Motoerevo

Zündung Funktion

Was ist die Zündung? Was macht sie? Wie ist der Aufbau?

Jeder Benzinmotor hat eine Zündung.

Wir erklären dir hier, wie sie aufgebaut ist.

Dabei orientieren wir uns an den Zündanlagen von Vespa, Simson, MZ.

Alexander Schuchmann Profilbild 100 x 100 mit rotem Hemd

Autor: Alex Schuchmann

Position: Oldtimerexperte

Aktualisiert: 21.04.2021

Wir fangen bei den Grundlagen an. Auch wenn du keine Ahnung von Technik hast, wirst du verstehen, worum es geht.

Was ist eine Zündung?

Fangen wir mal ganz grundlegend an!

Ein Motor bekommt seine Leistung, indem er Benzin verbrennt. Deswegen muss man auch regelmäßig nachtanken 😛

Im Motor wird also Benzin verbrannt. Um genau zu sein ein Benzin-Luft-Gemisch.

Damit die Verbrennung stattfindet, muss das Benzin aber irgendwie entzündet werden!

Dazu benutzt man einen Funken. Um genau zu sein, einen Zündfunken!

Zündfunke beim Übersprung
Zündfunke an einer Zündkerze

Es muss also ein Bauteil am Motor geben, wodurch ein Zündfunke hergestellt wird.

Und genau dieses Bauteil ist die Zündung.

Wie der Name schon sagt, ist die Zündung dafür zuständig, das Gemisch zu Zünden.

Die Zündung ist also ein Bauteil um einen Zündfunken herzustellen und damit die Verbrennung auszulösen.

Zündgrundplatte mit Pickup Vespa PX
Zündung an einem Motor (Vespa)

Wie funktioniert eine Zündung?

Jetzt wird es etwas komplizierter.

Wie schaffen wir es, dass ein Zündfunke entsteht?

Dazu müssen wir uns erstmal fragen, warum überhaupt Funken entstehen!

Ein Funke entsteht immer dann, wenn Strom durch die Luft fließt.

Normalerweise fließt Strom ja nur durch Kabel (also durch das Metall im Kabel).

Durch Luft kann Strom eigentlich nicht fließen. Das ist auch gut so, denn sonst würden wir zuhause jedes Mal einen Stromschlag bekommen, wenn wir neben einer Steckdose stehen.

Zündkerzen mit verschiedenen Wärmewerten
Zünkerzen

Die Spannung machts!

Vielleicht hast du schon mal von Spannung gehört? Die Spannung wird meistens in VOLT angegeben.

Im Stromnetz in Deutschland hat man z.B. ca. 220 Volt. Eine Autobatterie hat meistens 12V.

Die Spannung ist eine Eigenschaft des Stroms.

Man könnte die Spannung mit dem Druck vergleichen. Wenn auf dem Gartenschlauch viel Druck ist, hat das Wasser viel Kraft und kann am Ende des Schlauchs mit viel Kraft und sehr weit herausspritzen.

So ähnlich ist es, wenn der Strom viel Spannung hat.

Das heißt, er will mit viel Kraft irgendwo hin fließen.

Zündspule mit Zündkabel und Zündkerzenstecker
Zündspule (Transformator)

220 Volt und 12 Volt

Sehr gut merkt man diese Kraft, wenn man eine 12 Volt Batterie mit einer 220 Volt Steckdose vergleicht.

Man kann problemlos mit dem Finger an die Batterie fassen und bekommt keinen Stromschlag. Warum?!

Weil 12 V einfach sehr wenig Spannung ist. Der Strom hat nicht genug Kraft um durch die Haut in den Körper zu kommen.

Wenn man aber an ein 220V Kabel von der Steckdose greift (BITTE NICHT MACHEN!!!) bekommt man einen richtig heftigen Stromschlag.

Der Strom hat viel mehr Kraft und kann durch die Haut durch in den Körper rein!

Zündkabel aufgeschnitten
Dickes Zündkabel für hohe Spannungen

Spannung von 30.000 Volt !

Wenn man die Spannung so stark erhöht, dass es mehrere tausend Volt sind, passiert etwas verrücktes:

Der Strom kann einfach durch die Luft fliegen! Er braucht kein Kabel mehr.

Je nachdem wie hoch die Spannung ist, kann der Strom einige Millimeter, oder sogar mehrere Zentimeter durch die Luft fliegen.

Und genau dann entsteht ein Funke! Und mit diesem Funken kann man Benzin entzünden.

Zündkerzenstecker im vergleich
Zündkerzenstecker

Zündkerze

Damit wir damit gezielt Benzin entzünden können, muss der Zündfunke aber genau an einer bestimmten Stelle entstehen.

Dafür haben wir die Zündkerze!

Das ist ein spezielles Bauteil, bei dem der Funke immer an einer festgelegten Stelle entsteht.

Die Zündkerze hat zwei Elektroden an ihrer Spitze. Das sind zwei Metallplättchen, zwischen denen ein kleiner Abstand ist. Wenn man Strom in die Zündkerze leitet, springt der Funke immer genau zwischen diesen Metallplättchen.

Zündkerzen mit verschiedenen Wärmewerten
Zündkerzen

Zündung = Spannung zur richtigen Zeit

Jetzt wissen wir also: 

Um das Benzin-Luft-Gemisch im Motor zu entzünden, brauchen wir einen Funken.

Ein Funke entsteht, wenn Strom genug Kraft (Spannung) hat.

Damit der Funke an der richtigen Stelle im Motor entsteht, benutzen wir eine Zündkerze. Dort kann der Funke zwischen zwei Elektroden überspringen.

 

Das heißt: Die Zündung muss es schaffen, einen Zündstrom mit genug Spannung herzustellen. Dieser Zündstrom muss dann im richtigen Moment zur Zündkerze geleitet werden.

Aber warum im richtigen Moment?

Das liegt daran, dass die Verbrennung im richtigen Moment entstehen muss. Der Motor muss ja erstmal das Benzin-Luft-Gemisch ansaugen und verdichten.

Wenn der Motor dann voll mit Benzin-Luft-Gemisch ist muss die Zündung erfolgen.

Wenn der Zündfunke zu früh kommt, ist noch nicht genug Gemisch im Motor.

Wenn der Zündfunke zu spät kommt, hat der Motor schon einen Teil des Gemischs wieder „ausgeatmet“.

Deswegen muss der Zündfunke genau im richtigen Moment kommen, wenn der Motor bereit ist.

Der Moment, an dem der Zündfunke überspringt, wird als Zündzeitpunkt bezeichnet.

Nocken für den Unterbrecher im Polrad simson
Nocken zur Unterbrecher-Betätigung

Welche Bauteile sind nötig?

Jetzt wo wir verstanden haben, wie das mit dem Zündfunken so abläuft, können wir uns der Zündung widmen.

Wie genau ist die Zündung (oder Zündanlage) aufgebaut und welche Bauteile sind involviert.

Wir fangen wieder ganz vorne an:

Zunächst mal muss die Zündung einen Zündstrom erzeugen. Das funktioniert im Grunde wie bei einem Dynamo am Fahrzeug.

Wir haben auf der Zündung eine sogenannte Spule montiert. Eine Spule ist nichts anderes als aufgewickelter Draht. Also wie ein Kabel, das ganz oft um ein Stück Metall gewickelt wurde.

Wenn man jetzt einen Magnet an diesem Kabel vorbeizieht passiert etwas fantastisches:

Das Magnetfeld von dem Magneten löst in dem Kabel ein Strom aus! Unglaublich oder?

Die Kraft des Magnetfeldes wird in Strom umgewandelt. Dieser Strom fließt durch das Kabel.

Kondensator auf Grundplatte
Zündgrundplatte (alte Verison)

Spule und Spannung

Entsprechend gibt es bei einer Zündung immer einen Teil der feststeht und einen Teil der sich bewegt!

Meistens ist die Spule fest am Motor montiert und der Magnet dreht sich um die Spule herum.

Bei der Zündung ist die Spule an der sogenannten Grundplatte befestigt.

Die Magneten sind am Polrad (oder Schwungrad, Lüfterrad…) montiert.

In dem Moment, wo der Motor gestartet wird, entsteht durch die Rotation des Polrades ein Strom in der Spule.

Der Strom hat allerdings noch nicht genug Spannung. Es fehlt ihm noch an Kraft! Im jetzigen Zustand, würde der Strom noch keinen Funken erzeugen. Er hat zu wenig Kraft um durch die Luft zu fließen.

Daher wird der Strom jetzt in eine Zündspule geleitet. Das ist ein Bauteil, welches dem Strom mehr Spannung gibt. Der Strom wird darin transformiert.

Wie genau das funktioniert, lassen wir jetzt mal weg, sonst werden wir nie fertig. Du kannst es aber auf Wikipedia im Transformator Artikel nachlesen.

Wichtig ist eins: Nachdem der Strom in der Zündspule war, hat er richtig Spannung! Jetzt ist er bereit an der Zündkerze einen Funken auszulösen.

Daher fließt er von der Zündspule jetzt zur Zündkerze.

 

Unterbrecherzkontakt auf Grundplatte
Zündgrundplatte mit Spule und Unterbrecher

Zündzeitpunkt festlegen

Wir wissen jetzt, wie der Zündstrom entsteht und wie er genug Spannung bekommt.

Aber woher genau weiß der Strom, wann er fließen muss? Der richtig Zündzeitpunkt ist ja wichtig! Sonst läuft der Motor nicht vernünftig.

Da gibt es jetzt verschiedene Systeme!

Klar ist eins: Wir brauchen irgendein Bauteil, dass den Zündstrom im richtigen Moment auf die Reise schickt!

Bei alten Motoren hatte man dafür einen kleinen Schalter. Man nennt ihn Unterbrecher oder Zündkontakt.

Dieser Schalter hat genau im richtigen Moment die Zündung „eingeschaltet“.

Das wurde erreicht, indem der Unterbrecher/Zündkontakt am Motor angeschlossen war. Immer wenn der Motor bereit war für die Zündung, hat der Motor automatisch den Schalter betätigt.

Diese Betätigung wurde über einen Nocken auf der Kurbelwelle gemacht (auch wieder ein Artikel für sich…).

Unterbrecher zündkontakt simson
Zündkontakt / Unterbrecher

Modernere Systeme

Das Problem mit Unterbrechern ist leider, dass sie relativ anfällig sind. Stell dir vor, du würdest den Lichtschalter zuhause 100.000 mal am Tag betätigen – er wäre schnell kaputt…

Deswegen wurden irgendwann „digitale Schalter“ entwickelt.

Das sind Schalter, die ohne bewegliche Teile arbeiten.

Solche digitalen Schalter nennt man Transistoren. Wenn du genau wissen willst, wie sie funktionieren, schau bei Wikipedia rein (Artikel Transistor).

Transistoren sind viel zuverlässiger und robuster als Zündkontakte/Unterbrecher.

Transistoren werden natürlich nicht durch einen mechanischen Nocken betätigt sondern durch einen Steuerstrom.

Das heißt, man benutzt einen kleinen Stromstoß, um den Transistor einzuschalten.

Bei beiden Systemen sind übrigens noch Kondensatoren involviert. Das ignorieren wir jetzt aber erstmal, das macht die Sache nur komplizierter… 

Pickup Vespa Zündung
Steuerstromerzeuger (Pickup / Geber)

Zusammenfassung

Eine Zündanlage besteht also aus folgenden Bauteilen:

 

1- Erregerspule (Das ist die Spule, die den Zündstrom herstellt)

2- Zündspule (Das ist der Transformator, der dem Zündstrom ordentlich Spannung verleiht

3- Zündkerze (Dort entsteht der Funke)

4- Zündschalter (früher Unterbrecher/Zündkontakt – heute: Transistor)

5- Bei Transistorzündung noch eine kleine Spule (sog. Geber / Pickup) zum auslösen des Transistor-Steuerstroms

6- Bei alten Unterbrecherzündungen ein Zündnocken zum Auslösen des Unterbrechers

7- Zündkabel und Zündkerzenstecker zum weiterleiten des Stroms zur Zündkerze

Unterbrecherzündung und Elektronikzündung
Links: Altes Zündsystem - Rechts: Neue Vape

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