Die Aufgabe der Zündanlage ist es, einen Funken zu erzeugen, der das Kraftstoff-Luft-Gemisch im Zylinder eines Motors entzündet. Sie muss dies genau zum richtigen Zeitpunkt tun, und zwar bis zu mehreren tausend Mal pro Minute für jeden Zylinder des Motors. Wenn der Zündzeitpunkt um einen kleinen Sekundenbruchteil daneben liegt, läuft der Motor schlecht oder gar nicht.

Die Zündanlage sendet eine extrem hohe Spannung an die Zündkerze in jedem Zylinder, wenn sich der Kolben am oberen Ende seines Kompressionshubs befindet. An der Spitze jeder Zündkerze befindet sich ein Spalt, den die Spannung überbrücken muss, um den Boden zu erreichen. Dort entsteht der Funke.

Die Spannung, die der Zündkerze zur Verfügung steht, liegt zwischen 20.000 Volt und 50.000 Volt oder mehr. Die Aufgabe der Zündanlage ist es, diese Hochspannung aus einer 12-Volt-Quelle zu erzeugen und sie in einer bestimmten Reihenfolge und genau zum richtigen Zeitpunkt zu den einzelnen Zylindern zu leiten.

Sehen wir uns an, wie das gemacht wird.

Die Zündanlage hat zwei Aufgaben zu erfüllen. Erstens muss sie eine Spannung erzeugen, die hoch genug ist (20.000+), um einen Lichtbogen über den Spalt einer Zündkerze zu schlagen und so einen Funken zu erzeugen, der stark genug ist, um das Luft-Kraftstoff-Gemisch für die Verbrennung zu entzünden. Zweitens muss sie den Zeitpunkt dieses Funkens so steuern, dass er genau zum richtigen Zeitpunkt auftritt und in den richtigen Zylinder gelangt.

Das Zündsystem ist in zwei Abschnitte unterteilt, den Primärstromkreis und den Sekundärstromkreis. Der Niederspannungs-Primärstromkreis arbeitet mit Batteriespannung (12 bis 14,5 Volt) und ist dafür verantwortlich, das Signal zu erzeugen, um die Zündkerze zum richtigen Zeitpunkt zu zünden und dieses Signal an die Zündspule zu senden. Die Zündspule ist das Bauteil, das das 12-Volt-Signal in die hohe 20.000-Volt-Ladung umwandelt. Sobald die Spannung erhöht ist, wird sie an den Sekundärkreislauf weitergeleitet, der dann die Ladung zum richtigen Zeitpunkt an die richtige Zündkerze leitet.

Die Grundlagen
Bevor wir mit dieser Diskussion beginnen, sollten wir ein wenig über Elektrizität im Allgemeinen sprechen. Ich weiß, dass es sich dabei um grundlegende Dinge handelt, aber es gab eine Zeit, in der man das nicht wusste, und es gibt Leute, die die Grundlagen kennen müssen, damit sie das Folgende verstehen können.

Alle Autos arbeiten mit Gleichstrom. Das bedeutet, dass der Strom in eine Richtung fließt, vom Pluspol der Batterie zum Minuspol der Batterie. Beim Auto ist der Minuspol der Batterie über ein dickes Kabel direkt mit der Karosserie und dem Motorblock des Fahrzeugs verbunden. Die Karosserie und alle Metallteile, die mit ihr in Berührung kommen, werden als Masse bezeichnet. Das bedeutet, dass ein Stromkreis, der Strom zur negativen Seite der Batterie zurückleiten muss, an jedes beliebige Metallteil der Fahrzeugkarosserie oder des Motorblocks angeschlossen werden kann.

Ein gutes Beispiel, um zu sehen, wie dies funktioniert, ist der Scheinwerferstromkreis. Der Scheinwerferstromkreis besteht aus einem Kabel, das vom Pluspol der Batterie zum Scheinwerferschalter führt. Ein weiteres Kabel führt vom Scheinwerferschalter zu einer der beiden Klemmen der Scheinwerferbirne. Ein drittes Kabel schließlich führt von einer zweiten Klemme der Glühbirne zur Metallkarosserie des Fahrzeugs. Wenn Sie die Scheinwerfer einschalten, verbinden Sie das Kabel von der Batterie mit dem Kabel zu den Scheinwerfern, so dass der Batteriestrom direkt zu den Scheinwerferbirnen fließt. Der Strom fließt durch die Glühfäden im Inneren der Glühbirne und dann über das andere Kabel zum Metallgehäuse. Von dort fließt der Strom zurück zum Minuspol der Batterie, wodurch der Stromkreis geschlossen wird. Sobald der Strom durch diesen Stromkreis fließt, wird der Glühfaden im Inneren des Scheinwerfers heiß und leuchtet hell. Es werde Licht.

Nun zurück zur Zündanlage. Das Grundprinzip der elektrischen Funkenzündung hat sich seit über 75 Jahren nicht verändert. Was sich geändert hat, ist die Art und Weise, wie der Funke erzeugt wird und wie er verteilt wird.

Gegenwärtig gibt es drei verschiedene Arten von Zündsystemen: Das mechanische Zündsystem wurde vor 1975 verwendet. Sie war mechanisch und elektrisch und verwendete keine Elektronik. Wenn man diese frühen Systeme versteht, ist es einfacher, die neuen elektronischen und computergesteuerten Zündsysteme zu verstehen, also überspringt sie nicht. Die elektronische Zündung hielt Anfang der 70er Jahre Einzug in die Serienfahrzeuge und wurde populär, als mit dem Aufkommen der Emissionskontrollen eine bessere Kontrolle und höhere Zuverlässigkeit wichtig wurden. Mitte der 80er Jahre wurde schließlich das verteilerlose Zündsystem verfügbar. Dieses System war stets computergesteuert und enthielt keine beweglichen Teile, so dass die Zuverlässigkeit erheblich verbessert wurde. Die meisten dieser Systeme erforderten keine Wartung außer dem Austausch der Zündkerzen in Intervallen von 60.000 bis über 100.000 Meilen.

Lassen Sie uns einen detaillierten Blick auf jedes System werfen und sehen, wie sie funktionieren.

Das mechanische Zündsystem (von den Anfängen des Automobils bis 1974)

Der Verteiler ist das Nervenzentrum des mechanischen Zündsystems und hat zwei Aufgaben zu erfüllen. Erstens ist er für die Auslösung der Zündspule verantwortlich, um genau in dem Moment einen Funken zu erzeugen, in dem er benötigt wird (was davon abhängt, wie schnell sich der Motor dreht und wie stark er belastet ist). Zweitens ist der Verteiler dafür verantwortlich, diesen Funken in den richtigen Zylinder zu leiten (deshalb heißt er auch Verteiler).

Der Stromkreis, der das Zündsystem versorgt, ist einfach und geradlinig. (siehe oben) Wenn du den Schlüssel in das Zündschloss steckst und den Schlüssel in die Stellung „Run“ drehst, schickst du Strom von der Batterie durch ein Kabel direkt zur positiven (+) Seite der Zündspule. Im Inneren der Spule befindet sich eine Reihe von Kupferwicklungen, die sich über hundert Mal um die Spule wickeln, bevor sie an der negativen (-) Seite der Spule wieder austreten. Von dort aus führt ein Draht diesen Strom zum Verteiler und ist mit einem speziellen Ein/Aus-Schalter, den sogenannten Weichen, verbunden. Wenn die Weichen geschlossen sind, fließt dieser Strom direkt zur Masse. Wenn der Strom vom Zündschalter durch die Wicklungen in der Spule und dann zur Erde fließt, baut er ein starkes Magnetfeld in der Spule auf.

Die Weichen bestehen aus einem festen Kontaktpunkt, der an einer Platte im Verteiler befestigt ist, und einem beweglichen Kontaktpunkt, der am Ende eines federbelasteten Arms angebracht ist. Der bewegliche Kontaktpunkt sitzt auf einem Nocken mit 4, 6 oder 8 Nocken (je nach Anzahl der Zylinder im Motor), der auf einer rotierenden Welle im Verteiler montiert ist. Diese Verteilernocke dreht sich im Takt des Motors, wobei sie bei jeweils zwei Umdrehungen des Motors eine vollständige Umdrehung macht. Während sie sich dreht, schiebt die Nocke die Weichen auf und zu. Jedes Mal, wenn die Weichen geöffnet werden, wird der Stromfluss durch die Spule unterbrochen, wodurch das Magnetfeld zusammenbricht und ein hoher Spannungsstoß durch die Sekundärwicklungen der Spule freigesetzt wird. Dieser Spannungsstoß geht oben aus der Spule heraus und durch den hochgespannten Spulendraht.

Jetzt haben wir die Spannung, die notwendig ist, um die Zündkerze zu zünden, aber wir müssen sie noch zum richtigen Zylinder bringen. Der Spulendraht führt von der Spule direkt zur Mitte der Verteilerkappe. Unter der Kappe befindet sich ein Rotor, der oben auf der rotierenden Welle montiert ist. Der Rotor hat einen Metallstreifen auf der Oberseite, der in ständigem Kontakt mit dem mittleren Anschluss der Verteilerkappe steht. Er empfängt den Hochspannungsstoß vom Spulendraht und leitet ihn an das andere Ende des Rotors weiter, der sich an jedem Zündkerzenanschluss in der Kappe vorbei dreht. Während sich der Rotor auf der Welle dreht, sendet er die Spannung an das richtige Zündkerzenkabel, das sie wiederum an die Zündkerze weiterleitet. Die Spannung tritt am oberen Anschluss der Zündkerze ein und wandert den Kern hinunter, bis sie die Spitze erreicht. Sie springt dann über den Spalt an der Spitze der Zündkerze und erzeugt einen Funken, der geeignet ist, das Kraftstoff-Luft-Gemisch in diesem Zylinder zu zünden.

Die Beschreibung, die ich gerade gegeben habe, ist die vereinfachte Version, sollte aber hilfreich sein, um den Prozess zu visualisieren, aber wir haben ein paar Dinge ausgelassen, die diese Art von Zündsystem ausmachen. Wir haben zum Beispiel nicht über den Kondensator gesprochen, der mit den Punkten verbunden ist, und auch nicht über das System zur Vorverstellung des Timings. Schauen wir uns jeden Abschnitt genauer an.

Der Zündschalter
Es gibt zwei separate Stromkreise, die vom Zündschalter zur Spule führen. Der eine Stromkreis läuft durch einen Widerstand, um die Spannung um etwa 15 % zu reduzieren, um die Weichen vor vorzeitigem Verschleiß zu schützen. Der andere Stromkreis schickt die volle Batteriespannung an die Spule. Dieser Stromkreis wird nur beim Anlassen des Motors verwendet. Da der Anlasser eine beträchtliche Strommenge benötigt, um den Motor zu starten, wird zusätzliche Spannung benötigt, um die Spule zu versorgen. Wenn also der Schlüssel in die federbelastete Startposition gedreht wird, wird die volle Batteriespannung verwendet. Sobald der Motor läuft, dreht der Fahrer den Schlüssel in die Startposition, wodurch Strom durch den Vorwiderstand zur Spule geleitet wird.

Bei einigen Fahrzeugen ist der Vorwiderstand an der Spritzwand angebracht und kann bei einem Ausfall leicht ausgetauscht werden. Bei anderen Fahrzeugen, vor allem bei Fahrzeugen von GM, ist der Vorwiderstand ein spezieller Widerstandsdraht, der im Kabelbaum mit anderen Drähten gebündelt ist, wodurch er schwieriger zu ersetzen, aber auch haltbarer ist.

Der Verteiler
Wenn Sie die Verteilerkappe von der Oberseite des Verteilers entfernen, sehen Sie die Punkte und den Kondensator. Der Kondensator ist ein einfacher Kondensator, der eine kleine Menge Strom speichern kann. Wenn sich die Weichen zu öffnen beginnen, sucht der durch die Weichen fließende Strom einen alternativen Weg zur Masse. Wäre der Kondensator nicht vorhanden, würde er versuchen, beim Öffnen der Weiche über den Spalt zu springen. Würde man dies zulassen, würden die Weichen schnell durchbrennen und Sie würden ein starkes Rauschen im Autoradio hören. Um dies zu verhindern, wirkt der Kondensator wie ein Pfad zur Masse. In Wirklichkeit ist er das nicht, aber wenn der Kondensator gesättigt ist, sind die Punkte zu weit auseinander, als dass die geringe Spannung über den breiten Punktabstand springen könnte. Da die Lichtbogenbildung über die offenen Punkte eliminiert wird, halten die Punkte länger und es gibt keine statischen Störungen im Radio durch Lichtbogenbildung.

Die Punkte müssen regelmäßig eingestellt werden, damit der Motor mit höchster Effizienz läuft. Das liegt daran, dass es einen Reibblock an den Weichen gibt, der mit der Nocke in Kontakt ist, und dieser Reibblock nutzt sich mit der Zeit ab und verändert den Weichenabstand. Es gibt zwei Möglichkeiten, wie die Weichen gemessen werden können, um festzustellen, ob sie eingestellt werden müssen. Zum einen kann der Abstand zwischen den offenen Punkten gemessen werden, wenn der Reibklotz auf dem höchsten Punkt der Nocke liegt. Die andere Möglichkeit ist die elektrische Messung der Verweilzeit. Die Verweilzeit ist der Betrag in Grad der Nockendrehung, den die Punkte geschlossen bleiben.

Bei einigen Fahrzeugen werden die Punkte bei ausgeschaltetem Motor und abgenommener Verteilerkappe eingestellt. Ein Mechaniker löst den festen Punkt und verschiebt ihn leicht, dann zieht er ihn in der richtigen Position wieder fest und misst den Abstand mit einer Fühlerlehre. Bei anderen Fahrzeugen, vor allem bei GM-Fahrzeugen, gibt es ein Fenster im Verteiler, in das ein Mechaniker ein Werkzeug einführen und die Punkte mit einem Verweilzeitmesser einstellen kann, während der Motor läuft. Das Messen der Verweilzeit ist viel genauer als das Einstellen der Punkte mit einer Fühlerlehre.

Die Punkte haben eine Lebenserwartung von etwa 10.000 Meilen, dann müssen sie ausgetauscht werden. Dies geschieht bei einer routinemäßigen Hauptüberholung. Dabei werden Punkte, Kondensator und Zündkerzen ausgetauscht, die Steuerzeiten eingestellt und der Vergaser justiert. In einigen Fällen, um den Motor effizient laufen zu lassen, wird alle 5.000 Meilen ein kleineres Tuning durchgeführt, um die Weichen zu justieren und die Steuerzeiten neu einzustellen.

Zündspule
Die Zündspule ist nichts anderes als ein elektrischer Transformator. Sie enthält sowohl Primär- als auch Sekundärwicklungskreise. Die Primärwicklung der Spule enthält 100 bis 150 Windungen aus schwerem Kupferdraht. Dieser Draht muss isoliert sein, damit die Spannung nicht von Windung zu Windung springt und einen Kurzschluss verursacht. In diesem Fall könnte das erforderliche primäre Magnetfeld nicht erzeugt werden. Der Draht des Primärkreises wird über den Pluspol in die Spule eingeführt, um die Primärwicklungen gewickelt und dann über den Minuspol wieder herausgeführt.

Der Sekundärwicklungskreis der Spule enthält 15.000 bis 30.000 Windungen aus feinem Kupferdraht, die ebenfalls voneinander isoliert sein müssen. Die Sekundärwicklungen sitzen innerhalb der Schleifen der Primärwicklungen. Um das Magnetfeld der Spule weiter zu verstärken, sind die Wicklungen um einen Weicheisenkern gewickelt. Um der Hitze des Stromflusses standzuhalten, ist die Spule mit Öl gefüllt, das dazu beiträgt, sie kühl zu halten.

Die Zündspule ist das Herzstück der Zündanlage. Wenn Strom durch die Spule fließt, baut sich ein starkes Magnetfeld auf. Wenn der Strom abgeschaltet wird, wird durch den Zusammenbruch dieses Magnetfeldes in den Sekundärwicklungen eine hohe Spannung induziert, die über den großen mittleren Anschluss abgegeben wird. Diese Spannung wird dann über den Verteiler zu den Zündkerzen geleitet.

Zündzeitpunkt
Der Zündzeitpunkt wird durch Lösen einer Feststellschraube und Drehen des Verteilerkörpers eingestellt. Da der Zündfunke genau in dem Moment ausgelöst wird, in dem sich die Zündkerzen zu öffnen beginnen, ändert sich durch das Drehen des Verteilerkörpers (auf dem die Zündkerzen montiert sind) das Verhältnis zwischen der Position der Zündkerzen und der Position der Verteilernocke, die sich auf der Welle befindet, die auf die Motordrehung abgestimmt ist.

Das Einstellen des Anfangs- oder Basiszeitpunkts ist zwar wichtig, aber damit ein Motor richtig läuft, muss sich der Zeitpunkt je nach Motordrehzahl und Belastung ändern. Wenn wir die Platte, auf der die Zündkerzen montiert sind, verschieben oder die Position der Verteilernocke im Verhältnis zum Zahnrad, das sie antreibt, verändern können, können wir die Steuerzeiten dynamisch an die Bedürfnisse des Motors anpassen.

Warum müssen wir die Steuerzeiten vorverlegen, wenn der Motor schneller läuft?
Wenn die Zündkerze im Brennraum zündet, entzündet sie das Kraftstoff-Luft-Gemisch, das sich an der Spitze der Zündkerze befindet. Der Kraftstoff, der die Spitze umgibt, wird durch die von der Zündkerze ausgelöste Verbrennung entzündet, nicht durch den Funken selbst. Diese Flammenfront breitet sich mit einer bestimmten Geschwindigkeit weiter aus, die unabhängig von der Motordrehzahl immer gleich bleibt. Sie beginnt erst dann, den Kolben nach unten zu drücken, wenn sie den Verbrennungsraum ausfüllt und keinen anderen Ausweg mehr sieht. Um die erzeugte Leistung zu maximieren, muss die Zündkerze zünden, bevor der Kolben den oberen Teil des Zylinders erreicht, damit der brennende Kraftstoff den Kolben nach unten drücken kann, sobald er den oberen Teil seines Weges erreicht hat. Je schneller der Motor dreht, desto früher müssen wir die Zündkerze zünden, um die maximale Leistung zu erzeugen.

Es gibt zwei Mechanismen, mit denen die Steuerzeiten verändert werden können: Fliehkraftvorverstellung und Unterdruckvorverstellung.

Die Fliehkraftvorverstellung verändert die Steuerzeiten in Abhängigkeit von der Motordrehzahl (RPM). Sie verwendet ein Paar Gewichte, die mit der sich drehenden Verteilerwelle verbunden sind. Diese Gewichte sind auf einer Seite am unteren Teil der Welle angelenkt und über ein Gestänge mit der oberen Welle verbunden, auf der sich die Verteilernocke befindet. Die Gewichte werden durch ein Paar Federn dicht an der Welle gehalten. Wenn sich die Welle schneller dreht, werden die Gewichte durch die Zentrifugalkraft gegen den Federdruck herausgezogen. Je schneller sich die Welle dreht, desto stärker werden die Gewichte herausgezogen. Wenn sich die Gewichte herausbewegen, ändert sich die Ausrichtung zwischen der unteren und der oberen Welle, was zu einer Vorverlegung des Zündzeitpunkts führt.

Die Unterdruckverstellung funktioniert, indem sie die Position der Zündkerzen im Verhältnis zum Verteilerkörper ändert. Ein Motor erzeugt Unterdruck, während er mit geschlossener Drosselklappe läuft. Mit anderen Worten: Der Fuß ist vom Gaspedal genommen. In dieser Konfiguration befindet sich nur sehr wenig Kraftstoff und Luft in der Verbrennungskammer.

Die Unterdruckverstellung verwendet eine Unterdruckmembran, die mit einem Verbindungsglied verbunden ist, das die Platte, auf der die Weichen montiert sind, bewegen kann. Indem der Unterdruck des Motors an die Unterdruckmembran geleitet wird, wird der Zündzeitpunkt vorverlegt. Bei älteren Fahrzeugen wird der Unterdruck über den Anschlussunterdruck genutzt, der sich direkt über der Drosselklappe befindet. Bei dieser Anordnung liegt bei geschlossener Drosselklappe kein Unterdruck an der Unterdruckverstellmembran an. Wenn die Drosselklappe geöffnet wird, wird der Unterdruck an die Unterdruckverstellung weitergeleitet, wodurch die Steuerzeiten vorverlegt werden.

Bei frühen Fahrzeugen mit Abgasnormen wurde der Unterdruck am Unterdruckversteller im Leerlauf genutzt, um eine längere Verbrennungszeit für die mageren Kraftstoffgemische dieser Motoren zu erreichen. Wenn die Drosselklappe geöffnet wurde, verringerte sich der Unterdruck, was zu einer leichten Verzögerung der Steuerzeiten führte. Dies war notwendig, weil dem Gemisch beim Öffnen der Drosselklappe mehr Kraftstoff zugeführt wurde, wodurch die Notwendigkeit einer übermäßigen Vorverstellung verringert wurde. Viele dieser frühen abgasgeschützten Fahrzeuge hatten eine Unterdruckverstellung mit elektrischen Komponenten, die in die Verstelleinheit eingebaut waren, um die Steuerzeiten unter bestimmten Bedingungen zu ändern.

Beide Systeme, Unterdruck- und Zentrifugalverstellung, arbeiteten zusammen, um die maximale Effizienz aus dem Motor zu holen. Wenn eines der beiden Systeme nicht richtig funktionierte, litten sowohl die Leistung als auch der Kraftstoffverbrauch. Sobald Computersteuerungen in der Lage waren, die Steuerzeiten des Motors direkt zu kontrollieren, waren Unterdruck- und Zentrifugalverstellung nicht mehr notwendig und wurden eliminiert.

Zündkabel
Diese Kabel sind für 20.000 bis mehr als 50.000 Volt ausgelegt, genug Spannung, um Sie quer durch den Raum zu schleudern, wenn Sie ihr ausgesetzt werden. Die Aufgabe der Zündkerzenkabel besteht darin, diese enorme Spannung zur Zündkerze zu leiten, ohne dass sie ausläuft. Zündkerzenkabel müssen sowohl die Hitze eines laufenden Motors als auch die extremen Wetterbedingungen aushalten. Um ihre Aufgabe zu erfüllen, sind Zündkerzenkabel ziemlich dick, wobei der größte Teil dieser Dicke auf die Isolierung entfällt und ein sehr dünner Leiter in der Mitte verläuft. Irgendwann wird die Isolierung den Elementen und der Hitze des Motors ausgesetzt und beginnt zu verhärten, zu reißen, auszutrocknen oder anderweitig kaputt zu gehen. Wenn das passiert, können sie die notwendige Spannung nicht mehr an die Zündkerze liefern und es kommt zu Fehlzündungen. Das ist gemeint, wenn der Motor nicht auf allen Zylindern läuft“. Um dieses Problem zu beheben, müssen die Zündkerzendrähte ausgetauscht werden.

Die Zündkerzendrähte werden sehr sorgfältig um den Motor herum verlegt. Oft werden Kunststoffklammern verwendet, um die Drähte voneinander zu trennen, damit sie sich nicht berühren. Das ist nicht immer notwendig, vor allem, wenn die Drähte neu sind, aber mit zunehmendem Alter können sie undicht werden und sich an feuchten Tagen überkreuzen, was zu Startschwierigkeiten oder einem rauhen Motorlauf führt.

Die Zündkerzendrähte werden in einer ganz bestimmten Reihenfolge von der Verteilerkappe zu den Zündkerzen geführt. Dies wird als „Zündfolge“ bezeichnet und ist Teil der Motorkonstruktion. Jede Zündkerze darf erst am Ende des Verdichtungshubs zünden. Jeder Zylinder hat zu einem anderen Zeitpunkt einen Verdichtungshub, deshalb ist es wichtig, dass die einzelnen Zündkerzenkabel zum richtigen Zylinder geführt werden.

Ein gängiger V8-Motor hat zum Beispiel die Zündfolge 1, 8, 4, 3, 6, 5, 7, 2. Die Zylinder sind von vorne nach hinten nummeriert, wobei sich Zylinder Nr. 1 vorne links im Motor befindet. Die Zylinder auf der linken Seite des Motors sind also mit 1, 3, 5, 7 nummeriert, während die rechte Seite mit 2, 4, 6, 8 nummeriert ist. Bei einigen Motoren ist die rechte Zylinderreihe 1, 2, 3, 4, während die linke Reihe 5, 6, 7, 8 ist. In einem Reparaturhandbuch finden Sie die korrekte Zündfolge und Zylinderanordnung für einen bestimmten Motor.

Als nächstes müssen wir wissen, in welche Richtung sich der Verteiler dreht, im oder gegen den Uhrzeigersinn, und an welchem Anschluss der Verteilerkappe sich der Zylinder Nr. 1 befindet. Sobald wir diese Informationen haben, können wir mit dem Verlegen der Zündkerzenkabel beginnen.

Wenn die Kabel falsch verlegt werden, kann der Motor nach hinten losgehen oder zumindest nicht auf allen Zylindern laufen. Es ist sehr wichtig, dass die Drähte richtig installiert werden.

Zündkerzen
Die einzige Daseinsberechtigung der Zündanlage ist die Wartung der Zündkerze. Sie muss genügend Spannung bereitstellen, um den Spalt an der Spitze der Zündkerze zu überbrücken, und zwar genau zum richtigen Zeitpunkt, zuverlässig in der Größenordnung von Tausenden von Malen pro Minute für jede Zündkerze im Motor.

Die moderne Zündkerze ist so ausgelegt, dass sie viele Tausende von Kilometern hält, bevor sie ausgetauscht werden muss. Diese elektrischen Wunderwerke gibt es in vielen Konfigurationen und Wärmebereichen, um in einem bestimmten Motor richtig zu funktionieren.

Der Wärmebereich einer Zündkerze bestimmt, ob sie heiß genug ist, um alle Rückstände, die sich an der Spitze ansammeln, abzubrennen, aber nicht so heiß, dass sie eine Vorzündung im Motor verursacht. Eine Vorzündung entsteht, wenn eine Zündkerze so heiß ist, dass sie zu glühen beginnt und das Kraftstoff-Luft-Gemisch vorzeitig entzündet, bevor der Funke fällt. Die meisten Zündkerzen enthalten einen Widerstand, um Funkstörungen zu unterdrücken. Der Abstand einer Zündkerze ist ebenfalls wichtig und muss eingestellt werden, bevor die Zündkerze in den Motor eingebaut wird. Ist der Abstand zu groß, kann die Spannung nicht ausreichen, um den Abstand zu überbrücken, was zu Fehlzündungen führt. Ist der Abstand zu klein, kann der Funke nicht ausreichen, um ein mageres Kraftstoff-Luft-Gemisch zu zünden, was ebenfalls zu Fehlzündungen führt.

Das elektronische Zündsystem (von den 1970er Jahren bis heute)

In diesem Abschnitt werden die Hauptunterschiede zwischen den frühen Punktkondensator-Systemen & und den neueren elektronischen Systemen beschrieben. Wenn Sie mit der Funktionsweise einer Zündanlage im Allgemeinen nicht vertraut sind, empfehle ich Ihnen dringend, zuerst den vorherigen Abschnitt Die mechanische Zündanlage zu lesen.

Bei der elektronischen Zündanlage wurden die Punkte und der Kondensator durch Elektronik ersetzt. Bei diesen Systemen gab es mehrere Methoden, um die Punkte und den Kondensator zu ersetzen, um die Spule zum Zünden zu bringen. Bei einer Methode wurde ein Metallrad mit Zähnen verwendet, normalerweise eines für jeden Zylinder. Dies wird als Anker oder Reluktor bezeichnet. Eine magnetische Pickup-Spule erkennt, wenn ein Zahn überfahren wird, und sendet ein Signal an das Steuermodul, um die Spule zu zünden.

Andere Systeme verwendeten ein elektrisches Auge mit einem Verschlussrad, um der Elektronik zu signalisieren, dass es Zeit ist, die Spule zu zünden. Bei diesen Systemen muss der Zündzeitpunkt immer noch durch Drehen des Verteilergehäuses eingestellt werden.

Der Vorteil dieses Systems, abgesehen von der Tatsache, dass es wartungsfrei ist, besteht darin, dass das Steuermodul eine viel höhere Primärspannung verarbeiten kann als die mechanischen Weichen. Die Spannung kann sogar erhöht werden, bevor sie an die Spule weitergeleitet wird, so dass die Spule einen viel heißeren Funken erzeugen kann, in der Größenordnung von 50.000 Volt anstelle von 20.000 Volt, wie es bei den mechanischen Systemen üblich ist. Diese Systeme haben nur ein einziges Kabel vom Zündschalter zur Spule, da ein Vorwiderstand nicht mehr benötigt wird.

Bei einigen Fahrzeugen wurde dieses Steuermodul im Inneren des Verteilers montiert, wo früher die Weichen angebracht waren. Bei anderen Konstruktionen wurde das Steuermodul außerhalb des Verteilers montiert und über eine externe Verkabelung mit der Pickup-Spule verbunden. Bei vielen General-Motors-Motoren befand sich das Steuermodul im Verteiler und die Spule war oben auf dem Verteiler montiert, so dass ein einteiliges, einheitliches Zündsystem entstand. GM nannte es High Energy Ignition oder kurz HEI.

Die höhere Spannung, die diese Systeme lieferten, ermöglichte die Verwendung eines viel breiteren Spalts an den Zündkerzen für einen längeren, dickeren Funken. Dieser größere Funke erlaubte auch ein magereres Gemisch für eine bessere Kraftstoffersparnis und sorgte trotzdem für einen ruhigen Motorlauf.

Die frühen elektronischen Systeme hatten nur eine begrenzte oder gar keine Rechenleistung, so dass die Steuerzeiten immer noch manuell eingestellt werden mussten, und es gab immer noch eine Fliehkraft- und Unterdruckverstellung, die in den Verteiler eingebaut war.

Bei einigen der späteren Systeme ist das Innere des Verteilers leer, und die gesamte Auslösung erfolgt durch einen Sensor, der ein mit der Kurbel- oder Nockenwelle verbundenes Zahnrad überwacht. Diese Geräte werden Kurbelwellenpositionssensor oder Nockenwellenpositionssensor genannt. Bei diesen Systemen besteht die Aufgabe des Verteilers lediglich darin, den Zündfunken über die Verteilerkappe und den Rotor an den richtigen Zylinder zu leiten. Der Computer sorgt für den Zündzeitpunkt und eine eventuelle Vorverlegung des Zündzeitpunkts, die für den reibungslosen Betrieb des Motors erforderlich ist.

Das verteilerlose Zündsystem (von 1980 bis heute)

Neuere Automobile haben sich von einem mechanischen System (Verteiler) zu einem vollständig elektronischen System ohne bewegliche Teile entwickelt. Diese Systeme werden vollständig durch den Bordcomputer gesteuert. Anstelle des Verteilers gibt es mehrere Spulen, die jeweils eine oder zwei Zündkerzen versorgen. Ein typischer 6-Zylinder-Motor hat 3 Spulen, die zusammen in einem Spulenpaket“ montiert sind. An jeder Seite der einzelnen Spule kommt ein Zündkerzenkabel heraus, das zu der entsprechenden Zündkerze führt. Die Spule zündet beide Zündkerzen gleichzeitig. Eine Zündkerze zündet beim Verdichtungstakt und zündet das Kraftstoff-Luft-Gemisch, um Leistung zu erzeugen, während die andere Zündkerze beim Auspufftakt zündet und nichts tut. Bei einigen Fahrzeugen ist für jeden Zylinder eine eigene Spule direkt auf der Zündkerze montiert. Bei dieser Konstruktion entfallen die Hochspannungszündkerzenkabel vollständig, was die Zuverlässigkeit weiter erhöht. Die meisten dieser Systeme verwenden Zündkerzen, die für eine Lebensdauer von über 100.000 Meilen ausgelegt sind, was die Wartungskosten senkt.