Zündkerzen

Großbild: Aufbau einer Standard-Zündkerze (ohne Entstörwiderstand)

Standardtyp mit Stirn- oder Dachelektrode

früher gebräuchlichster Typ, gute Gemischzugänglichkeit, kleiner Zündspannungsbedarf

15000 - 20000 km

2-Massen-Seitenelektrode mit vorgezogener Funkenlage

gute Gemischzugänglichkeit, kleiner Zündspannungsbedarf, mit einer 1 Elektrode nicht mehr üblich

25000 – 40000 km

3-Massen-Seitenelektrode

wie 2-Massenelektrode

40000 – 60000 km

hohe Beständigkeit gegen Heißgaskorrosion,

sehr gute Gemischzugänglichkeit, sehr kleiner Zündspannungsbedarf

12 mm Gewinde

Anschluss 16 mm

10 mm Gewinde

Anschluss 16 mm

Gleitfunkenkerze

Drehzahlen > 12000 1/min

Iridiumspitze

 NGK

  Bosch

• bieten höchste Zündsicherheit,
• weniger Emissionen und
• noch höhere Lebensdauer als Platinkerzen

Beispiel: DaimlerChrysler - Wechsel: 90.000 -110.000 k

Die Super 4-Zündkerze von Bosch unterscheidet sich von herkömmlichen Zündkerzen durch vier symmetrisch angeordnete Masseelektroden, eine versilberte Mittelelektrode aus einer Chrom-Nickel-Legierung mit eingeschlossenem Kupferkern und einen bereits für die gesamte Nutzungsdauer eingestellten Elektrodenabstand.

(alle Angaben von Bosch)

Der Funke entzündet das Luft-Kraftstoff-Gemisch bei Zündkerzen mit vier Masseelektroden prinzipiell genauso wie bei jenen mit zwei Masseelektroden, d.h. entweder als Luft- oder als Luftgleitfunke. Bei den vier Masseelektroden der Super-4-Zündkerze ergeben sich dadurch acht mögliche Funkenstrecken (s.a. Gleitfunkenkerze). Welche dieser Funkenstrecken gewählt wird, ist normalerweise rein zufällig. Die Funken verteilen sich gleichmäßig um den Isolatorfuß. Ist der Isolatorfuß aber an einer Stelle verunreinigt (z.B. mit Ruß), so gleitet der Funke bevorzugt über diese Verunreinigung und springt von dort zur nächstliegenden Masseelektrode. In diesem Fall brennt der Funke gleichzeitig die Verunreinigung ab.

Funkenstrecke

Gleichmäßiger Elektrodenverschleiß 

Da die Wahrscheinlichkeit der Funkenausbreitung für alle Elektroden gleich ist, verteilt sich der Verschleiß der Masseelektroden gleichmäßig auf alle vier Elektroden. Der in der Glasschmelze realisierte ohmsche Widerstand verringert den Abbrand und trägt damit zu einer Verminderung des Elektrodenverschleißes bei. 

Zündkerzenwirkungsgrad

Durch die dünn ausgestalteten Masseelektroden der Super 4-Zündkerze wird dem Zündfunken weniger Energie entzogen, als dies bei herkömmlichen Zündkerzen der Fall ist. Der Zündkerzenwirkungsgrad steigt, denn dem Luft-Kraftstoff-Gemisch steht für jede Zündung eine bis zu 40% höhere Zündenergie zu Verfügung.

Wärmebereich

Die versilberte Mittelelektrode leitet die Wärme gut ab. Die Gefahr von Glühzündungen wegen Überhitzung wird dadurch geringer und der sichere Arbeitsbereich zu höheren Temperaturen erweitert. Durch die Gleitfunkenbildung erfolgt die Selbstreinigung auch bei niedrigen Temperaturen.
Die Super 4-Zündkerze deckt damit mindestens zwei Wärmewertbereiche von herkömmlichen Zündkerzen ab. Damit können mit relativ wenigen Zündkerzentypen viele Fahrzeuge (auch jene mit konventioneller Zündkerzentechnik) bei der Wartung nachgerüstet werden. 

Verbesserte Beschleunigung

Eine Gemischablagerung tritt im Fahrbetrieb vor allem bei starkem Beschleunigen auf. Die Super 4-Zündkerze von Bosch mit erhöhter Entflammungswahrscheinlichkeit verhindert mögliche Zündaussetzer und gewährleistet damit eine kontinuierliche Beschleunigung. Im Versuch ergab eine Beschleunigung von 30 auf 120 km/h im dritten bzw. im vierten Gang jeweils einen um 0,4 s verbesserten Wert. Die Beschleunigungsstrecke verkürzt sich damit um fünf Meter; die Sicherheit für Fahrer und Insassen beim Überholen wächst. 

Verhalten bei Kaltstarts

Wegen des verbesserten Niedertemperaturverhaltens und der Selbstreinigung sind bis zu dreimal mehr Kaltstarts möglich (Starten ohne den Motor warm zu fahren) als mit herkömmlichen Zündkerzen. 

Umwelt- und Katalysatorschutz

Das verbesserte Kaltstartverhalten und die größere Entflammungssicherheit auch in der Warmlaufphase senken den Anteil an unverbranntem Kraftstoff und mindern dadurch die HC-Emissionen. Dadurch wird außerdem die Lebensdauer des Katalysators verlängert. 

Entflammungswahrscheinlichkeit

Mit zunehmender Luftzahl (mageres Gemisch, l > 1) sinkt die Wahrscheinlichkeit, dass das Gemisch sicher entflammt werden kann). In Laborerprobungen wurde mit der Super 4-Zündkerze bis l = 1,55 eine sichere Entflammung des Gemischs gewährleistet, während bei Standard-Zündkerzen in diesem Bereich bereits mehr als die Hälfte aller Zündungen das Gemisch nicht mehr entflammt. 

Hauptproblem:

Leitende Rußablagerungen bewirken ein Abfließen der Zündspannung 

Abhilfe:

Der Rußbelag auf dem Isolatorfuß bewirkt, dass der Funke wegen der höheren Leitfähigkeit des Rußes zunächst über den Isolatorfuß oben gleitet. Der Luftspalt, der zu überwinden ist, ist kleiner. Der Gleitfunke reinigt die Isolatorfußspitze und anschließend arbeitet die Kerze wieder wie eine normale Luftfunkenkerze.

Temperaturverhalten von Zündkerzen, mit verschiedener Wärmewertkennzahl

Zündkerze mit hoher Wärmewertkennzahl ("heiße Zündkerze"). Große Isolatorfußfläche  nimmt viel Wärme auf. Wärmeableitung gering. 

hellgrau, grauweiß oder rehbraun

durch thermische Überhitzung

infolge von Glühzündungen,

defekten Ventilen,

falscher Kraftstoffqualität,

mangelnder Kühlung oder Schmierung,

falscher Wärmewert,

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