Zündung

Ein Überblick über die Zündung in einem Verbrennungsmotor

Inhaltsverzeichnis

Sind 3 Zylinder Motoren schlecht?

Die Zündung bezeichnet die Entflammung des verdichteten Kraftstoff-Luft-Gemisches im Brennraum eines Verbrennungsmotors. Bei einem Ottomotor, also einem Benziner, wird die Zündung durch einen Hochspannungsfunken übernommen. Bei einem Diesel findet keine Zündung des Kraftstoffes statt, da dieser durch die Selbstentzündung des Diesels funktioniert. Was ist Zündung an? Mit Zündung an wird die erste Stufe bei der Umdrehung des Schlüssels bei Ihrem Auto bezeichnet. Hierbei werden einige elektronische Verbraucher eingeschaltet und bei einem Dieselmotor werden oft die Glühkerzen vorgeglüht, um einen guten Start zu gewährleisten. Im Folgenden wird näher auf die Arten von Zündung, die Entstörung sowie die Geschichte eingegangen.

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Geschichte der Zündung

Die erste Form der Zündung wurde durch eine Summerzündung realisiert, bei welcher mehrere Funken erzeugt wurden. Hierdurch war keine effektive Verbrennung bei einer hohen Drehzahl möglich. Später wurde die Glührohrzündung eingeführt, bei welcher ein Platinröhrchen im Zylinder zum Glühen gebracht wurde. Dies führte dann bei dem erhitzten Kraftstoff-Luftgemisch zum Entzünden. Hier gab es aber erhebliche Probleme bei hohen Drehzahlen und eine erhebliche Brandgefahr entstand. Daraufhin wurde eine Vielzahl an verschiedenen Arten von Zündungen eingeführt.

Zündzeitpunkt

Der Zündzeitpunkt ist eines der wichtigsten Bausteine der Zündung, um eine möglichst gute Kraftentfaltung bei geringstmöglichem Kraftstoff zu erreichen. Wann wird der Zündzeitpunkt ausgelöst? Der Zündzeitpunkt wird hier meist so festgelegt, dass der höchste Verbrennungsdruck bei etwa 10° bis 20° Kurbelwellenwinkel nach dem oberen Totpunkt eintritt. Um dies zu erreichen, muss die Zündung bereits vor dem oberen Totpunkt ausgelöst werden. Bei zunehmender Motordrehzahl muss zudem der Zeitpunkt der Zündung immer weiter vorrücken, da die Verbrennungszeit des Kraftstoff-Luft-Gemisches 2ms beträgt. Sollte der Zündzeitpunkt zu spät gewählt werden, entsteht ein schlechterer Wirkungsgrad, höherer Kraftstoffverbrauch sowie mögliche Schäden des Motors.

Arten von Zündung

Magnetzündung

Die Zündung durch eine Magnetzündung ist eine der ältesten Zündmethoden, welche bereits seit dem Ende des 19ten Jahrhunderts besteht. Diese bezieht die elektrische Energie für einen Zündfunken aus einem durch den Motor angetriebenen Generator. Über die Zeit haben sich die Zündungen um einige technische Neuheiten erweitert, jedoch bleiben im Grundprinzip nahezu alle Arten eine Magnet- oder auch Batteriezündung. Heutzutage findet die ursprüngliche Magnetzündung noch bei Fahrzeugen ohne eigene Stromversorgung wie Rasenmäher oder auch Flugmotoren ihre Anwendung. Wie funktioniert die Zündung beim Moped? Die Zündung bei einem Moped wird ebenfalls meist durch eine Magnetzündung realisiert.

Spulenzündung/Batteriezündung

Die Batteriezündung, oder auch Spulenzündung genannt, erzeugt wie die Magnetzündung die Spannung durch Selbstinduktion. Jedoch kommt hier der Strom nicht durch einen Generator zustande, sondern wird von einem Bordakku bezogen. Um bei Mehrzylindermotoren einzelne Zylinder anzusteuern, gibt es mehrere verschiedene Möglichkeiten. Bei einem Zweizylindermotor werden diese gleichzeitig gezündet, da sich einer der Zylinder immer im Auspufftakt befindet und der Funken hier lediglich ins Leere geht. Bei Motoren mit mehr als 2 Zylindern kommt hingegen ein Zündverteiler zum Einsatz. Bei diesem wird, durch einen rotierenden Kontakt, ein Funken im jeweiligen Zylinder erzeugt. Hier gibt es zudem einige unterschiedliche Arten und Aufbauten.

Transistorzündanlagen

Die Transistorzündanlage, kurz TSZ, funktioniert ähnlich wie die Unterbrecherzündung einer Batteriezündung mit einer Fliehkraft und Unterdruckverstellung. Hier ist jedoch der Unterbrecherkontakt durch einen Leistungstransistor mit hohem Strom ersetzt. Das Zündsignal kommt meist von einem Geber wie dem Hallsensor oder auch einem Induktivgeber. Bei älteren Transistorzündanlagen wird durch einen unbelasteten mechanischen Unterbrecherkontakt geschaltet.

Elektronische Zündanlage

Eine Elektronische Zündanlage unterscheidet sich von der Transistorzündung durch einen Mikrocomputer. Dieser errechnet den Zündzeitpunkt aufgrund der fest eingespeicherten Werte des Zündkennfeldes. Das Steuergerät löst die Zündung elektronisch aus.

Vollelektrische Zündanlage

VEZ ist die Abkürzung für eine vollelektrische Zündanlage, bei welcher kein rotierender Verteiler mehr genutzt wird. Hierdurch ergeben sich einige Vorteile wie eine hohe Betriebssicherheit, eine gewisse Verschleißfreiheit sowie geringe Funkstörungen. Ein Nachteil hierbei ist jedoch der hohe Integrationsaufwand, sowie dass die Bauteile oft nur Motorspezifisch genutzt werden können. Die VEZ wird in zwei Arten von Zündspulen unterschieden, die Einzelfunkspule und die Doppelfunkenspule.

Hochspannungskondensatorzündung

Eine Hochspannungskondensatorzündung wird ebenfalls oft als Thyristorzündung bezeichnet und verwendet einen Kondensator. Dieser wird aufgeladen und zündet durch das schlagartige Entladen der Zündkerzen. Die Energiespeicherung erfolgt hier nicht in einer Zündspule sondern im dem Kondensator.

Laserzündung

Bei dem Zündsystem der Laserzündung wird die Verbrennung durch einen fokussierten Laserstrahl induziert. Die hohe Temperatur sowie eine Druckwelle entzünden das Kraftstoff-Luft-Gemisch. Durch eine hohe Zündenergie kann diese Art der Zündung auch sehr magere, also kraftstoffarme Gemische, zünden. Diese Art der Zündung weißt jedoch einige Hürden für die Anwendung in Fahrzeugen auf, wie den hohen Energiebedarf, Preis und Baugröße.

Doppelzündung

Die Doppelzündung bedeutet dass hier pro Zylinder zwei Zündkerzen eingesetzt werden. Dies diente in erster Linie der Betriebssicherheit, wobei später jedoch auch eine energieeffizientere und gleichmäßigere Zündung erreicht werden konnte. Die Steuerung und Spannungsversorgung ist hier an keine bestimmte Art der Zündung gebunden und kann über einige verschiedene Arten realisiert werden.

Entstörung

Da bei der Zündung hochfrequente Störimpulse von den Zündfunken erzeugt werden, müssen diese unterdrückt werden. Hierfür gibt es einige verschiedene Maßnahmen. Weiterhin wird die Entstörung zwischen der gesetzlich vorgeschriebenen Fernentstörung und der gesetzlich nicht vorgeschriebenen Nahentstörung eingeteilt. Bei der Fernentstörung wird die Störfeldstärke zum Schutz von Rundfunk- sowie Fernsehempfangs innerhalb der Umgebung des KFZs heruntergesetzt. Bei der Nahentstörung wiederum werden insbesondere Abblockkondensatoren eingesetzt, da die Audiotechnik durch zusätzliche Filter geschützt werden muss.

Wie merkt man das die Zündspule kaputt ist?

Eine defekte Zündspule erkennt man daran, dass der Motor ruckelt und schlagartige Aussetzer auftreten. In einigen Fällen springt der Motor erst gar nicht an, wenn die Zündspule kaputt ist. Die Motorkontrollleuchte leuchtet in diesem Fall meist auf, um zu zeigen das ein Fehler innerhalb der Zündung vorliegt. Bei älteren Autos, welche nur eine Spule besitzen, kann diese bei Erwärmung aussetzten. Hierdurch bleibt der Motor stehen.

Zündhilfen für Otto- und Dieselmotoren

Sowohl Otto- wie auch Dieselmotore erhalten oft für besonders niedrige Außentemperaturen eine Zündhilfe. Hier wird bei einem kaltem Motor leichtflüchtige Kohlenwasserstoffe in den Luftfilter gesprüht um so ausreichend Brennstoff im Zylinder zu haben wenn die Zündung stattfindet. Der Dieselmotor ist wie bereits erwähnt selbstzündend, da die Zündung durch das Einspritzen des Kraftstoffes in die komprimierte und heiße Luft stattfindet. Als Hilfe für kalte Außentemperaturen kommt eine Glühkerze zum Einsatz. Diese wärmt den Brennraum vor, um so eine ordnungsgemäße Zündung gewährleisten zu können.

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