab es eine 2. Generation, die das Relais integrierte und die dann für kalte Lötstellen anfällig wurde. Dummerweise hat sie den gleichen 4- bzw. 5-poligen Stecker, ist aber wegen einer anderen Pinbelegung nicht austauschbar. Mit den Kalifornien Vorschriften ab MJ 88 kam dann die 3. Generation mit 7- bzw. 9-poligem Stecker. Die 3. Generation konnte auf jeden Fall die Steuergeräte mit einem zusätzlichen Dauerplus versorgen und je nach Version hatte sie 2 Relais integriert. Die 2. und 3. Generation leiden wegen der schweren mechanischen Bauteile und der Vibration im Auto unter reißenden Lötstellen. Dann leuchtet die ABS Fehlerlampe, die Leerlaufregelung funktioniert nicht mehr und die KE-Jetronic bzw. die Lambdaregelung fällt einfach ohne einen Mucks aus - nein sie geht in einen Modus ohne Elektronik. Nennen wir ihn mal KA-Jetronic Modus. Das merkt man nur bedingt. Der nächste Abgastest bringt es aber ans Licht, dass die KE-Jetronic gar nicht mehr regelt.

Vermeintlich besonders schlaue Leute hängen auch das Zündschaltgerät an das ÜSR. Das soll das ZSGZSGDefinition: ZSG - kurz für Zündschaltgerät. Ab Ende der 60er Jahre gibt es die Transistorzündung (TSZ) mit dem Zündschaltgerät. Es verhindert erst das Abbrennen des Zündkontakts und verdrängt diesen dann mit induktiven und Hallgebern ganz. Bis TSZ-4 muss immer der passende Vorwiderstand dazu verwendet werden. Im Englischen Ignition module genannt....
vor Spanngsspitzen schützen. In Wirklichkeit aber schleift man sich genau die Spannungsspitzen aus der Zündung, die man aus den Regelkreisen heraus halten möchte, in die Regelkreise ein. Das ist keine gute Idee.

Inhaltsverzeichnis

1. Erste Generation MB A1165450034 ohne Relais
1. Prüfen und Reparieren
2. Zweite Generation MB A1265404745, A2015400845, Volvo 1363569 4-/5-polig,
1. Reparieren und Prüfen
2. Per Adapter durch ÜSR 3. Generation ersetzen
3. Dritte Generation A2015403734 et al.
1. Chinesischer Nachbau des 9-poligen A 201 540 37 45

1. Erste Generation: Überspannungsschutz A 116 545 00 34 ohne Relais 4-polig bis 8/81

Dieser Überspannungsschautz hat das Gehäuse eines Standard Würfelrelais jener Zeit und ist rot eloxiert. Der Überspannungsschutz wurde eingeführt, damit das 1979 im W116 eingeführte ABS nicht durch Spannungsspitzen speziell aus der Zündung irritiert wird. Er besteht aus einer Leistungszenerdiode 22V, die alle Spannungsimpulse größer 22V gegen Masse ableitet. Die Zenerdiode ist eine Einpressdiode der Bauform DO-21 bzw. DO-218. Welche genauen Leistungsdaten diese Zenerdiode hat, konnte ich mangels fehlender Bezeichnung bisher nicht heraus finden. Ich schätze, dass sie mindestens 10W bis maximal 20W Leistung hat. Außerdem ist innen eine 8A bis 12A Drahtsicherung verbaut. Ist die geschossen, kommt man an die nur ran, wenn man das zugebördelte Gehäuse mühselig aufbördelt und öffnet. Standardsicherungen passen nicht, ich habe spezielle Minisicherungen 10A gefunden und eingesetzt. Es wurde im W116 und in R/C 107, W123, W126 bis 8/81 verbaut. In USA schon ab 1980 nicht mehr eingesetzt in Motoren mit Lambdaregelung.

Lieferbarkeit 2023: Von Mercedes-Benz und anderen im Markt ab ca. 50€

VORSICHT: Darf nicht in den Sockel des ÜSR der Generation 2 eingesetzt werden ! Sonst macht Ihr einen Kurzschluss zwischen Kl. 15 und 30 im MOPF. Leider passt es aber in den Sockel einfach rein. Also aufpassen !

1.1 Prüfen Prüfen und Reparieren 1. Generation

Jetzt geht es ans Prüfen, dass es auch funktioniert. Bei dem Überspannungsschutz der 1. Generation gibt es nicht das Problem der kalten Lötstellen, nur das der durchgebrannten Sicherung.

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2. Zweite Generation: Überspannungsschutz mit integriertem Relais 4- und 5-polig auch für KE-Jetronic und Leerlaufsteuergerät und mit externer Sicherung

Wir reden hier von der Variante A1265404745 ab 1980 in den USA bzw. ab 8/81 weltweit für R107, W123, W126, W201, W460, W461. Die Volvo Variante 1363569 hat 4 Flachsteker als Anschluss. In 1984 -wahrscheinlich für die Einführung des W124 wurde umgestellt auf A2015400845, was nur den Ausgang Pin 87 doppelt heraus führt. Diese Variante bekam dann auch der frühe W124 bis Modelljahr 1987. Ob die Variante A1265404745 bis zum Ende der anderen Baureihen parallel zum A2015400845 verbaut wurde, erscheint unwahrscheinlich. Es ist aber in der Teileinformation nur ein Ersetzt Hinweis zu finden, kein Wechselhinweis. Praktisch sind beide Varianten identisch. Selbst ein früher W124 230 TE verwendet nur einen der beiden Ausgänge 87.

Beiden Varianten gemein ist, dass das Relais jetzt integeriert ist. Außerdem ist eine von außen zugängliche Sicherung rot 10A liegend verbaut (bei späten 2015400845 auch stehend). Im A 201 540 08 45 ist noch ein transparenter, klappbarer Deckel über der Sicherung. Leider ist die Generation 2 steckerkompatibel zu der 1. Generation. Diese darf aber hier nicht verbaut werden (und umgekehrt auch nicht). Im Zuge der vereinfachten Lagerhaltung wurde das ÜSR für A 126 545 47 45 im Ersatzteilhandel durch das A 201 540 08 45 ersetzt. Der Hinweis in der Teileinformation, dass man auch eine Rundsteckhülse 4mm zusätzlich montieren müsse, ist ein lustiger Lageristenwitz. Solange Ihr da nicht den Kabelbaum verändert und die beiden Pins 87 in den Kabelbaum schleift, braucht ihr auch keine Rundsteckhülse. Das A 201 540 08 45 liefert natürlich auch so über den einen Pin 87 den Strom zu KE-Jetronic, ABS und Leerlaufsteuergerät. Die 2. Klemme 87 ist im R107 und W126 einfach ungenutzt. Ich denke, dass man auch das A 126 540 47 45 im frühen W124 einsetzen kann. Zur Not installiert man die im A2015400845 vorhanden Brücke zwischen beiden Ausgängen in der Buchsenleiste des Relaissockels.

Es gibt also nur sehr wenige Bauteile im ÜSR. 1 Widerstand, eine Zenerdiode auf einem Kühlkörper und 1 Relais. Normalerweise erledigt es klaglos seinen Dienst. Aber wenn es ausfällt merkt man das am Motorlauf oft nicht, da dann ja die KE-Jetronic stromlos ähnlich wie eine KA-Jetronic weiterarbeitet. Nur die ständig leuchtende ABS Lampe und ein möglicherweise stets wegen ausgefallener VDO Leerlaufregelung hoch drehender V8 Motor verrät das Problem.

Also sucht Ihr Ersatz für das ÜSR A1265404745 oder A2015400845 und findet

Lieferbarkeit 2023: NML (Nichts was Mercedes-Benz Liebt). Gebraucht ab 170€, Unbekannter Nachbau von JB für 115€, momentan nur SL-Shop UK zzgl. Versand und MWSt. Jetzt auch bei SLS-HH.de. Und ein Bosch Woltering in DE mit einem ungeschirmten Plastik Nachbau im 3D-Druck für unglaubliche 273€ zzgl. 10€ Versand.

Was jetzt? Ersatz gibt es nicht zu bezahlbaren Preisen. Selbst die offizielle Ersatzvariante A2015400845 ist aus und auch die Nachbauten von Vemo, Kostal et al. sind NML. Kein Problem: Es gibt 3 einfache Lösungswege. Reparieren (lassen), Nachbauten für ca. 150€ kaufen oder ein moderneres ÜSR mit einem Adapterkabel für ca. 80-120€ einsetzen. Das Reparieren ist einfach, wenn Ihr einen Lötkolben und eine Entlötsaugpistole habt, das Prüfen erfordert etwas Testausrüstung. Also fasst Euch etwas Mut. Alles ist besser, als den Geschäftemachern so viel Geld in den Rachen zu werfen. Wenn Ihr zu viel Geld habt, dann werft es lieber mir zu, damit ich diese Webseite betreiben und Material für solche Artikel kaufen kann.

2.1 Prüfen und Reparatur des ÜSR 2. Generation - die Jetronic.org Schrauber Methode

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Wir bauen alles wieder zusammen und et voila: Wir haben ein wunderbar funktionierendes ÜSR wie bei der Auslieferung Eures Wagens! Kein schlechter Arbeitslohn für diese einfache Arbeit, wenn wir dadurch 150€ bis 300€ gespart haben.

2.2 Adapterkabel für den Kabelbaum zur Nutzung eines ÜSR der 3. Generation

Diese Methode ist für die, die vor Lötkolben Angst haben und auch niemanden kennen, der damit umgehen kann. Wie Ihr gleich weiter unten lesen werdet, hat die 3. Generation mehr Funktionen und mehr Anschlüsse, nämlich 7 oder 9 Rundstecker. Die passen so also nicht un unseren 4- oder 5-poligen Sockel. Das lässt sich aber einfach mit einem Adapterkabel beheben. Rolf (Ragetti) hat so eines im 3D-Druck gebaut, im Markt werden unverschämte 90 bis 150€ dafür verlangt. Es werden einfach durchverbunden 30 zu 30, 15 zu 15, 31 zu 31 und 87E zu dem einen oder beiden Pins 87 am Original. Das Adapterkabel hat einen 6-poligen Stecker und eine 9-poligen Buchse integriert und man kann jedes ÜSR der Generation 3 verwenden, die es als Nachbauten von ÜRO für kleines Geld gibt. Der Nachteil ist, dass dann ein Relais, das sowieso sehr vibratiosnempfindlich ist, in der Luft herum hängt und so wahrscheinlich schneller wieder ausfällt. Wenn Ihr unbedingt nicht löten wollt, nehmt diese Variante und befestigt das lose Relais gut. Ihr dürft es aber wegen der abstrahlenden Wärme nicht in Luftposterfolie einpacken. Und das alte 4- oder 5-polige Relais packt Ihr bitte in eine gepolsterten Umschlag und schickt es mir, dem Dr-DJet. Ich mache die dann wieder zurecht und nehme sie zu den Workshops mit.

Achtung ! Dieses Adapterkabel passt so nicht als Ersatz für den Überspannungsschutz 1. Generation bis 8/81

3. Dritte Generation: Überspannungsschutz mit Dauerplus-Ausgang und 1 oder 2 Relais integriert - 7- oder 9-polig

In Kalifornien wurde es für das Modelljahr 1988 Pflicht, dass die Motorsteuergeräte Fehler speichern und einfach per LED für die Polizei erkenntlich machen mussten. Die Wagen haben dann z.B. eine zusätzliche Diagnosedose mit LED und Taster. Da es noch kein bezahlbares NVRAM gab, wären die Fehler wie bisher üblich nach Zündung AUS weg gewesen. Deshalb musste den Steuergeräten ein Dauerplus über das ÜSR zugeführt werden. Dafür reichten dann die bisherigen Klemmen nicht aus und man hat den Sockel auf 7 bzw. später 9 Pins erweitert. Bei 9 Pins werden einfach nur die Ausgänge 87E und 87L verdoppel Die meisten Baureihen haben dann auf die ÜSR der 3. Generation mit 7 bzw. 9 Pins umgestellt. Nur der R107, der immer noch nicht abtreten wollte, bekam weiterhin die 2. Generation außer eben für 560 SL in Kalifornien, die die 3. Generation benötigten. Die 3. Generation wurde auch noch im R129, im W202 und im Transporter sowie W463 verbaut.

Wir haben neu einen Ausgang "30 a" für gefiltertes Dauerplus und zwei Relaisausgänge "87 E" (für die KE und ABS) und "87 L" (fürs Leerlaufsteuergerät). Je nach Fahrzeugtyp wurde dann aber alles auf 87E angeschlossen bzw. gab es nur ein Relais im ÜSR, das beide Ausgänge gemeinsam schaltete. Es enstanden so eine Reihe von ÜSR. Die Sicherung ist jetzt stehend, sie kann also leichter entfernt werden. In der letzten Ausbaustufe A 201 540 37 45 sind 2 Sicherungen 10A verbaut. Eine für Dauerplus und 87E Ausgang und eine für den 87L Ausgang, der hier auch von einem zweiten Relais geschaltet wird. Dieses Relais kann als Ersatz für alle hier aufgeführten Relais der 3. Generation verwendet werden. Verbessert wurde gegenüber der 2. Generation, dass die Relais mit einer Lasche festgeschraubt werden können und nicht mehr im Sockel schlackern und dass die Sicherungen jetzt von oben senkrecht gesteckt werden. Eine weitere Verbesserung in 3045 sowie 3745 ist eine zusätzliche Elimination der durch die internen Relais verursachten Spannungsspitzen durch zusätzliche Zenerdioden, Dioden und einen Transistor, der die Relais schaltet. Der Nachteil dieser Variante ist, dass man z.B. am 6-Zylinder nicht merkt, wenn der Leerlaufsteller auf Kl. 87L angeschlossen ist, diese aber wegen kalter Lötstelle keine Spannung mher ausgibt. Die Varianten mit Transistor und Zenderdioden zum sanften Schalten der Relais fallen gerne auch mit tiefergreifenden Elektronikproblemen aus.

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Und was, wenn die 3. Generation defekt ist? Na dann lötet Ihr genau wie in 2.1 Reparatur oben beschrieben alle Lötpunkte nach Absaugen nach und prüft zusätzlich den Durchgang auf 30a sowie die Ausgäng 87 E und 87 L nach Anlegen von Plus an Kl. 15. Zuletzt noch die Zenerspannung messen und Ihr wisst, ob alles funktioniert. Das Prüfen nach längerer Kühlung im Froster ist dabei eine gute Vorsichtsmaßnahme.

3.1 Analyse des chinesischen Nachbaus 201 540 37 45

Ich habe mir einen chinesischen Nachbau des ÜSR A 201 540 37 45 besorgt und analysiert. Statt der Einpress Zenerdiode ist ein Transient Voltage Surpressor 5KP22A verbaut, der innerhalb 10 ns bis zu 5000W Spannunsspitzen mit einem Duty Cycle von 0,01% verkraftet. Das scheint mir ein guter Ersatz für die Zenerdiode 22V zu sein. Die weiteren Bauteile wie Transistor und Dioden sowie Widerstand sind in SMD Bauform ausgeführt. Das ist eher von Vorteil. Nicht so gut ausgeführt ist die Befestigung der Zenderdiode 5KP22A und der Sicherungskontakte. Die Diode steht sehr hochbeinig ohne Befestigung auf der Platine, genau wie die kleine Zusatzplatine zur Aufnahme der beiden Sicherungen. Hier besteht aufgrund der Vibratinen im Auto erhöhte Gefahr, dass die Lötstellen brechen. Ich glaube nicht, dass diese ÜSR 30 Jahre halten werden. Obwohl wir natürlich eigentlich nicht mehr so viel fahren, dann könnte es reichen. Dann ist es als Eratz für die 7- und 9-poligen Relais gut geeignet, auch wenn es eine zusätzliche Schutzdioden des Originals weg lässt. Ich würde also das reparierte Original dem Nachbau vorziehen.

So und jetzt wünsche ich mir - es ist ja Weihnachten -, dass möglichst viele ihren Lötkolben und die Entlötsaugpumpe anwerfen und diese kleine Fingerfertigkeit selbst erledigen, statt bis zu 300€ Geschäftemachern zu geben. Nur Mut, Löten ist nicht so schwer und der Erfolg ist eigentlich garantiert.

Eine Bitte an die, die den Weg des Ersatzes durch Neuteile gehen, bitte werft mir das Altteil in den Briefkasten oder sendet es mit im Lupftpolsterumschlag zu. Das gilt insbesondere für die ÜSR der 2. Generation.