Ohne die Zündkerzen würde der Ottomotor, also ein herkömmlicher Benziner, nicht funktionieren. Die wichtigen Komponenten sorgen dafür, dass sich das Kraftstoff-Luftgemisch im Brennraum entzündet und der Motor läuft. Allerdings gehören die Zündkerzen zu den Verschleißteilen am Auto, die regelmäßig zu wechseln sind. Wie sind die Zündkerzen aufgebaut, welche Unterschiede gibt es und wie lässt sich ein Defekt erkennen? Wir klären auf.
Welche Aufgabe hat die Zündkerze?
Die Zündkerze im Ottomotor, also dem klassischen Benzinmotor, ist notwendig, um das Kraftstoff-Luftgemisch in den Brennräumen zu entzünden. Ein kleiner Zündfunke, der an den Elektroden der Zündkerze entsteht, bringt das Gemisch zur Explosion. Dadurch wird der Kolben im Zylinder nach unten gedrückt, sodass die Energie über die Pleuelstange auf die Kurbelwelle übertragen wird, die sich dreht und das Auto antreibt. Ohne die Zündkerze würde das Gemisch nicht explodieren und der Ottomotor somit nicht funktionieren.
Ausnahme: Dieselmotoren haben keine Zündkerzen, sondern Glühkerzen, die allerdings nur für den Kaltstart erforderlich sind. Wenn der Motor läuft, wird das Kraftstoff-Luftgemisch so stark verdichtet, dass es auch ohne den Zündfunken zur Explosion kommt. Daher sind Dieselmotoren auch als Selbstzünder bekannt.
Wie sind moderne Zündkerzen aufgebaut?
Die meisten Zündkerzen, die für den Betrieb moderner Ottomotoren notwendig sind, ähneln sich in Hinblick auf den Aufbau und die Funktion. Am unteren Ende der Zündkerzen sind die beiden Elektroden, also Masse- und Mittelelektrode, zu finden, die durch einen Isolator aus Keramik vom oberen Teil abgeschirmt sind. Das Gewinde ist notwendig, um die Zündkerzen in den Zylinderkopf einzuschrauben und somit für einen festen Halt sowie eine dichte Verbindung zu sorgen. Am oberen Ende der Zündkerze wird der Kerzenstecker befestigt, der den Impuls für den erforderlichen Zündfunken überträgt.
Wie funktioniert das? Die Zündspule erzeugt den elektrischen Impuls (Hochspannung!) und leitet die Energie über das Zündkabel in die Kerze. Am unteren Ende springt der Impuls vom Kopf der Mittelelektrode auf die Masseelektrode über, sodass der Zündfunke entsteht. Nach diesem Prinzip arbeiten alle Zündkerzen und doch gibt es wesentliche Unterschiede zwischen den verschiedenen Modellen.
Wie unterscheiden sich die Zündkerzen?
Die Verbindung zwischen den Zündkerzen und dem Zylinderkopf muss absolut dicht sein, damit keine Luft entweichen und der erforderliche Druck im Brennraum aufgebaut werden kann. Moderne Zündkerzen besitzen daher meist einen Dichtring, während die Dichtung bei älteren Modellen über den konischen Sitz erreicht wird. Zudem unterscheiden sich die Zündkerzen in Hinblick auf die Steigung des Zündkerzengewindes, dem Gewindedurchmesser oder auch der Länge. Weiterhin kann die Anzahl der Elektroden variieren.
Eine wichtige Eigenschaft der Zündkerzen ist der sogenannte Wärmewert. Er gibt die maximale Temperaturbelastbarkeit der Zündkerze an. Je höher der Wärmewert, desto größer ist die Fähigkeit der Zündkerze, die produzierte Wärme an den Zylinderkopf abzugeben. Das ist wichtig, denn Turbomotoren arbeiten in der Regel mit höheren Temperaturen als Saugmotoren, sodass die falschen Zündkerzen überhitzen und Schaden nehmen. Allerdings dürfen die Temperaturen auch nicht zu niedrig sein, damit Ablagerungen bei Temperaturen um rund 400 Grad Celsius verbrennen können und die Zündkerze sauber bleibt.
Zu den weiteren Unterschieden gehört der Elektrodenabstand, also die Größe des Spalts zwischen Mittel- und Masseelektrode. Bei älteren Fahrzeugen betrug dieser Abstand zwischen 0,3 und 0,7 Millimetern. Die Spannung war damals nicht so groß, um größere Abstände zu ermöglichen. Heutzutage ist das anders, sodass der Elektrodenabstand auf bis zu zwei Millimeter angewachsen ist. Durch diesen Vorteil verlängert sich auch der Zündfunke, was eine bessere und vor allem effizientere Zündung des Kraftstoff-Luftgemischs ermöglicht.
Auch in Hinblick auf den Elektrodenwerkstoff können sich die Zündkerzen unterscheiden. Oftmals werden Eisen-Nickel-Chrom-Legierungen verwendet, aber auch Edelmetalle kommen bei der Herstellung zum Einsatz. Denkbar ist die Verwendung von Iridium, Platin oder Silber. Daraus ergibt sich die Temperaturbeständigkeit und die Lebensdauer. Diese Eigenschaften haben also Auswirkungen auf die Wechselintervalle.
Wann sind Zündkerzen zu wechseln?
Das Wechselintervall kann von Hersteller zu Hersteller variieren. In der Regel sind die Zündkerzen nach spätestens 60.000 Kilometern zu wechseln, wobei mittlerweile auch langlebige Produkte für bis zu 100.000 Kilometer auf dem Markt sind. Im Handbuch des Fahrzeugs sind meist alle Serviceintervalle zu finden, darunter auch die Wechselintervalle der Zündkerzen. Ein Austausch ist auch abseits der Intervalle erforderlich, wenn Defekte vorliegen, welche die Funktion beeinträchtigen.
Wie lassen sich defekte Zündkerzen erkennen?
Defekte Zündkerzen lassen sich in erster Linie durch einen unruhigen Motorlauf sowie einen spürbaren Leistungsverlust erkennen. Wenn die Funktion nicht mehr garantiert ist, dann kommt es zu Zündaussetzern oder dem kompletten Ausfall eines Zylinders. In jedem Fall ist schnell zu handeln, denn unverbrannter Kraftstoff gelangt in den Katalysator, der schon nach kurzer Zeit Schaden nimmt. Daher ist auf den untypischen Geruch von Kraftstoff sowie einen erhöhten Verbrauch zu achten.
Der Blick auf die ausgebauten Zündkerzen zeigt deutlich, wenn ein Problem vorliegt. Denn oftmals sind es Verschmutzungen, also Ablagerungen und Verkrustungen, welche die Funktion der Zündkerzen stören. Betroffen sind vor allem Autofahrer, die häufig Kurzstrecken fahren. Der Motor kommt dabei nicht auf eine ausreichende Temperatur, sodass die Verschmutzungen nicht verbrennen, sondern sich an der Zündkerze anlagern, bis es eines Tages zum Ausfall kommt.
Was kostet ein Zündkerzenwechsel?
Der Zündkerzenwechsel ist nicht teuer und aufwendig, kann in der Werkstatt jedoch Kosten bis zu 300 Euro verursachen. Dabei ist vor allem entscheidend, wie viele und welche Zündkerzen erforderlich sind. Sofern es sich nicht um ein Auto mit Doppelzündung handelt, wird für den Wechsel je eine Zündkerze pro Zylinder benötigt.
Im Normalfall kostet eine handelsübliche Zündkerze zwischen zwei und 20 Euro. Bei leistungsstarken Motoren, die eine besonders hohe Hitze entwickeln, ist der Einsatz von Hochleistungszündkerzen notwendig, die etwas teurer sind. Dazu kommt der Arbeitsaufwand, der jedoch selten mehr als eine Stunde erfordert.
Lassen sich die Zündkerzen auch selbst tauschen?
Für erfahrene Schrauber ist der Wechsel der Zündkerzen auch in Eigenregie möglich. Es ist darauf zu achten, die richtigen Zündkerzen zu verwenden und das notwendige Werkzeug, wie zum Beispiel eine Ratsche mit Verlängerung und Zündkerzennuss oder den Drehmomentschlüssel, parat zu haben. Beim Zündkerzenwechsel gibt es einige Fehlerquellen, die Folgeschäden oder Verletzungen verursachen können. Daher ist es ratsam, beim ersten Austausch eine kompetente Unterstützung zu suchen. Dann ist es möglich, dass der Wechsel der Zündkerzen problemlos abläuft.
