Zündung (Verbrennungsmotor)

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Als Zündung bezeichnet man beim Verbrennungsmotor die Entflammung des verdichteten Kraftstoff-Luft-Gemisches im Brennraum des Zylinders. Bei Ottomotoren zündet ein Hochspannungsfunken an der Zündkerze das verdichtete Kraftstoff-Luft-Gemisch, beim Dieselmotor entzündet sich der Brennstoff von selbst, wenn er durch eine Düse fein verteilt in hochverdichtete, heiße Luft eingespritzt wird. (Selbstzündung)

Die erste Form der Zündung war die Glührohrzündung, bei der mit einem kleinen Brenner ein Platinröhrchen im Verbrennungsraum des Zylinders zum Glühen gebracht wurde. Das führte bei der Komprimierung des Gasgemisches zur Entzündung. Diese Vorrichtung war jedoch störanfällig und nicht regulierbar.

Anforderungen an die Zündung[Bearbeiten]

Für eine effiziente Kraftentfaltung bei geringstmöglichem Kraftstoffeinsatz ist der Zündzeitpunkt so festzulegen, dass der höchste Verbrennungsdruck bei allen Drehzahlen und Lastfällen etwa 10° bis 20° Kurbelwellenwinkel vor dem Oberen Totpunkt (OT) auftritt. Der Verbrennungsschwerpunkt, das ist der Zeitpunkt bei dem 50 % der eingesetzten Kraftstoffmasse verbrannt sind, liegt dann bei etwa 5° bis 8° KW nach OT. Das Kraftstoff-Luft-Gemisch muss daher schon vor dem OT gezündet werden.

Da die Verbrennungszeit des Kraftstoff-Luft-Gemisches jedoch unabhängig von der Drehzahl ca. 2 ms beträgt, muss der Zeitpunkt der Zündung mit zunehmender Motordrehzahl immer weiter vor dem OT liegen.

Falsch gewählter Zündzeitpunkt[Bearbeiten]

Ist der Zündzeitpunkt zu früh eingestellt, können unkontrollierte Verbrennungsvorgänge mit hohen Druck- und Temperaturspitzen auftreten. Bei dieser klopfenden Verbrennung werden die Motorenbauteile, die den Brennraum bilden – Kolben und Zylinderkopf – sehr hoch mechanisch beansprucht, was zur Zerstörung des Motors führen kann. Außerdem verschlechtert sich die Abgaszusammensetzung und es entstehen Leistungsverluste. Diese Zusammenhänge lassen sich jedoch nicht verallgemeinern, da sie noch von anderen Parametern abhängen. So sind auch die Gemischzusammensetzung (zu fettes oder mageres Gemisch), die Brennraumform und die Zündkerzenlage im Brennraum entscheidend für die Klopfneigung des Motors.

Ist der Zündzeitpunkt zu spät gewählt, hat sich der Kolben schon weit in Richtung unterer Totpunkt bewegt, bevor das Kraftstoff-Luft-Gemisch vollständig verbrannt ist. Mehr Energie aus dem eingesetzten Kraftstoff geht mit den Abgasen verloren. Die Temperatur des Gases im Zylinder ist noch sehr hoch, wenn das Auslassventil öffnet. Die Folgen sind: Schlechter Wirkungsgrad, höherer Kraftstoffverbrauch, Überhitzungsprobleme, evtl. Zerstörung des Motors.

Mit einem elektronischen Rechner kann der Zündzeitpunkt durch ein Zündkennfeld besser an den Betriebszustand des Motors angepasst werden. Dieses Zündkennfeld wird oft durch sogenanntes Chiptuning zugunsten von mehr Leistung verändert, was meist auf Kosten von Lebensdauer, Kraftstoffverbrauch und Umweltverträglichkeit geht.

Entwicklung der Zündanlagen[Bearbeiten]

Von der Jahrhundertwende 1900 bis etwa 1960 war die Magnet- bzw. Unterbrecherzündung die Standardvariante in Kraftfahrzeugen. Danach war Leistungselektronik verfügbar und ermöglichte elektronische, verschleißfreie Zündanlagen. In Fahrzeugen ohne Bordnetz (Rasenmäher, Mofa) und bei Flugzeugmotoren findet die Magnetzündung nach wie vor Verwendung.

Magnetzündung[Bearbeiten]

Ein in der Zündspule durch Induktion erzeugter Stromfluss wird unterbrochen, wobei durch den Zusammenbruch des Magnetfeldes durch Selbstinduktion ein Hochspannungsimpuls erzeugt wird, der auf die Zündkerze geleitet wird. Dort erzeugt er einen Funkenüberschlag, der das zuvor verdichtete Kraftstoffgemisch entzündet. Der Spulenstrom wird durch einen Unterbrecherkontakt unterbrochen, der mit der Drehbewegung des Motors gekoppelt ist. Die Zündspule ist im Unterschied zur zylindrischen, aus der Batterie gespeisten Bauform mit Polschuhen versehen und befindet sich – nur durch einen schmalen Luftspalt getrennt – direkt neben dem mit einem Dauermagneten bestückten Polrad. Das Polrad ist auf der Kurbelwelle montiert, dient auch als Schwungrad und ist bei luftgekühlten Motoren mit Gebläsekühlung außerdem mit Lüfterschaufeln bestückt. Je nach Platzverhältnissen befindet sich die Zündspule innerhalb (Außenläufer) oder außerhalb des Polrades. Neben der Zündspule induziert das Polrad in einer weiteren Spule auch den Wechselstrom für das Bordlicht. Erst später wurde ein Akkumulator mitgeführt, um das Licht auch bei nicht laufendem Motor benutzen zu können. Die Magnetzündung braucht keine Spannungsversorgung, da durch das Magnetrad ein Magnetfeld in der Spule erzeugt wird. Bewegt sich das Dauermagnetfeld weiter, wird das Magnetfeld aufgrund des geschlossenen Unterbrecherkontaktes aufrechterhalten und bricht erst mit Öffnen des Kontaktes zusammen. Das erzeugt den Zünd-Hochspannungspuls.

Bei Viertaktmotoren kommt es zu einer ungewollten aber folgenlosen Zündung am Ende des Ausstoß-Taktes, dem sogenannten Wasted Spark.

Zündspule einer Hochspannungs-Magnetzündung
links der Anschluss für den Unterbrecherkontakt, rechts oben derjenige für die Zündkerze. Der dritte Anschluss der geteilten Wicklung ist mit Masse/dem Eisenkern verbunden.
Niederspannungs-Magnetzündung

Bei der Niederspannungs-Magnetzündung, die 1882/83 Siegfried Marcus zum Patent angemeldet hatte, ragte ein Unterbrechermechanismus in den Verbrennungsraum des Zylinders. Der Spulenstrom wurde dort bei der Umdrehung des Magnetankers „abgerissen“, daher auch der Name Abreißzündung. Die Zündspule besitzt nur eine Wicklung, der Abreißfunke ist zugleich der Zündfunke.

Hochspannungs-Magnetzündung

1887 baute Robert Bosch einen Magnetzündapparat für langsam laufende Stationärmotoren. Der Durchbruch für den Magnetzünder gelang 1896 durch Erfindung vom Bosch-Mitarbeiter Arnold Zähringer, der mit einem verbesserten Magnetzünder endlich Drehzahlen über 1.000 Umdrehungen pro Minute ermöglichte. Eine nochmals verbesserte Version brachte der Bosch-Angestellte Gottlob Honold 1902 als Hochspannungs-Magnetzündung zur Produktionsreife. Diese Erfindung führte zur notwendigen Zuverlässigkeit der Zündanlage. Hier besitzt die Zündspule zwei Wicklungsteile – eine Niederspannungswicklung zum Anschluss des Unterbrecherkontaktes und eine Hochspannungswicklung zum Anschluss der Zündkerze. Beide Wicklungen sind vom gleichen Magnetfeld durchsetzt, dessen Zusammenbruch durch Öffnen des Unterbrecherkontaktes herbeigeführt wird, nachdem sich das erregende Dauermagnetfeld bereits weiterbewegt hat.

Auch Magnetzündungen haben in der Regel eine drehzahlabhängige Verstelleinrichtung für das Vorverlegen des Zündzeitpunktes mit steigender Drehzahl über einen Fliehkraftregler. Dieser Winkelverstellung wird oft ein hand-beeinflusster Verstellwert per Seilzug aufgeschaltet, zur manuellen Anpassung des Zündzeitpunktes oder zur Erleichterung der Startprozedur. Das letzte Motorrad aus deutscher Produktion mit dieser aufwendig zu bedienenden Verstellung war die Sportmaschine BMW R 68 bis Baujahr 1955. Neben dem normalen rechten Gasdrehgriff war zur Zündverstellung auch der linke Griff als Drehgriff ausgebildet.

Magnetzündungen waren Standard bei Motorrädern seit den Anfängen des 20. Jahrhunderts bis in die 1960er-Jahre. Heute ist sie unüblich geworden, jedoch wurden bis in die 1990er-Jahre in nennenswerter Stückzahl kleine Motorräder und Mopeds mit Magnetzündanlagen hergestellt – entweder um auf die schwere Batterie verzichten zu können, oder auch, um die Lauffähigkeit des Motors bei Batterieausfall zu gewährleisten (z. B. Simson). Auch manche großen Motorräder wurden mit Magnetzündanlagen betrieben, zuletzt in Deutschland bis 1969 die BMW-Motorräder.

Magnetzündungen an Motorrädern kann man meist an ihren walzenförmigen Gehäusen (darunter oder offen das Schwungrad mit Magneten) in unmittelbarer Nähe des oder der Zylinder erkennen. In den Anfangsjahren wurden sie oftmals vor den Zylindern angeordnet, was sie aber störanfällig durch Steine und Schmutz machte. In späteren Jahren war die Anordnung hinter den Zylindern üblich.

Bis heute werden Magnetzündungen in Kleinmotoren, z. B. bei Rasenmähern oder Motorsägen verwendet, wobei auch bei diesen Kleinmotoren der mechanische Unterbrecherkontakt inzwischen meist durch eine elektronische Schaltung ohne mechanische Bauteile (und damit ohne Verschleiß) ersetzt ist.

Darüber hinaus finden sie in Flugzeugen Anwendung. Fast sämtliche Flugzeuge mit Kolbenmotoren haben Magnetzündungen in doppelter Ausführung: In Flugzeugmotoren mit Fremdzündung ist aus Gründen der Ausfallsicherheit die Doppelzündung Vorschrift. Dabei ist zumeist einer der beiden Zündmagnete mit einer sogenannten Schnappkupplung versehen, welche bei sehr langsamen Drehzahlen (z.B. während des Anlassvorgangs per Hand oder mit einem langsam laufenden Starter) für ein beschleunigtes Öffnen der Unterbrecherkontakte und damit eine genügend starke Funkenbildung an den Zündkerzen sorgt. Herkömmliche Zündmagnete der Hersteller Bendix oder Slick haben keinen fliehkraftgetriebenen Verstellmechanismus des Zündzeitpunkts, was unter anderem dazu führt, dass Flugmotoren sich nur widerwillig aus dem Teillast- in den Volllastbetrieb hochfahren lassen. Der Zündzeitpunkt wird dann auch für den Volllastbetrieb bei 75 % Leistung und höher auf i.d. Regel 20° bis 25° Vorzündung eingestellt (Quellen: Lycoming Engines, Champion Aerospace Corp.)

Batteriezündung[Bearbeiten]

Prinzipschaltungen für Zündspulen; A: mit Unterbrecherkontakt; B: Thyristorzündung

Die Zündspannung wird in der Zündspule wie bei der Magnetzündung durch Selbstinduktion erzeugt. Der Strom für die Zündspule kommt im Gegensatz zur Schwunglicht­magnetzündung jedoch aus der Bordbatterie (genauer: dem Bordakku). Dazu fließt ein Strom durch die Primärwicklung der Zündspule, der durch einen mechanischen Unterbrecherkontakt unterbrochen wird. Durch die sehr schnelle Stromänderung ändert sich das Magnetfeld der Spule und es wird ein Spannungsimpuls induziert, der durch die Sekundärwicklung zu einer Hochspannung transformiert wird. Parallel zum Kontakt ist ein Zündkondensator (meist 0,22 µF) geschaltet, der einerseits den Abbrand durch den Lichtbogen an den Unterbrecherkontakten verringert und andererseits mit der Primärspule einen Schwingkreis bildet, der die gleiche Resonanzfrequenz wie die Sekundärspule hat. Auf diese Weise wird die Energieübertragung vom Primär- auf den Sekundärkreis verbessert.

Bei Motoren, die mehr Zylinder als Unterbrecherkontakte haben, sorgt ein Zündverteiler (Umschalter auf der Hochspannungsseite der Zündspule) für eine Aufteilung der Zündspannungsimpulse auf die richtigen Zylinder.

Die Einstellung einer Zündanlage erfordert etwas Geschick und muss regelmäßig erfolgen: Der Zündfunke an der Zündkerze entsteht, wenn der Zündkontakt geöffnet wird (Selbstinduktion). Bei der Einstellung des Zündzeitpunktes kann eine über den Unterbrecherkontakt angeschlossene kleine Meldelampe helfen. Zunächst wird der Zündkontaktabstand eingestellt und dann der Zündzeitpunkt, da umgekehrt der zunächst eingestellte Zündzeitpunkt durch eine nachträgliche Änderung des Kontaktabstands wieder verstellt würde.

Wichtig für die Funktion der Zündanlage ist der korrekte Zündkontaktabstand, der sich direkt auf den Schließwinkel auswirkt: Ein zu großer Kontaktabstand führt zu einem zu schwachen Magnetfeld (zu kurze Zeit zum Stromaufbau) und in der Folge insbesondere bei höheren Drehzahlen zu einem zu schwachen Zündfunken. Ein zu kleiner Kontaktabstand führt zu erhöhtem Abbrand des Unterbrecherkontakts, da durch das bei sich öffnendem Kontakt zusammenbrechende Magnetfeld der Strom auch dort weiterfließen kann (der Kontakt öffnet zu langsam). Hier hilft dann auch der Zündkondensator zur Funkenunterdrückung nur begrenzt – die Kontakte brennen schneller ab als üblich.

Die dynamische Einstellung des Zündzeitpunktes (Funktion der Fliehkraft-Verstellung des Zündzeitpunktes) wird mit einem Stroboskop vorgenommen, das induktiv über das Zündkabel des ersten Zylinders getriggert wird. Damit kann man die an der Motorwelle angebrachten Markierungen beobachten.

Transistorzündanlagen (TSZ-h/TSZ-i/TSZ-k)[Bearbeiten]

Zündverteiler Ford Escort XR3i '87

Die Transistor-Spulenzündanlage (TSZ) funktioniert im Prinzip wie die Unterbrecherzündung, der Unterbrecherkontakt ist durch einen Transistor ersetzt. Das Zündsignal kommt meist von einem Geber, entweder dem Hallsensor (TSZ-h) oder einem Induktivgeber (TSZ-i). Ältere Transistorzündanlagen erhalten diese Information noch von einem mechanischen Unterbrecherkontakt (TSZ-k).

Thyristorzündung, Hochspannungskondensatorzündung (HKZ)[Bearbeiten]

Bosch Hochspannungskondensatorzündung für kontaktlose Ansteuerung per Induktivgeber.
Schaltungsprinzip der von Bosch gefertigten Hochspannungskondensatorzündungen

Bei der Hochspannungs-Kondensatorzündung, auch Thyristorzündung oder CDI (vom englischen „capacitor discharging ignition“) genannt, handelt es sich um ein Zündsystem, bei dem ein Kondensator über einen Aufwärtswandler kontinuierlich auf 300 bis ca. 500 V geladen wird. Die Spannung kann entweder aus einer Batterie oder einer weiteren Spule, die zusammen mit Magneten im Schwungrad des Motors nach dem Prinzip des Generators Spannung induziert, kommen. Der Thyristor befindet sich zusammen mit dem Kondensator im Primärkreis des Zündtransformators und hat die Funktion eines Leistungsschalters. Bekommt er zum Zündzeitpunkt über Magnetsensoren (Hall-Sensoren oder induktive Sensoren) einen Steuerimpuls, wird er leitend, und der Kondensator induziert in der Sekundärwicklung nach dem Prinzip eines Transformators eine hohe Spannung. Im Gegensatz zu den anderen Zündanlagen wird der Transformator dabei nicht als Energiespeicher benutzt (keine Selbstinduktion); er wird deshalb als Zündtransformator bezeichnet. Die Zündspulen der Batteriezündungen arbeiten mit 6 oder 12 V Batteriespannung und können hier nicht genutzt werden.

Bei einfachen Schaltungen ist die Entflammungswahrscheinlichkeit (Durchzündung) des Benzin-Luft-Gemisches wegen der geringen Funkendauer bei der Thyristorzündung geringer als bei der Transistorzündung. Die Funkendauer der HKZ ist von der durch die Kreiskapazität C' und der Streuinduktivität Lσ gebildete Resonanzfrequenz abhängig, wobei zu dieser der Einfluss des reell wirksamen Gesamtwiderstands zur Abklingkonstanten („Kreisdämpfung“) unter Umständen mitzuberücksichtigen ist. Der Funkenabriss erfolgt nach dem Durchlauf der ersten Stromhalbwelle im Hochspannungskreis.

Die Vorteile der Thyristorzündung sind eine höhere Spannungsreserve, Unempfindlichkeit gegen Nebenschlüsse (schlechte Isolierung) und eine sichere Funktion im gesamten Drehzahlbereich. Der Schließwinkel ist hier ohne Bedeutung. Sie kommt auch bei Rennmotoren, teilweise Sportwagen und insbesondere bei Wasserstoffmotoren zum Einsatz.

Everding-HKZ

Prinzipschaltbild der Everding-HKZ

Ein elektronisches Zündsystem, das die Vorzüge der Hochspannungskondensatorzündung (HKZ) mit der erheblich längeren Funkendauer der konventionellen Spulenzündung vereint, wurde von Helmut Everding entwickelt und zur Nachrüstung von Zündanlagen mit unterschiedlichen Zündverteilern (kontaktgesteuerte Spulenzündung, TSZ-i, TSZ-h) in den 1980-er Jahren angeboten.[1][2] Wie auch bei der HKZ wird im Zündzeitpunkt der mit einigen hundert Volt aufgeladene Primärkreiskondensator per Thyristor an die Primärwicklung der Zündspule geschaltet, wobei deren Klemme 15 – wie auch bei den konventionellen Spulenzündungen – zur positiven Bordspannung führt. Im und nach dem Zündzeitpunkt wird jedoch auch Klemme 1 der Zündspule mit einem als Schalter arbeitenden Transistor auf Masse- bzw. Minuspotential gelegt. Hieraus folgt ein wechselstrommäßiger Kurzschluss für den mit der Zeitkonstante \textstyle \tau_\sigma = \frac{L_2\sigma}{R_1 + R_2} entsprechend aperiodisch verlaufenden Funkenstromimpuls. Der Primärkreis-Transistor schaltet nun für eine vorbestimmte Zeitspanne, die auf 1,0–1,2 ms festgelegte Funkendauer, einen aus der Fahrzeugbatterie gespeisten Strom durch die Kopplungsinduktivität M der Zündspule. Dieser Strom bildet den funktionstypischen Hauptanteil und verläuft mit der Zeitkonstanten \textstyle \tau_M = \frac{M}{R_1 \parallel R_2} in gleicher Richtung. Nach diesem Prinzip können bereits mit Zündspulen, die für Unterbrecherkontaktsteuerung dimensioniert wurden, Zündenergien von ca. 50 mJ erzielt werden. Im gezeigten Diagramm werden die jeweiligen Energiebeträge der verglichenen Zündspulen durch die Flächenanteile unterhalb der jeweiligen Kurvenverläufe repräsentiert.

Funkenstrom der Everding-HKZ im Vergleich mit der ersten von Bosch serientechnisch eingesetzten TSZ-Zündspule (blau) sowie einer modernen Einzelzylinder-Zündspule (rot)

Elektronische Zündanlage (EZ)[Bearbeiten]

Zündrechner Ford Fiesta XR2 '85 (ESC-2, electronic spark control)

Sie unterscheidet sich von der Transistorzündung dadurch, dass ein Mikrocomputer den Zündzeitpunkt aufgrund der fest abgespeicherten Werte eines Zündkennfeldes errechnet. Die Zündung wird elektronisch im Steuergerät ausgelöst.

Siehe auch: Kennfeldzündung

Vollelektronische Zündanlage (VEZ)[Bearbeiten]

Doppelfunkenzündspulen aus Escort RS1600i, BJ 1982
Ford Doppelfunkenzündspulen, 1. Generation
Zündmodul mit Einzelspulen für jeden Zylinder

Die VEZ ist die modernste Zündanlage. Sie wird in der Variante ohne rotierenden Verteiler auch als ruhende Zündverteilung bezeichnet.

Vorteile:

  • Höhere Betriebssicherheit durch wenige Hochspannung führende Verbindungen
  • Verschleißarm durch Verzicht auf bewegliche (rotierende) Teile.
  • geringere Funkstörungen, da keine Funken außerhalb des Verbrennungsraumes entstehen
  • Geräuschminderung
  • ECM (Electronic Control Module)-Regelung ermöglicht genaue Signalverarbeitung

Nachteile:

  • meist hoher Bauteile- und Entwicklungsaufwand
  • Standardbauteile können nicht verwendet werden, oft motorspezifische Herstellung der Bauteile

Die VEZ verarbeitet die Signale von vier Sensoren:

  • Last
  • Motordrehzahl
  • Motortemperatur (optional)
  • Klopfsensor (optional)

Man unterscheidet zwei Arten von Zündspulen, mit denen eine VEZ ausgestattet sein kann:

Einzelfunkenspulen

Jeder Zylinder hat seine eigene Zündspule, die vom Steuergerät bzw. vom ECM (Electronic Control Modul) angesteuert und geregelt wird.

Doppelfunkenspulen

Von einer Spule werden zwei Zylinder, deren Zündabstand 360° beträgt, gleichzeitig mit Zündfunken versorgt. Dabei wird das Kraftstoff-Luft-Gemisch in einem Zylinders am Ende des Verdichtungstaktes von einem Zündfunken gezündet. Der Zündkreis schließt sich über den parallel laufenden Zylinder, indem dort am Ende des Auspufftaktes ein sogenannter Stützfunken erzeugt wird.

Steuerung[Bearbeiten]

Das ECM arbeitet mit einem sogenannten EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) oder Flashspeicher. Bis in die 1990er-Jahre waren EPROMs (Erasable Programmable Read Only Memory) gebräuchlich, die nur umständlich umprogrammiert werden konnten. Bei der Verwendung von Flashspeicher und EEPROM kann das ECM im geschlossenen Zustand umprogrammiert werden. Die analogen Signale, zum Beispiel vom Kühlflüssigkeitstemperatursensor, werden im ECM mit Analog-Digital-Wandlern in digitale Signale umgewandelt, damit der Mikroprozessor sie verarbeiten kann. Das Zündkennfeld im Mikroprozessor wird in der Regel nach folgenden Kriterien abgestimmt:

  • Verbrauchsminderung
  • Schadstoffreduzierung
  • Drehmomenterhöhung bei niedriger Drehzahl
  • Leistungserhöhung
  • Verbesserung der Laufkultur des Motors
  • Verbaute Teile, je nach Zulieferer.

In allen Betriebszuständen, wie Start, Volllast, Teillast, Schubbetrieb können Zündwinkelkorrekturen vorgenommen werden, wenn äußere Einflussgrößen (zum Beispiel Motortemperatur, Ansauglufttemperatur, Batteriespannung) es erfordern.

Weitere im ECM integrierte Zusatzfunktionen sind zum Beispiel:

  • Leerlaufdrehzahlregelung
  • Drehzahlbegrenzung (variabel verschiebbar)
  • Klopfregelung
  • Notlaufprogramm
  • Sensorüberwachung
  • Eigendiagnose

Das früher eigenständige Steuergerät ist heute meist in einem kombinierten Zünd- und Einspritzsteuergerät integriert, dadurch steht es mit allen anderen elektronischen Komponenten im Auto in Verbindung.

Laserzündung[Bearbeiten]

Die Laserzündung ist ein Zündsystem, bei dem die Verbrennung durch einen fokussierten Laserstrahl ausgelöst wird. Im Brennpunkt des Laserstrahls wird durch Ionisation ein Plasma mit einer Kerntemperatur von über 10.000 Kelvin erzeugt. Die hohe Temperatur sowie eine mit Überschallgeschwindigkeit vom Plasmakern ausgehende Druckwelle entzündet das Gemisch.

Vorteil der Laserzündung ist unter anderem die freie Wahl des Zündortes; eine wandferne Zündung mit ihren Vorteilen bei Verschleiß und Verbrennungseffizienz lässt sich so leicht darstellen. Durch die hohe Zündenergie kann die Laserzündung im Gegensatz zur Funkenzündung auch sehr magere Gemische zünden.

Realisiert wurde die Laserzündung beispielsweise in einem Einzylinder-Versuchsmotor der TU Wien. Einige der großen Hürden für die Anwendung in Fahrzeugen sind Baugröße, Preis und Energiebedarf der Laserzündung. In einer Kooperation von CTR und AVL List wird eine Laserzündkerze entwickelt, die für mobile Anwendungen geeignet ist.

Insgesamt muss festgestellt werden, dass die Laserzündung sich noch im Forschungsstadium befindet.

Entstörung[Bearbeiten]

Die Zündfunken erzeugen hochfrequente Störimpulse, die unterdrückt werden müssen. Dazu gibt es folgende Maßnahmen:

  • Die Zündkerzenstecker oder die Zündkerzen enthalten einen eingebauten Entstörwiderstand von ca. 5 kΩ. Er begrenzt den Maximalstrom, die Stromanstiegsgeschwindigkeit und damit auch die erzeugte Störstrahlung.
  • Die Zündkabel werden möglichst nahe am Motorblock verlegt.
  • Der Zündverteiler erhält eine abschirmende Metallkappe.
  • Komplette Abschirmung der Zündung (Kerzenstecker, Kabel, Zündverteiler)
  • Zündkondensatoren über den Unterbrecherkontakten (sind für die Funktion erforderlich, vermindern jedoch auch die Störungen)
  • Stützkondensatoren gegen Masse im Zünd-Versorgungsstromkreis; sie verhindern die Ausbreitung von Störungen im Bordnetz.

Man unterscheidet bei der Entstörung zwei Entstörklassen: Die gesetzlich für alle Kfz vorgeschriebene Fernentstörung und die nicht gesetzlich vorgeschriebene Nahentstörung.

Ziel der Fernentstörung ist die Herabsetzung der Störfeldstärke zum Schutz des Rundfunk- und Fernsehempfangs in der Umgebung des Kfz (gesetzlich vorgeschrieben sind mindestens 5 kΩ pro Zündkreis). 15 kΩ pro Zündkreis sollte nicht überschritten werden, da sonst der Zündfunke zu sehr geschwächt wird.

Die Nahentstörung bei Fahrzeugen mit eingebauten Rundfunkempfangsgeräten umfasst nicht nur einen ggf. höheren Entstörwiderstand, sondern insbesondere Abblockkondensatoren im Primär-Zündkreis. Oft muss die Audiotechnik im Auto durch zusätzliche Filter geschützt werden, um auch die Störungen der Lichtmaschine zu unterdrücken.

Fachliteratur[Bearbeiten]

Fachbücher[Bearbeiten]

  • Karl-Heinz Dietsche, Thomas Jäger, Robert Bosch GmbH: Kraftfahrtechnisches Taschenbuch. 25. Auflage. Friedr. Vieweg & Sohn Verlag, Wiesbaden, 2003, ISBN 3-528-23876-3.
  • Jürgen Kasedorf, Richard Koch: Service-Fibel für die Kfz-Elektrik. Eine Einführung in die Kraftfahrzeug-Elektrik. 14. überarbeitete Auflage. Vogel Buchverlag, Würzburg 2001, ISBN 3-8023-1881-1, (Vogel-Fachbuch: Service-Fibel).
  • Rudolf Hüppen, Dieter Korp: Autoelektrik. Zündung, Batterie, Lichtmaschine, Anlasser, Instrumente, Geräte, Beleuchtung. 7. Auflage. Motorbuchverlag, Stuttgart 1972, ISBN 3-87943-059-4, (Jetzt helfe ich mir selbst 20).

Fachbroschüren[Bearbeiten]

  • Bosch: Technische Unterrichtung Funkentstörung. 1. Ausgabe, Robert Bosch GmbH, Stuttgart, 1978, VDT-U 1/2 DE
  • Bosch: Technische Unterrichtung Schaltzeichen und Schaltpläne der Kraftfahrzeugelektrik. 2. Ausgabe, Robert Bosch GmbH, Stuttgart, 1974, VDT-UBE 001/10

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Everding, H.:Elektronisches Zündsystem für Brennkraftmaschinen. Deutsches Patent 1965152 (1969)
  2. Everding, H.: Elektronisches Zündsystem reduziert schädliche Abgase, Zeitschrift Elektronik Heft 1, 1976