Zündspule

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

Grundlagen[Bearbeiten]

Zündspule eines PKW (12 Volt)

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 einer Zündkerze, 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[Bearbeiten]

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.

Literatur[Bearbeiten]

  • Rudolf Hüppen, Dieter Korp: Autoelektrik alle Typen. Motorbuchverlag, Stuttgart, 1968, ISBN 3-87943-059-4
  • Jürgen Kasedorf, Richard Koch: Service-Fibel für die Kfz-Elektrik. 14. überarbeitete Auflage, Vogel Buchverlag, 2001, ISBN 3-8023-1881-1
  • Karl-Heinz Dietsche, Thomas Jäger, Robert Bosch GmbH: Kraftfahrtechnisches Taschenbuch. 25. Auflage, Friedr. Vieweg & Sohn Verlag, Wiesbaden, 2003, ISBN 3-528-23876-3

Weblinks[Bearbeiten]