Die Spulenzündung
Der bei geschlossenem Unterbrecherkontakt durch die Primärwicklung der Zündspule fließende Strom baut das Magnetfeld, das ja die Zündenergie 'enthält', auf. Dies muß so schnell erfolgen, daß auch bei höchster Drehzahl in den Zündpausen die nötige Energie eingebracht wird. Bei Leerlaufdrehzahl ist die Zeitspanne zwischen den Zündungen viel größer, eine Steigerung der speicherbaren Energie durch längeren Stromfluß kann nicht erfolgen, weil der Eisenkern der Zündspule gesättigt ist; der weiterfließende Strom dient nur zur Erhaltung des Magnetfeldes für die nächste Zündung, er produziert nutzlose Wärme in der Zündspule. Wichtig: Zur Erhaltung des Magnetfeldes, das ja die Zündenergie 'enthält', muß dauernd Strom fließen. Wird der Strom abgeschaltet (der Unterbrecherkontakt öffnet), bricht das Magnetfeld zusammen, die dadurch in der Sekundärwicklung erzeugte Hochspannung ergibt den Zündfunken. Die Speicherung der Zündenergie bis zum Zeitpunkt der Zündung kostet also viel nutzlose Energie. Das Verhältnis von Ein- zu Ausschaltzeit des Unterbrecherkontaktes ist der bekannte "Schließwinkel". Die Einschaltzeit muß auch bei höchster vorkommender Motordrehzahl genügend lang sein, um ausreichend Zündenergie in die Zündspule einzubringen. Aus diesem Grund (unter anderem) muß auch der Schließwinkel "stimmen".
Folglich wird die Zündspule bei niederen Drehzahlen (besonders im Leerlauf) wegen der langen Speicherzeiten wärmemäßig stark belastet, sie hat auch hier einen sehr geringen Wirkungsgrad. Doppelt so stark wird die Zündspule noch bei eingeschalteter Zündung, Motorstillstand und geschlossenem Unterbrecherkontakt belastet; hier besteht sogar die Gefahr, daß die Zündspule durch Überhitzung zerstört wird.
Wärmemäßig am geringsten wird die Zündspule dann belastet, wenn die Speicherzeit zu null wird, d.h. die Zündung erfolgt, wenn das Magnetfeld gerade fertig aufgebaut ist. Dies ist auch die Höchstdrehzahl, für die die Zündspule ausgelegt ist. Erhöht man die Drehzahl weiter, sinkt die Stromaufnahme, weil die Zeit nicht mehr ausreicht, den maximalen Strom fließen zu lassen und damit auch das maximale Magnetfeld aufzubauen. Folge: Die Zündenergie sinkt, Zündverzug und Zündaussetzer sind die Folge. Um höhere Drehzahlen zu erreichen, müßte also das Magnetfeld schneller aufgebaut werden: Entweder durch höheren Strom (dann wird aber die Zündspule im Leerlauf oder bei stehendem Motor (s.o.) zu sehr belastet), oder man läßt den Strom schneller ansteigen (niederohmige Spezialzündspule) und begrenzt ihn dann mit einem Widerstand. Da ein höherer Strom auch eine kürzere Lebensdauer des Unterbrecherkontakts zur Folge hat, erkennt man, daß hier die Grenzen der normalen Zündung liegen.
Die Energieübertragungsmöglichkeit beim Schließen des Unterbrecherkontakts kann überhaupt nicht genutzt werden, weil erstens das Übersetzungsverhältnis der Zündspule zu klein ist (es werden nur etwa 2500 Volt erreicht) und zweitens zu diesem Zeitpunkt gar keine Zündung benötigt wird. Die Zündspule kann also nicht optimal genutzt werden; wollte man mehr Leistung haben, müßte sie noch größer und schwerer sein, als sie jetzt schon ist.
Da mit sinkender Batteriespannung auch die Stromstärke abnimmt, wird die Zündenergie mit niedrig werdender Batteriespannung geringer. Die Startprobleme im Winter sind allgemein bekannt, gerade hier wäre eine höhere Zündenergie nötig. Dazu kommt noch, daß die Spannungsanstiegsgeschwindigkeit klein ist, das heißt, daß es bei verrußten Zündkerzen, größerem Elektrodenabstand und/oder Isolationsfehlern (feuchte Zündkabel etc.) gar nicht zu einem Zündfunken ausreicht. Auch ist der Zündfunken nicht ideal; es ist ein Wechselstromzündfunken mit 2 bis 4 Einzelüberschlägen. Zündet der erste (stärkste) nicht, reichen die nachfolgenden meist zur Zündung nicht mehr aus, oder, wenn der zweite zündet, erfolgt sie zu spät. Die Folgen sind höherer Benzinverbrauch und Schadstoffausstoß (unverbranntes Benzin-Luftgemisch), besonders im Teillastbereich. Über die Nachteile sich abnützender Unterbrecherkontakte und schlechter werdender Kondensatoren braucht man keine Worte zu verlieren, dies ist allgemein bekannt. Der einzige große Vorteil der Spulenzündung liegt darin, daß sie einfach, billig und leicht herzustellen ist.
Die Probleme sind seit der Erfindung der elektrischen Hochspannungszündung bekannt, sie wirkten sich aber erst bei moderneren, hochverdichteten und schnellaufenden Motoren so stark aus, daß nach besseren Lösungen gesucht wurde. Insbesondere Motoren mit sechs und mehr Zylindern konnten mit einer Zündspule schon gar nicht mehr optimal versorgt werden, sodaß manchmal 2 getrennte Zündkreise für je die halbe Zylinderzahl verwendet wurden. Auch erforderte die Erhöhung der Zündleistung schwerere und größere Zündspulen, weil der 'magnetische Speicher' ein Eisenkern ist. In meiner Tätigkeitszeit im Meßlabor bei Porsche (1962-1969) wurde intensiv an anderen Lösungen gearbeitet. Die erste Verbesserung war die
Transistorzündung
Sie beseitigte aber hauptsächlich das Problem der Unterbrecherkontaktabnützung. Alle anderen Nachteile blieben mehr oder weniger "erhalten". Wird eine Transistorzündung (auch kontaktlos gesteuert) nachgerüstet, also mit der normalen Zündspule betrieben, sinkt sogar meistens die Zündleistung, weil der Schalttransistor etwa 1 Volt "für sich beansprucht". Wird, um dies zu vermeiden, eine Spezialzündspule benützt, ist der Weg der einfachen Rückrüstmöglichkeit verbaut, falls die Elektronik versagen sollte. Auch übernimmt man trotzdem noch viele Nachteile der normalen Spulenzündung.
Die Weiterentwicklung der Zündanlagen führte zur völlig anders arbeitenden
Thyristorzündung
Leistungslose (kapazitive) Zündenergiespeicherung und das Ausnützen auch des Spannungsanstiegs erlaubten das Erhöhen der Zündleistung über das normale Maß der Spulenzündung hinaus mit der normalen Zündspule. Ein Überhitzen der Zündspule wurde ebenfalls vermieden, da sie während der Zündpausen stromlos war. Einige gravierende Nachteile der Thyristorzündung, wie sehr kurzer Zündfunken (Neigung zu Zündaussetzern), spannungsabhängige Leistung (analog der Spulenzündung) und hoher Herstellungsaufwand, d.h. Preis, verhinderten die weitere Verbreitung dieser Zündungsart, ihre Verwendung war auf einige Spezialgebiete beschränkt.
Die SIRIUS >>>
Information über die Entwicklung der SIRIUS Zündanlage
 |
 |
 |
 |
E-Mail: Um lästige automatische Werbemail zu unterbinden, entfernen Sie bitte die Anfangs- und Endbuchstaben “a” aus meiner Mailadresse: >>> asiggi@siriusiggi.dea <<< und benutzen Sie diese in Ihrem eigenen Mailprogramm. Danke!!!
