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Tipps & Tricks

Zündkerzen

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Der Wärmewert:

Der Wärmewert einer Zündkerze ist ein Thema für sich, bei dem einzelne Begriffe leicht verwechselt werden. Prinzipiell ist in der Auswahl einer Kerze mit passendem Wärmewert immer eine Anpassung an die im Dauerbetrieb tatsächlich auftretende thermische Belastung zu sehen. Die unterschiedlichen Eigenschaften der Motoren hinsichtlich Belastung, Arbeitsverfahren, Verdichtung, Drehzahl, Kühlung und Kraftstoff machen es unmöglich, mit einer "Einheitskerze" auszukommen. Top Zündkerzen für unsere Belangen im RC-Car Bereich sind z.b.: die Champion RZ7c oder die NGR CMR7A

Dieselbe Zündkerze würde sich in einem Motor stark erhitzen, in einem anderen dagegen nur eine relativ niedrige mittlere Temperatur annehmen. Im ersten Fall würde sich das Gemisch an den glühenden Teilen der Kerze unkontrolliert entflammen (Glühzündung), im anderen Fall wäre die Isolatorfußspitze schnell so sehr verrußt, dass Zündaussetzer auftreten. Unterhalb von etwa 500 Grad Celsius lagern sich nämlich kohlenstoffhaltige Verbrennungsrückstände auf dem Isolatorfuß ab und sorgen dort für einen Nebenschluss. Die Zündspannung wandert also ohne den erwünschten Zündfunken über die leitende Rußschicht zum Masseanschluss am Kerzengewinde. Da diese Rückstände bei höheren Temperaturen verbrennen, sollte die Kerze also möglichst schnell eine Temperatur oberhalb dieser Freibrenngrenze erreichen.

Durch bauliche Varianten mit entsprechenden Wärmewerten versuchen die Hersteller die Temperatur am Isolatorfuß stets innerhalb eines Bereichs zwischen 500 und 850 Grad Celsius zu halten. Zwischen 850 und etwas über 1000 Grad liegt ein Sicherheitsbereich, in dem es zwar noch nicht zu Glühzündungen kommt, der Elektrodenverschleiß aber stark zunimmt. Erst wenn die Temperatur noch höher steigt, beginnen die gefürchteten Glühzündungen.

Eine relativ "heiße" Kerze nimmt durch ihre Bauform viel Wärme auf, und leitet wenig Wärme an den Zylinderkopf ab. Damit erreicht sie schnell die Freibrenntemperatur in einem Motor, der thermisch auf moderatem Niveau arbeitet, ein "zahmer" Motor mit geringer Leistung.

Eine sogenannte "kalte" Kerze nimmt nur wenig Wärme auf und leitet einen Großteil davon sofort ab. Damit ist sie für hochgezüchtete Motoren geeignet, die thermisch auf hohem Niveau arbeiten.

Man sollte auf jeden Fall immer die vom Motorenhersteller vorgeschriebenen Zündkerzen einbauen. Ausnahmen sind eventuell sehr hohe Aussentemperaturn oder bearbeitete Motoren. Beim experimentieren mit verschiedenen Wärmewerten auf jeden Fall immer das Kerzengesicht (im nächsten Abschnitt beschrieben) im Auge behalten.

Auf dem Bild sind die Bauarten der verschiedenen Wärmewerte zu sehen

Abb.1 Zündkerze mit hoher Wärmewertkennzahl ("heiße Zündkerze"). Große Isolatorfußfläche nimmt viel Wärme auf. Wärmeableitung gering.

Abb.2 Zündkerze mit mittlerer Wärmewertkennzahl. Isolatorfußfläche geringer als bei "heißer Zündkerze". Weniger Wärmeaufnahme. Wärmeableitung besser.

Abb.3 Zündkerze mit niedriger Wärmewertkennzahl ("kalte Zündkerze"). Kleine Isolatorfußfläche nimmt wenig Wärme auf. Wärmeableitung sehr gut.


Das Kerzengesicht:

Zündkerzengesichter geben Aufschluss über das Betriebsverhalten von Motor und Zündkerze. Das Aussehen von Elektroden und Isolatoren der Zündkerze gibt Hinweise auf das Betriebsverhalten der Zündkerze sowie auf die Gemischzusammensetzung und den Verbrennungsvorgang des Motors. Das Beurteilen der Zündkerzengesichter ist damit ein wesentlicher Bestandteil der Motordiagnose. Eine verlässliche Aussage ist allerdings an die folgende wichtige Voraussetzung gebunden: Bevor die Zündkerzengesichter beurteilt werden, muss das Modell gefahren worden sein. Ein vorausgegangener längerer Leerlauf, insbesondere dann, wenn der Motor kalt gestartet wurde, kann dazu führen, dass sich Ruß niederschlägt und so das "wahre Zündkerzengesicht" verdeckt. Das Modell sollte etwa über eine Strecke von fünf Runden gefahren werden. Dabei soll der Motor mit wechselnden Drehzahlen betrieben werden. Ein längerer Leerlauf vor dem Abstellen des Motors ist zu vermeiden.

Auf den Bildern sind die verschiedenen Kerzengesichter zu sehen

Bild1: Verrusst bzw. Verölt: Isolatorfuß, Elektroden und Kerzengehäuse sind von einem samtig-schwarzen, öligem Belag überzogen. Zündkerze erreichte nicht die nötige Selbstreinigungstemperatur (500-850°C). Ursache: Zu fette Gemischbildung (Vergaser zu Fett eingestellt), verschmutzter Luftfilter oder falscher Wärmewert. Auswirkungen: Zündaussetzer durch Kriechströme, schlechtes Kaltstartverhalten. Abhilfe: Gemisch magerer einstellen, Luftfilter gegebenenfalls reinigen, Zündkerzen reinigen oder ersetzen.

Bild2: Hallgraue Elektroden. Ursache: Thermische Überbelastung durch zum Beispiel Ansaugen von Falschluft, Zündkerzen mit falschem Wärmewert oder zu mageres Gemisch. Auswirkungen: Zündaussetzer, Leistungsverlust, Motorschaden. Abhilfe: Gemisch fetter einstellen, gegebenenfalls neue Kerze mit richtigem Wärmewert einbauen.

Bild3: Normal: Isolatorfuß- und Spitze rehbraun bis grauweiß/-gelb. Der Idealfall, das heisst Motor, Zündung und Wärmewert der Kerzen sind rundum in Ordnung. Die leichte Verkrustung an der Masseelektrode ist bedeutungslos.


Der Einbau der Kerze:

Beim Einbau der Zündkerze im Motor ist folgendes zu beachten: Die Auflagefläche an der Zündkerze und am Motor muss sauber sein. Heutige Zündkerzen benötigen keinen Graphit und auch kein graphithaltiges Schmiermittel am Gewinde. Sie sind mit einem Korrosionsschutzöl behandelt. Ein Festbrennen ist nicht möglich, weil die Gewindegänge vernickelt sind.

Beim Anziehen der Zündkerze wird vom Sechskant ausgehend das Anziehmoment auf Dichtsitz und Gewinde übertragen. Wenn durch ein zu starkes Anziehmoment oder durch ein Verkanten des Zündkerzenschlüssels das Zündkerzengehäuse verzogen wird, kann sich der Isolator lockern. Deshalb darf das Anziehmoment einen bestimmten Wert nicht überschreiten.

Es empfiehlt sich deshalb, nach folgenden Faustregeln vorzugehen: Zündkerze von Hand in das gesäuberte Gewinde einschrauben bis es von Hand nicht mehr weiter geht, dann Zündkerzenschlüssel aufsetzen.
Neue Zündkerze nach erster Drehhemmung um ca. 90° weiterdrehen. Gebrauchte Zündkerze um so viel Grad weiterdrehen, wie es einer Uhrzeigerbewegung von ca. 5 Minuten oder einem Winkel von ca. 30° entspricht.

Der Steckschlüssel sollen beim festziehen oder lösen der Zündkerze nicht schräg gehalten werden, der Isolator wird sonst abgedrückt oder zur Seite gedrückt, und die Zündkerze ist unbrauchbar.
Durch zu festes anziehen einer Zündkerze, riskiert man vor allem beim Leichtmetallzylinderkopf das Gewinde, und durch zu schwaches anziehen, kann die Zündkerze nicht genug Wärme abgeben.

Beitrag aus bigscaler.de



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