Geschichtliches zur Zündung

Workshop Zündung
27. März 2011
Geschichtliches zur
Zündung
 Um 600 v .Chr.: Thales von Milet
befasst sich erstmals mit der
elektrostatischen Aufladung von
Bernstein
 1745: der niederländische
Physiker Pieter van
Musschenbroek erfindet die
Leidener Flasche und damit den
ersten Kondensator zur
Speicherung elektrischer
Spannung.
Geschichtliches zur
Zündung
 1780: Alessandro Volta
erfindet die galvanische
Säule und damit die erste
Batterie
 1831: Michael Faraday
formuliert das Gesetz der
elektrischen Induktion
Geschichtliches zur
Zündung
 Der Luxemburger
Etienne Lenoir
erfindet 1860 die
Zündkerze
Aufgaben der Zündung
 Definition der Zündung: „Die Einleitung
einer Verbrennung durch Zuführen von
Energie in geeigneter Form“
 Zündung wird nur beim Verbrennungsmotor benötigt (internal combustion
engine) im Gegensatz zur Dampfmaschine, wo die Verbrennung außen,
im Kessel stattfindet (external
cumbustion engine)
Aufgaben der Zündung
 Das Benzin-Luft-Gemisch entsprechend des
Lastzustandes des Motors entzünden.
 Da die Verbrennungszeit unabhängig von der
Drehzahl immer ca. 2ms beträgt, muss daher
schon vor dem OT gezündet werden.
 Der Zündzeitpunkt ist so festzulegen, dass der
höchste Verbrennungsdruck jeweils etwa 10°
bis 20° nach dem oberen Totpunkt (OT) auftritt.
Formen der Zündung
 Lenoir-Motor mit
Spulenzündung
Formen der Zündung
 Flammzündung
Probleme der
Flammzündung




Feuergefahr
Zündung lässt sich nur ungenau steuern
Nur geeignet für langsam laufende Motoren
Nur geeignet für gleichbleibende Drehzahlen
Formen der Zündung
 Glührohrzündung
Probleme der
Glührohrzündung
 Feuergefahr
 Zündzeitpunkt lässt sich nicht genau
steuern
 Nicht für schnelllaufende Motoren geeignet
 => Ursprung des Wortes « chauffeur »
Formen der Zündung
 Niederspannungszündung /Abreisszündung(1882)
 Erstmals 1899
in Autos verwendet
Nachteile der
Abreisszündung
 Abnutzungserscheinungen am Zündstift
 Schwacher Funke
<1000V
 Zündaussetzer
 Erlaubt keine hohen
Drehzahlen
Formen der Zündung
 Magnet-Hochspannungszündung (1902)
 Von Robert Bosch zur
Serienreife gebracht
 Stärkerer Zündfunke
>20.000V
 Erlaubt höhere
Drehzahlen
Nachteile der
Magnetzündung
 Zündfunkenstärke abhängig von der Drehzahl des
Magneten => schlechte Starteigenschaften
 Keine Zündzeitverstellung
 Gewicht
 Zündet bei jedem OT, also auch beim Auspufftakt
 Allerdings:
Eine Magnetzündung benötigt keine Batterie!
 Wird heute nur noch in Kettensägen oder
Rasenmähern und Flugmotoren verwendet
Formen der Zündung
 Unterbrecherzündung (1910)
 Erstmals 1910 bei Cadillac
eingesetzt
 Entwickelt von
Dayton
Engineering
Laboratories
Co.
Nachteile der
Unterbrecherzündung
 Abnutzungserscheinungen der Kontaktpunkte (Gleitfinger, verbrannte Kontakte)
 Muss in regelmässigen Abständen
gewartet bzw. nachgestellt werden
Transistorzündung
 Unterbrecher und Kondensator werden
durch elektronische Bauteile und
Schaltkreise ersetzt
 Zuverlässiger
 Höhere Spannungen, daher besserer
Zündfunke => magere Gemische können
noch gezündet werden
Vollelektronisches
Motormanagment
 Keine mechanischen Teile mehr
 Kennfeldgesteuert
 Benötigt Luft- und Wassertemperaturgeber, Kurbelwellen- rsp. Nockenwellensonden, Lambdasonden, Klopfsensoren,
…
 Wartungsfrei
 Ohne Computer nicht zu warten
Der Verteiler
 Der Verteiler verteilt die Hochspannung
auf die verschiedenen Zylinder
 Er sorgt für den richtigen Zündzeitpunkt,
abhängig von Geschwindigkeit und
Lastzustand des Motors.
 Normalerweise 2 Verstellmöglichkeiten:
Zentrifugal und Unterdruck
Die Zündspule
 Grob gesehen ist die Zündspule ein
Transformator
 Bei eingeschalteter Zündung wird die
Primärwicklung der Zündspule von Strom
durchflossen, wodurch sich ein Magnetfeld um
die Spule bildet.
Die Zündspule
 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
Der Kondensator
 Parallel zum Unterbrecherkontakt ist der
Zündkondensator, auch Funkenlöschkondensator, geschaltet. Er hat die Aufgabe,
die schnelle Unterbrechung des Primärstroms
zu unterstützen und das Kontaktfeuer am
Unterbrecher weitgehend zu unterdrücken, um
den Abbrand an den Kontakten zu minimieren.
 Durch Induktion werden die 12V auf der
Primärseite auf 15.000 - 30.000 V auf der
Sekundärseite hochtransformiert
Der Schliesswinkel
 Der Schliesswinkel bestimmt die Zeit, in
welcher die Zündspule sich zwischen den
einzelnen Zündung wieder aufladen.
 Ist der Kontaktabstand und damit der
Schließwinkel falsch eingestellt, erreicht die
Zündspule entweder nicht ihre Nennleistung
(Kontaktabstand zu groß=Schließwinkel zu
klein) oder wird überhitzt (Kontaktabstand zu
gering=Schließwinkel zu groß)können.
Der Schliesswinkel
 Der Unterbrecherkontakt wird von den Zündnocken der
Zündverteilerwelle betätigt, die mit Nockenwellendrehzahl (gleich halbe Kurbelwellendrehzahl) läuft. Ein
4-Zylinder-Motor hat vier Nocken auf der Zündverteilerwelle, daher stehen für einen Zyklus aus Laden und
Entladen genau 90 Grad Umdrehung zur Verfügung.
Der Schliesswinkel
 Hier ist ein Schließwinkel von 45° (gleich 50%)
bis 50° (entspricht 56%) üblich.
 Bei einem 6-Zylinder-Motor muss pro Drehung
der Verteilerwelle sechsmal ein Funke erzeugt
werden: Es stehen 60 Winkelgrad Umdrehung
zur Verfügung. Der Kontaktabstand ist dort
meist auf 0,25 mm mit einem entsprechend
kleinem Schließwinkel von ca. 38° eingestellt
und daher muss eine leistungsfähigere
Zündspule verwendet werden.
Der Schliesswinkel
 Da bei einem 8-Zylinder-Motor nur 45°
Drehung der Verteilerwelle zur Verfügung
stehen, hat dieser einen noch kleineren
Schließwinkel von ca. 33°.
 Bei Hochleistungsmotoren werden daher
oft zwei Kontaktpunktsätze pro Verteiler
verwendet.
Einfluss des
Zündzeitpunktes
 Ist der Zündzeitpunkt zu früh gewählt,
entstehen hohe Druck- und Temperaturspitzen. Dabei entsteht eine klopfende
Verbrennung, welche die Bauteile extrem
beansprucht (der Druck bremst den
Kolben).
 Ist der Zündzeitpunkt zu spät gewählt, hat
sich der Kolben schon weiter nach unten
bewegt, bevor das Gemisch vollständig
verbrannt ist (der Druck läuft dem Kolben
nach).
Einfluss auf den
Zündzeitpunkt
 Stellung des Zündverteilers (relativ zur
Kurbelwelle)
 Funktionstüchtigkeit der Zündverstellung
(zentrifugal und Unterdruck)
 Abstand der Unterbrecherkontakte
 Zustand des Gleitfingers am
Unterbrecherkontakt
 Zustand der Kontaktpunkte
 Funktionstüchtigkeit des Kondensators
Statische Einstellung der
Zündung
 1) Zündung immer vor den Vergasern
überprüfen bzw. einstellen!
 2) Zündkerzenbild kontrollieren
 3) Abstand der Elektroden prüfen
 4) Anschlüsse der Zündspule und des
Unterbrechers auf Oxydation prüfen
 5) Sichtkontrolle der Unterbrecherkontakte
(Kontakte abgebrannt, blau verfärbt)
Statische Einstellung der
Zündung
 6) Unterbrecherkontakte mit Fühlerlehre
einstellen, beim 4-Zylinder meist zwischen 0.35
und 0,40mm (besser noch: Schliesswinkel
messen!)
 7) Motor auf (oder kurz vor) Zünd-OT am 1.
Zylinder stellen (ggf. Ventildeckel demontieren
und Ventilstellung überprüfen)
 8) Feststellschraube am Verteiler lösen
Statische Einstellung der
Zündung
 9) Prüflampe zwischen Plus an Zündspule und
Masse des Unterbrecherkontaktes
anschliessen
 10) Zündung einschalten
 11) Motor in Drehrichtung drehen, bis
Prüflampe aufleuchtet (hierzu am besten
4.Gang einlegen und Wagen in Fahrtrichtung
schieben, um jegliches Spiel im Verteilerantrieb auszugleichen)
Statische Einstellung der
Zündung
 12) Stellung der Zündmarken an der
Riemenscheibe kontrollieren
 13) Anschliessend den Zündzeitpunkt
wenn möglich dynamisch (mit einer
Stroboskoplampe) überprüfen
Dynamische Einstellung
der Zündung
 1) Vorgehensweise ist zunächst dieselbe,
wie bei der statischen Einstellung, d.h.
Grundeinstellung vornehmen, damit der
Motor startet.
 2) Schlauch der Unterdruckdose
abziehen.
 3) Stroboskoplampe anschliessen
Dynamische Einstellung
der Zündung
 4) Auf rotierende Teile achten!
 5) Vorgeschriebene Drehzahl laut
Herstellerangaben einhalten.
 6) Stroboskoplampe auf Zündmarkierungen der Riemenscheibe halten
 7) Verteilergehäuse leicht verdrehen, bis
die Markierungen an der Riemenscheibe
den korrekten Winkel anzeigen