Der zündende Funke bei Ottomotoren
Die Zündspule ist ein wichtiger Bestandteil der Zündanlage von Verbrennungsmotoren. Sie wird in nahezu allen Benzinmotoren eingesetzt, darunter in Autos, Motorrädern und Booten.
Warum benötigen Motoren eine Zündspule?
Die Zündspule ist ein elektrisches Bauteil, das Niederspannung aus der Batterie (12 Volt) in Hochspannung umwandelt, um eine Zündkerze zu zünden und den Verbrennungsprozess im Motor auszulösen. Sie liefert quasi den Funken, damit der Motor überhaupt starten kann. In modernen Fahrzeugen werden an der Zündspule Spannungen bis 45.000 Volt erzeugt.
Zündspulen sind nur in Ottomotoren erforderlich, bei Dieselmotoren erfolgt die Zündung durch Kompressionshitze.
Zündspule Aufbau
Zündspulen sind immer dicht verschlossen, um sie vor Verunreinigungen und Verschleiß zu schützen. Die Verbindung erfolgt über zwei Anschlusskontakte im oberen Bereich der Spule. Um die Zündanlage zu komplettieren, werden außer der Spule je nach Art der Zündanlage noch Zündkabel und Zündverteiler benötigt.
Zündspulen müssen immer genau zum Zündsystem passen, wobei folgende Parameter wichtig sind:
- Funkenenergie
- Funkenstrom beim Funkenüberschlag
- Brenndauer des Funkens an Zündkerze
- Zündspannung bei allen Betriebsbedingungen
- Funkenanzahl bei allen Drehzahlen
Eine höhere Funkenenergie benötigen bspw. Turbolader oder Fahrzeuge mit Benzin-Direkteinspritzung.
Wie funktioniert eine Zündspule?
Die Funktionsweise der Zündspule beruht auf den Prinzipien der elektromagnetischen Induktion und der Selbstinduktion. Das Bauteil besteht aus zwei Spulen, die um einen gemeinsamen Eisenkern gewickelt sind. Die Primärspule bzw. Primärwicklung ist mit der Batterie und einem Schalter verbunden und erzeugt durch den Stromfluss ein Magnetfeld im Eisenkern.
Wenn der Schalter unterbrochen wird, fällt das magnetische Feld zusammen und erzeugt in der Sekundärspule bzw. Sekundärwicklung eine hohe Spannung von mehreren Tausend Volt. Diese Hochspannung wird an die Zündkerze weitergeleitet und löst den Funken aus, der das Luft-Kraftstoff-Gemisch im Zylinder zündet.
Die Höhe der erzeugten Hochspannung hängt von verschiedenen Faktoren ab, z.B.:
- Qualität der Zündspule
- Magnetfeld
- Verhältnis der Windungszahl von Primärwicklung zu Sekundärwicklung
Unterschiedliche Arten von Zündsystem
Es gibt verschiedene Arten von Zündspulen, die sich in ihrem Aufbau und ihrer Funktionsweise unterscheiden. Welche Spule eingesetzt wird, hängt vom Zündsystem, dem Alter des Fahrzeugs und dem Fahrzeugmodell ab.
Die älteste Form ist die Kontaktzündspule mit einem Unterbrecherkontakt im Zündverteiler. Sie ist aber nur noch Oldtimern und Youngtimern vorhanden.
Es folgte die Transistorzündung mit einer rotierenden Hochspannungsverteilung, was den Verschleiß des Unterbrechungskontakts deutlich reduzierte. Er wurde schließlich in der weiteren Entwicklung durch ein Zündmodul bzw. Transistorschaltgerät ersetzt.
Bei den ersten elektronischen Zündungen erfolgte die Verteilung der Hochspannung noch mechanisch, allerdings erfolgt die Zündwinkelverstellung über eine elektronische Steuerung.
Moderne Fahrzeuge verwenden stattdessen häufig eine vollelektronische Zündung. Die Zündspule ist hier direkt mit der Zündkerze verbunden. Bei der elektronischen Zündung wird die Spule von einem Steuergerät angesteuert, das die Zündzeitpunkte berechnet und die Stromimpulse für die Primärspule der Zündspule liefert. Dadurch wird eine präzisere Zündung und eine bessere Kraftstoffeffizienz erzielt.
Unterschiedliche Bauarten von Zündspulen
Neben den verschiedenen Zündsystemen weisen die Spulen auch verschiedene Bauarten auf:
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Becherzündspulen
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Verteilerzündspulen
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Blockzündspulen
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Kerzenschachtspulen / Steckerzündspulen
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Zündspulenleisten (Rails)
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Probleme durch fehlerhafte Zündspule
Eine fehlerhafte Zündspule kann folgende Symptome zeigen:
- Startprobleme
- Zündaussetzer
- unregelmäßige Motorleistung (schlechte Beschleunigung, Leistungsverlust)
- höherer Kraftstoffverbrauch
- Motorkontrolllampe leuchtet
Zündaussetzer führen zu einer unvollständigen Verbrennung, die wiederum zu Schäden am Katalysator führen. Außerdem entsteht dadurch eine unnötig hohe Umweltbelastung.
Moderne Motoren erkennen über das Steuergerät den Ausfall einer Zündung. Dann wird bei diesem Zylinder die Einspritzung abgeschaltet, sodass der Kraftstoff nicht im Katalysator verbrennt und der Katalysator nicht überhitzt.
Zündspule defekt – Zündspule wechseln
Die Zündspule ist ein relativ robustes Bauteil, das normalerweise keine Wartung erfordert, auch wenn die Spule permanent starken mechanischen und thermischen Einflüssen unterliegt.
Vermuten Sie einen Defekt der Zündspule, sollten Sie das besser einer Werkstatt überlassen, insbesondere bei modernen Zündsysteme, bei denen eine komplexe Fehlerdiagnose erforderlich ist. Das Prüfen und Messen bei Zündspulen sollte aufgrund der hohen Spannungen ausschließlich durch eine Fachwerkstatt erfolgen.
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