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Zündspule

Written by Giovanni

Nach jeder Autoreparatur frage ich mich, wozu braucht man eigentlich:….

eine Zündspule

Wie funktioniert ein Motor?  Durch Verbrennungsprozesse im Motor werden die Kolben in den Zylindern zum Arbeiten gebracht. Dazu bedarf es bei Benzinmotoren eines Zündfunkens. Dieselmotoren sind , glaube ich, Selbstzünder. In meiner Jugend habe ich auch am Physikbastelkasten von KOSMOS über Induktion einiges Hübsches gelernt. Also sollte man auch heute noch Kindern Elektronikbaukästen und Phyhsikbaukästen schenken, damit sie die verschränkte Welt in ihren Grundzusammenhängen verstehen.

Der Zündfunke wird dann übertragen an die Zündkerzen, die auch einer angelegentlichen Überwachung zuzuführen sind. Dazu bedarf es Zündkabeln, die durch langen Zeitengebrauch auch mal porös werden können, bzw. brechen können. Dann funktioniert die Zündung der Kolben nicht mehr gut, was wiederrum zu einem schlechten Motorlauf führt, Fehlzündungen, die den Katalysator beschädigen können.

Hier schreibt Wikipedia, was so eine Zündspule alles kann und wozu sie gut ist.


Die Zündspule ist ein Bauteil der Zündanlage eines Ottomotors oder einer Gasfeuerungsanlage. Der Aufbau entspricht einem Transformator, im Speziellen einem Spartransformator.

Zündspulen arbeiten wie ein Funkeninduktor. Bei eingeschalteter Zündung wird die Primärwicklung der Zündspule von Strom durchflossen, wodurch sich ein Magnetfeld um die Spule bildet. Dieses Magnetfeld wird durch den gemeinsamen Eisenkern beider Wicklungen auch auf die Sekundärwicklung übertragen. Das Öffnen des Unterbrechers im Primärkreis der Zündspule induziert im Sekundärkreis einen Hochspannungsimpuls, da das Magnetfeld rasch zusammenbricht. Die Hochspannung gelangt durch das Zündkabel zur Funkenstrecke einerZündkerze, um zum Beispiel das Kraftstoff/Luft-Gemisch im Zylinder eines Ottomotors zum richtigen Zeitpunkt zu entzünden.

Sie dient beim Ottomotor dazu, zusammen mit dem Unterbrecher (heute meist elektronisch) und dem zum Unterbrecher parallel geschalteten Kondensator, aus der bordeigenen 12V-Spannung eine Hochspannung von ca. 15.000 bis 30.000 V zu erzeugen.

Der Kondensator parallel zum Kontakt soll einerseits die Funkenbildung an den Unterbrecherkontakten (erhöhter Abbrand) verringern und andererseits mit der Primärspule einen Schwingkreis bilden, der die gleiche Resonanzfrequenz wie die Sekundärspule hat. Auf diese Weise wird die Energieübertragung vom Primär- auf den Sekundärkreis optimiert. Bei gebräuchlichen Zündspulen liegt das Optimum oft bei 0,22 µF.

Zündspulen in Ottomotoren

Prinzipschaltungen für Zündspulen
A: mit Unterbrecherkontakt
B: Thyristorzündung

Schaltbild der Wasted-Spark-Zündung des Citroën 2CV

KFZ-Zündspulen haben drei Anschlüsse: Der Primärstromkreis erhält vom Zündschloss Spannung an Klemme 15 (DIN 72572) der Zündspule, verläuft über die Primärwicklung und den an Klemme 1 angeschlossenen Zündunterbrecher (Zündkontakt) nach Masse. Die an Klemme 4 abgenommene Hochspannung des Sekundärstromkreises wird über den Zündverteiler zu den Zündkerzen geleitet, die über die Funkenstrecke wieder die Verbindung mit Masse herstellen. Vereinzelt finden auch Zündspulen mit 4 Anschlüssen Verwendung: Neben Klemme 1 und 15 für die Primärwicklung wird die Masse der Sekundärwicklung an Klemme 4a separat angeschlossen. Um eine unerwünschte Fehlzündung durch das Einschalten des Magnetfeldes zu verhindern (Einzelfunkenspule), wird sekundärseitig eine Reihenschaltung von Kaskadendioden verbaut. Diese erreichen zusammen eine Sperrspannung von ca. 2000 – 5000 Volt. Diese Schaltung macht allerdings eine Widerstandsprüfung sekundärseitig mit handelsüblichen Messgeräten unmöglich (Messergebnis: offene Leitung).

Bei Zündspulen für Systeme mit Wasted Spark sind die beiden Enden der Sekundärwicklung für je eine Zündkerze nach außen geführt, sie sind also keine Spartransformatoren, sondern haben je eine getrennte Primär- und Sekundärwicklung.

Zur Nachrüstung älterer Fahrzeuge gibt es im Handel auch Zündspulen mit höherer Sekundärspannung zu kaufen. Diese müssen meist mit einem Vorwiderstand betrieben werden, um eine thermische Überlastung zu vermeiden. Man kann den Vorwiderstand mit dem Starterrelais überbrücken, um während der Startphase den Spannungseinbruch des Bordnetzes auszugleichen.

In der Ausbildung zum Kfz-Mechaniker wurde bis in die 1970er Jahre hinein noch das aufwändige (Auf-)Wickeln von Zündspulen gelehrt – ein Verfahren, das aufgrund der heutigen Praxis, derartige Artikel einfach auszutauschen, obsolet geworden ist, aber bei der Restaurierung von Oldtimern durchaus noch praktiziert wird.

Zündspule/Zündmodul einer vollelektronischen Zündanlage für einen 4-Zylinder Motor

In neueren Fahrzeugen wird meist die Vollelektronische Zündung (VEZ) mit ihrer „ruhenden Zündverteilung“ verwendet: Über jeder Zündkerze sitzt ein Zündmodul mit einer eigenen Zündspule. Dadurch wird die Ausfallsicherheit erhöht, da bei einem Fehler nur ein Zylinder ausfällt. Der aufwändige Zündverteiler mit seiner Mechanik entfällt ebenso wie die anfälligen Hochspannungskabel. Da nur noch in der Zündkerze ein Funkenüberschlag entsteht, sind auch die Funkstörungen auf ein Minimum beschränkt.

Entwicklungsgeschichtliche und funktionstechnische Merkmale

Eine Zündspule mit Hochspannungs-Kondensatorzündgerät (Porsche) und eine Transistorzündspule nebst Steuergerät (Mercedes-Benz) aus Serienfertigungen der 1970-er Jahre. Einer der beiden vor Kl. 15 der Zündspule in Serie verschalteten Keramikwiderstände wird zwecks Primärstromanhebung im Startvorgang (Anlasserbetrieb) überbrückt.

Seit Einführung des Ottomotors wurden mit mechanischen Unterbrechern arbeitende Zündspulen über einen Zeitraum von rund einem Jahrhundert eingesetzt. Jedoch konnten auch die zuletzt produzierten technischen Ausführungen nur für Kontakt- bzw. Primärströme zwischen 4 und 5 A ausgelegt werden. Hierdurch ist die an die Zündkerze gelieferte, von der Hauptinduktivität der Zündspule, ihrem Übersetzungsverhältnis, den ohmschen Komponenten im Sekundärkreis (Entstörung) wie insbesondere von der Motordrehzahl und Anzahl zu versorgender Zylinder abhängige Zündenergie auf ca. 5 bis 35 mJ begrenzt. Dagegen können mit transistorgeschalteten Zündspulen erheblich höhere Primärströme gefahren werden. Durch die somit ermöglichte Vergrößerung des Glimmentladungsstroms liegt die derzeit in der Großserienfertigung erreichte Zündfunkenenergie zwischen ca. 50 und 100 mJ, wobei die Zündspulen-Hauptinduktivität im Bereich der Glimmentladung als Stromquelle fungiert.[1][2][3]

Schaltungsprinzip der von Bosch gefertigten Hochspannungskondensatorzündungen. Im Zündzeitpunkt wird eine ca. 400 bis max. 500 Volt betragende Kondensatorspannung vom Thyristor an die Primärwicklung der Zündspule geschaltet.

Auch die bis in die 1980-er Jahre für die Erstausrüstung von Straßenfahrzeugen (Porsche) verwendete Hochspannungskondensatorzündung lieferte im Vergleich zu kontaktgesteuerten Zündanlagen eine vergleichbar hohe Zündenergie bei einer jedoch deutlich größeren Zündspannungsreserve wie auch erheblich kürzeren Spannungsanstiegszeit, wobei die Zündspule nach Erreichen der Zündspannung im Wesentlichen als Energieübertrager dient. Allerdings ist die von der Kapazität des Primärkreiskondensators C mitbestimmte Funkenstandzeit hier jedoch nicht von der Zündspulen-Hauptinduktivität, sondern – weil sie von deren Streuinduktivität faktisch kurzgeschlossen wird – sowohl von dieser als auch den insgesamt wirksamen reellen Zündspulen- und Entstörwiderständen abhängig, wobei letztere einen nicht unbeträchtlichen Teil der vom Primärkreiskondensator zur Verfügung gestellten Energie in Wärme umsetzen. Die hierdurch erzeugte und vergleichbar erheblich kürzere Funkendauer per Bogenentladung ist gegenüber der Glimmentladung einerseits zwar plasmaphysikalisch vorteilhafter, andererseits dürfen Einfluss und Wirksamkeit eines hinreichend hohen und langen Glimmentladungsstroms für die Entflammung magerer und/oder inhomogener Zündgemische jedoch keineswegs außer Acht gelassen werden.[4][5][6] Gegenwärtig werden in Europa und den USA gefertigte PKW-Ottomotoren nahezu durchweg mit vollelektronischen Zündsteuerungen in Verbindung mit Einzelzylinder-Zündspulen ausgestattet. Wie das abgebildete Ausführungsbeispiel für einen 6-Zylinder-Motor verdeutlicht, werden von der digitalen Motorelektronik (DME, engl. DCU für Digital Control Unit) Höhe und Zeitverlauf des Funkenstroms zylinderselektiv ausgewertet und – unter anderem – als Kenngröße für die Regelung bzw. Schaltzeitdauer des Primärstroms der Zündspule herangezogen.

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About the author

Giovanni

Giovanni ist studierter Jurist und Philosoph als Marketingleiter bei einem Mittelständler unterwegs, Geschäftsführer einer Agentur, ehrenamtlicher Sterbebegleiter, zertifizierter Trauerbegleiter, Beirat ITA Institut für Trauerarbeit, Mitgliedschaften: Marketing Club Hamburg, Büchergilde Hamburg, Förderverein Palliativstation UKE, ITA, Kaifu Lodge, Kaifu-Ritter