Wie Zündkerzen funktionieren

Zündkerzen sind eines der wenigen Dinge, die ein Amateurmechaniker ohne große Probleme reparieren kann. Siehe Bilder von Automotoren. Jonathan Ferrey / Getty Images

Da Motoren und ihre Elektronik immer komplexer werden, ist eines der wenigen Dinge, die Hobbyisten und Autoenthusiasten, die ein wenig Fett unter den Fingernägeln mögen, übrig bleiben, die Fähigkeit, ihre zu ändern Zündkerzen. Obwohl fast jede andere Autoreparatur einen Codeleser und einen Hochschulabschluss zur Diagnose und Reparatur benötigt, bleiben Zündkerzen zugänglich und leicht verständlich.

Die erste zuverlässige Zündkerze wurde 1903 von Oliver Lodge erfunden. Sie sind auch treffend benannt; Zündkerzen sind einfach isolierte Zündkerzen, die in einen Verbrennungsmotor eingeschraubt werden Zylinderkopf um den Funken abzugeben, der das Gemisch aus Luft und Kraftstoff in der Brennkammer entzündet. Zündkerzen übertragen auch Wärme von der Brennkammer weg.

Grundsätzlich passiert Folgendes: Die Zündkerze sitzt oben am Zylinderkopf. Der Kolben fährt zuerst den Zylinder hinunter und saugt ein Gemisch aus Kraftstoff und Luft an. Der Kolben fährt dann wieder in Richtung Zündkerze und komprimiert das Gemisch. In der allerletzten Sekunde, wenn der Kolben seine volle Reichweite erreicht hat oder oberer Totpunkt (OT) entzündet die Zündkerze und entzündet das Gemisch. Der Kolben wird zurückgedrückt, um Energie für das Fahrzeug zu erzeugen, und dann wieder nach oben gedrückt, um den Auspuff zu entfernen. An diesem Punkt beginnt der Prozess von vorne.

Ein Vierzylinderauto hat vier Zündkerzen; Ein Sechszylinder hat sechs und so weiter (obwohl ein HEMI-Motor zwei Stecker pro Zylinder hat). Nachdem wir die Grundlagen verstanden haben, lassen Sie uns über die Arten von Zündkerzen in den Regalen Ihres örtlichen Teileladens sprechen.

Inhalt

1. Grundlagen der Zündkerze
2. Zündkerzenteile: Die Tour von oben nach unten
3. Zündkerzen austauschen: Ein Überblick
4. Fehlerbehebung bei Zündkerzen

Es scheint ziemlich offensichtlich, dass eine Zündkerze den Funken liefert, der den Kraftstoff verbrennt, aber seine sekundäre Rolle als Wärmeableiter ist ebenso wichtig. Die Fähigkeit einer Zündkerze, Wärme an das Kühlsystem des Fahrzeugs zu übertragen, basiert auf der Länge der Isolatornase und den für die Mittelelektrode und den Isolator verwendeten Materialien.

Standardzündkerzen in modernen Motoren haben einen Kupfermittelelektrodenkern, der von einer Nickellegierung umgeben ist, die Sie an der Spitze der Zündkerze sehen können. Im Inneren des Steckers ist die Mittelelektrode mit Porzellan ummantelt, wodurch die Wärme vom Motor auf das Kühlsystem übertragen werden kann. Premium-Zündkerzen verwenden anstelle der Nickellegierung Edelmetalle wie Platin oder Iridium. Diese Metalle haben höhere Schmelzpunkte - und entsprechend höhere Preise.

Apropos Temperaturen: Zündkerzen gibt es in zwei Grundvarianten: kalt und heiß. Kalte Stecker Arbeiten Sie am besten mit Hochleistungsmotoren mit hoher Leistung. Sie sind weniger isoliert, sodass mehr Wärme vom Brennraum an die Außenseite des Motors abgegeben werden kann. Dies ist keine lachende Angelegenheit: Wenn der Stopfen für eine bestimmte Anwendung nicht kalt genug ist, kann er nicht genug Wärme aus der Kolbenkammer entnehmen. Dies kann zu Vorzündung, Klopfen und bleibenden Motorschäden führen. Wenn Sie sich nicht sicher sind, welchen Zündkerzenheizbereich Sie verwenden sollen, sollten Sie eine zu kalte Zündkerze anstelle einer zu heißen Zündkerze verwenden.

Heiße Stecker haben mehr Isolierung und sind in den meisten Standardmotoren zu finden. Die zusätzliche Isolierung hält die Temperatur der Zündkerze hoch genug, um Kohlenstoffablagerungen abzubrennen, was mehr Zeit zwischen den Zündkerzenwechseln ermöglicht.

Da die Benzinpreise steigen, behaupten immer mehr Hersteller, dass das Austauschen alter Zündkerzen gegen ihre Premium-Zündkerzen die Kraftstoffverbrauchsleistung eines jeden Autos erhöht. Dies ist wahr - aber nur bis zu einem gewissen Punkt. Tatsache ist, dass schmutzige, mit Kohlenstoff verschmutzte, fehlzündende Zündkerzen den Kraftstoffverbrauch eines Autos definitiv senken und das Ersetzen durch glänzende, neue Zündkerzen definitiv den Kraftstoffverbrauch verbessern. Ob diese Stecker exotische Metalle oder Nickel-Legierungs-Mittelelektroden aufweisen, spielt keine so große Rolle wie die entsprechende Wärmeleistung und der entsprechende Abstand zwischen der Mittelelektrode und der Masseelektrode.

Apropos Lücken: Fast jeder Stecker, den Sie im Autoteilegeschäft finden, ist für Ihren Motor vorab geöffnet. Die Tage, in denen Sie die Lücke mit einem Messgerät schließen mussten, sind so gut wie vorbei, es sei denn, Sie drücken die letzte Leistung aus Ihrem Hot Rod am Samstagabend heraus. Motormodifikationen bedeuten oft, dass Sie neue Zündkerzen öffnen müssen, aber Serienmotoren mit werkseitig zugelassenen Ersatzkerzen mit vorabem Spalt können normalerweise ohne Einstellung auskommen.

Nachdem wir nun wissen, wie eine Zündkerze im Motor funktioniert und aus welchen Materialien sie bestehen, wollen wir herausfinden, was in diesen kleinen Jungs steckt.

Erfindungsstreit

Es gibt einige Debatten darüber, wer die Zündkerze erfunden hat. Eine der frühestmöglichen Versionen wurde Berichten zufolge im Februar 1839 von einem Afroamerikaner namens Edmond Berger erfunden. Skeptiker zitieren die Knappheit von Verbrennungsmotoren im Jahr 1839, was Bergers Erfindung eher experimentell als praktisch machen würde.

Oben auf der Zündkerze sitzt die Verbinder, oder Terminal. Hier wird der Zündkerzenkabel befestigt. Der Anschluss wird im Inneren des Steckers mit dem Kupferkern der Mittelelektrode verbunden, der von einer Isolierung umgeben ist.

Als nächstes kommt die Sechskantkopf. Hier passt der Steckschlüssel zum Festziehen und Lösen des Steckers in seinem Loch im Motor. Direkt darunter befindet sich eine Dichtung, die fest gegen den Zylinderkopf drückt. Es ist auch bekannt als Unterlegscheibe zerdrücken oder der Sitz. Einige Stecker haben einen konischen Sitz ohne zusätzliche Dichtung. Diese werden im Allgemeinen in Eisenzylinderköpfen verwendet, während Stopfen mit Dichtungen normalerweise in Aluminiumzylinderköpfen verwendet werden.

Die untere Hälfte des Steckers hat ein Gewinde. Dies ist der Teil, der sanft und doch fest eingeschraubt wird. Ein winziger Teil der Mittelelektrode ragt aus dem unteren Ende des Steckers heraus. Und das Ganze wird mit einem abgeschlossen Masseelektrode oder Erdungsband. Der Funke, der den Motor laufen lässt, springt den Spalt vom Ende der Mittelelektrode zur Masseelektrode. Dies ist es, was das vom Kolben komprimierte Luft-Kraftstoff-Gemisch entzündet.

Die Masseelektrode besteht aus Metall und bietet Optionen von Edelstahl bis Titan. Es kann auch verschiedene Formen haben, von gekerbten oder Y-förmigen Elektroden bis zu Dreifachelektroden mit drei kleinen Armen, die nach der Spitze der Mittelelektrode zu greifen scheinen. Was Material und Form der Masseelektrode betrifft, bekommen Sie so ziemlich das, wofür Sie bezahlen. Hochwertige Zündkerzen aus exotischen Materialien kosten mehr, liefern aber auch eine bessere Leitfähigkeit und Funkenbildung.

Als nächstes lernen wir, was wir alle wissen wollen: die Grundregeln für den Wechsel der Zündkerzen.

Diesel ist anders

Dieselmotoren verwenden so etwas wie genannt Glühkerzen eher als Zündkerzen. Dieselmotoren benötigen keine Zündkerzen, starten jedoch leichter, wenn die Luft im Zylinder warm ist. Hier kommt die Glühkerze ins Spiel: Sie sieht einer Zündkerze sehr ähnlich, hat aber anstelle einer Mittelelektrode eine Heizspule, die die Brennkammer heizt.

Das Wechseln der Zündkerzen ist auch für mechanisch Abgeneigte nicht allzu schwer. Wenn Sie vorsichtig sind, sollten Sie wenig Probleme haben.

Woher wissen Sie, ob Ihre Stecker gewechselt werden müssen? Das sicherste Zeichen befindet sich auf Ihrem Kilometerzähler. Zündkerzen müssen normalerweise alle 48.280 Kilometer gewechselt werden. Einige Hochleistungsstecker können bis zu 160.934 km lang sein, bevor sie ausgetauscht werden. Wenn Sie nicht wissen, wann Ihr Motor zuletzt gewechselt wurde oder wenn Sie einen Motor haben, der grob läuft oder in letzter Zeit weniger Kraftstoff verbraucht, kann dies bedeuten, dass Ihr Motor möglicherweise von frischen, sauberen Funken profitiert. Überprüfen Sie wie immer in der Bedienungsanleitung, was für Ihr Fahrzeug am besten funktioniert.

Du brauchst eine Zündkerzensteckdose für Ihren Steckschlüssel und a Spaltmesser. Sie können einen Zündkerzenschlüssel kaufen, der speziell für die Zündkerzen Ihres Autos entwickelt wurde, oder Sie können einen universellen Zündkerzenschlüssel kaufen, der für die gängigsten Sechskantkopfgrößen geeignet ist. Wie wir bereits gesagt haben, müssen Sie Ihre Stecker wahrscheinlich nicht klaffen, aber möglicherweise benötigen Sie einen Spaltmesser, um zu überprüfen, ob der Abstand zwischen der Mittelelektrode und der Masseelektrode korrekt ist.

Um die Stecker zu finden, suchen Sie einfach die Drähte und folgen Sie ihnen. Es gibt normalerweise nur einen Stecker pro Zylinder, aber sie werden in einer vom Hersteller festgelegten Reihenfolge ausgelöst. Wählen Sie zunächst einen Stecker und entfernen Sie vorsichtig nur diesen Draht. Das Auswechseln jeweils einer Zündkerze ist viel einfacher als das Zurücksetzen des Motors, nachdem Sie die Kabel in der falschen Reihenfolge ausgetauscht haben.

Ziehen Sie nun die neue Zündkerzensteckdose heraus und stecken Sie sie an das Ende Ihres Schraubenschlüssels. Steckdosen enthalten normalerweise eine Schaumschicht, um diesen Vorgang zu vereinfachen. (Es greift nach der Zündkerze.) Wenn Ihre Steckdose keine Dichtung hat, verwenden Sie ein kleines Klebeband in der Steckdose, um einen besseren Halt zu erhalten. Entfernen Sie beim Entfernen des Steckers alle Rückstände. Wenn der Stecker herausgeschraubt ist, heben Sie ihn einfach aus dem Loch.

Wenn Sie eine Lücke schließen wollen, tun Sie dies jetzt. In Ihrer Bedienungsanleitung sollte angegeben sein, wo die Lücke eingestellt werden soll. Stellen Sie Ihr Messgerät ein und schieben Sie es zwischen die Masseelektrode und die Mittelelektrode. Sie möchten, dass die Elektroden das Messgerät berühren, aber nicht zu fest.

Setzen Sie die neue Zündkerze mit der Steckdose in das leere Loch ein. Wenn möglich, möchten Sie möglicherweise sogar den Schraubenschlüssel entfernen und die Zündkerze mit Ihren Fingern festziehen. Um sicherzustellen, dass die Gewinde richtig ausgerichtet sind, drehen Sie den Stecker einige Male gegen den Uhrzeigersinn, bevor Sie den Stecker von Hand festziehen. Sobald der Stecker handfest ist, können Sie den Auftrag mit dem Steckschlüssel beenden.

Schließen Sie das lose Zündkerzenkabel an die Klemme oben an der Zündkerze an. Sie werden wahrscheinlich spüren, wie der Draht sicher einrastet. Wenn Sie die erste Zündkerze ausgetauscht haben und der Draht wieder fest sitzt, fahren Sie mit der nächsten Zündkerze in der Reihe fort und wiederholen Sie den gesamten Vorgang.

Das war einfach, oder? Lassen Sie uns trotzdem eine Fehlerbehebung durchführen.

Während du da drin bist ...

Solange Sie die Drähte entfernt haben, können Sie auch die Isolierung überprüfen. Überprüfen Sie die gesamte Länge des Drahtes auf Risse oder Risse. Wenn Sie am Ende des Kabels angelangt sind, wo es an der Zündkerze befestigt ist, prüfen Sie, ob dunkle oder verbrannte Stellen vorhanden sind. Drähte sind kein bewegliches Teil und nutzen sich nicht oft ab, aber eine schlechte Isolierung kann Ihrem Motor einen nützlichen Funken rauben.

Das Entfernen alter Zündkerzen kann viel über den Zustand Ihres Autos aussagen, insbesondere an den Elektroden an der Spitze, an der der Funke auftritt. Das ist es, was diese alten Mechaniker meinen, wenn sie über das "Lesen" der Zündkerze sprechen. Keine Sorge: Es ist viel weniger mystisch als in eine Kristallkugel zu blicken.

Das Lesen einer Zündkerze kann eine Reihe von Problemen aufwerfen, und wir werden hier die häufigsten behandeln. Wenn zum Beispiel die Zündkerze nur ein wenig schmutzig aussieht, ist das in Ordnung. Diese Zündkerze hat ihre Arbeit seit mindestens 48.280 km erledigt. Wenn es glänzend aussieht, ist die Zündkerze möglicherweise überhitzt. Wenn es weiß ist, ist die Zündkerze zu heiß für den Motor. Mit anderen Worten, es hat zu viel Isolierung, um diese Ablagerungen abzubrennen. Das lässt sich leicht mit einer kälteren, besser geeigneten Zündkerze beheben. Wenn der alte Stopfen ölig aussieht, haben Sie Probleme: Öl gelangt irgendwie in die Brennkammer, wo es nicht hingehört. Zündkerzen können ein guter Indikator dafür sein, aber neue Zündkerzen sind nicht die Lösung.

Halten Sie an, wenn Sie feststellen, dass die Zündkerzen so fest in ihren Löchern sitzen, dass Sie sie nicht herausreißen können. Wenn Sie eine Zündkerze im Zylinderkopf abbrechen, müssen Sie sie ausbohren oder einen weiteren Ausflug in den Laden unternehmen, um ein Spezialwerkzeug zum Entfernen des defekten Teils zu erhalten. Im schlimmsten Fall müsste der Zylinderkopf des Motors gezogen und zur Reparatur in ein Geschäft gebracht werden. Manchmal können Sie diese Kopfschmerzen vermeiden, indem Sie ein durchdringendes Öl wie WD-40 verwenden. Lassen Sie es ein oder zwei Stunden lang sitzen und versuchen Sie erneut, die Stecker herauszuschrauben. Denken Sie beim Ersetzen des Steckers durch einen neuen daran, ein Anti-Seize-Material wie Thread Magic zu verwenden, um zu verhindern, dass das gleiche Problem in 48.280 km (30.000 Meilen) auftritt..

Manchmal stellen Sie nach dem Ersetzen der Zündkerzen fest, dass das Auto nach hinten losgeht oder sehr rau läuft oder überhaupt nicht startet. Dies liegt normalerweise daran, dass Sie die praktischen Tipps oben nicht befolgt und die Zündkerzenkabel in der falschen Reihenfolge wieder angelegt haben. Überprüfen Sie die Bedienungsanleitung auf die Lösung des Fehlers.

Weitere Informationen zu Zündkerzen und anderen Autoteilen finden Sie unter den Links auf der nächsten Seite.

Sicherheit zuerst

Das Ersetzen von Zündkerzen ist keine besonders gefährliche Aufgabe. Die erste Aufgabe ist die offensichtlichste: Den Motor abstellen. Warten Sie, bis es abgekühlt ist, bevor Sie daran arbeiten, um zu vermeiden, dass Sie Ihr Fleisch auf dem heißen Metall verbrennen. Es ist auch eine gute Idee, den Minuspol der Batterie zu trennen, wenn Sie am Motor arbeiten, und ihn dann auszutauschen, wenn Sie fertig sind. Es ist unwahrscheinlich, dass Sie einen Schock bekommen, wenn es angeschlossen ist, aber es ist absolut unmöglich, wenn Sie das Terminal einfach ausschalten.

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Quellen

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• Sparkplugs.com. "Zündkerze 411." (abgerufen am 6. Juli 2008) http://www.sparkplugs.com/faqmain.asp