Zündung

Elektronische Zündung.

wird, seit einigen Jahren schon, in bei allen modernen Ottomotoren verwendet. Sie haben die früher eingebauten mechanischen Komponenten durchweg ersetzt, da sich hierdurch eine Reihe von Vorteilen im Betrieb ergeben.

 1) Kein Verschleiß und damit verbunden entfällt der Wartungsaufwand.

In der heutigen Zeit ist es nicht Jedermanns Sache, jeweils den Filz am Unterbrecher zu ölen und nach regelmäßig die Unterbrecherkontakte nachzustellen. Diese Arbeiten sind aber unbedingt erforderlich, wenn man Pannen in diesem Zusammenhang vermeiden möchte. Schon ganz geringe Änderungen um Kontaktabstand haben große Auswirkung auf den Zündzeitpunkt und damit auf die Motorleistung.

 2) Größere Toleranz gegenüber mechanischen Einflüssen, wie Lagerspiel und Wärmeausdehnung von Komponenten.

Jedes radiale Kurbelwellenspiel wirkt sich direkt auf den Kontaktabstand mit den oben beschriebenen Konsequenzen aus. Auch die Wärmeausdehnung der Teile, wie Nocken, Gleitstück oder Halterung kann dafür verantwortlich sein, dass der Motor in warmen oder kalten Zustand nicht optimal zündet.

 3) Bessere Steuerbarkeit des Zündzeitpunktes in Abhängigkeit verschiedener Parameter.

Der optimale Zündzeitpunkt ist der, bei dem die Verbrennung gerade dann beginnt, dass am Ende des Arbeitstaktes die meiste Energie an die Kurbelwelle abgegeben worden ist. Wegen der nur endlich großen Ausbreitungsgeschwindigkeit der Verbrennung, liegt dieser Punkt etwas vor dem oberen Totpunkt des Kolbens, damit für die dann folgende Abwärtsbewegung bereits ein hoher Druck aufgebaut ist. Liegt der Zeitpunkt zu spät, wird ein Teil der Abwärtsbewegung mit zu niedrigem Druck zurück gelegt und die kostbare Verbrennung setzt sich in den Auspufftakt fort. Auf der anderen Seite bewirkt ein zu früher Zündzeitpunkt einen Druckanstieg schon während der Phase, in der der Kolben sich noch aufwärts bewegt und wirkt sich damit bremsend auf die Bewegung aus. In beiden Fällen wird die abgegebene Leistung geringer als optimal sein während die Triebwerkteile u.U. stärker beansprucht oder gar zerstört werden. So ist ein zu früher Zündzeitpunkt besonders gefährlich, der nicht in Leistung umgesetzte Anteil der Energie innerhalb des Motors bleibt und zu starker Erhitzung führt. Eventuell kann man diesen Zustand sogar an der „härter“ ablaufenden oder gar klingelndem Verbrennungsgeräusch erkennen.

  Klopfen

 

Ein zu später Zündzeitpunkt ergibt zwar auch keine optimale Leistung, aber ohne gefährliche Konsequenzen.

 Zusätzlich zu dieser Problematik ändert sich der optimale Zündzeitpunkt durch eine Reihe von Einflussgrößen, die hauptsächlich damit zusammen hängen, dass die konstante Verbrennungszeit sich bei höheren Drehzahlen verstärkt auswirkt. Deshalb muss bei steigender Drehzahl die Zündung entsprechend früher erfolgen, damit die Verbrennung, wie oben beschrieben, ab dem oberen Totpunkt bereits Energie liefert. Der richtige Zeitpunkt für 2000 1/min wird für 5000 1/min wesentlich zu spät sein und umgekehrt auf die hohe Drehzahl (Leistung) abgestimmt, wird es dem Motor bei niedrigen Drehzahlen an „Durchzug“ fehlen. Diese Verstellung, wird bei mechanischen Zündsystemen durch einen Fliehkraft- mechanismus übernommen. Dort bewegen sich Gewichte, die durch Federn zurück gehalten werden, stärker nach außen, wenn die Drehzahl höher ist und verdrehen den Unterbrechernocken in Richtung früher Zündzeitpunkt.

Einen ähnlichen Einfluss, wenn auch in geringerem Maße, hat der „Füllungsgrad“, der im wesentlichen durch die Gaspedalstellung beeinflusst wird. Bei einem nur teilgefüllten Zylinder wird die Verbrennung langsamer ablaufen, als bei voller Füllung und deshalb eine frühere Zündung verlangen. Diese Verstellung übernimmt eine Unterdruckdose, die zwischen Vergaser und Ansaugöffnung des Motors angeschlossen ist und damit die Tatsache nutzt, dass der Motor bei wenig geöffneter Drosselklappe (Teilgas) mehr Unterdruck produziert, als wenn durch die voll geöffnete Drosselklappe so viel Gemisch angesaugt werden kann wie der Motor braucht.

Weitere Einflüsse sind die Zusammensetzung des Gemisches, ob „fett“ oder „mager“ und Temperatur der Ansaugluft und des Motors. Bei Zweitaktern kommt dann zusätzlich noch der Gegendruck (Zustand) des Auspufftraktes hinzu. Selbst die Kraftstoffqualität spielt eine Rolle.

Diese sehr schwer zu erfassbaren Größen können in mechanischen Systemen überhaupt nicht und in elektronischen System nur mit hohem Aufwand über einen Rechner verbunden mit einem Klopfsensor erfasst werden. Die Sensor „hört“ praktisch am Motor, wenn die Verbrennung zu hart wird und sorgt über den verbundenen Rechner zu einer Reduzierung der Frühzündung, bis die Verbrennung wieder normal abläuft.

 Kennfeld

 

 4) Geringerer Leistungsverbrauch und damit verbunden, geringere Erwärmung der Zündspule, durch Veränderung des Schließwinkels in Abhängigkeit der Drehzahl .

Die Zündspule braucht eine gewisse Zeit, um mit Strom geladen zu sein, damit genügend Energie für einen kräftigen Zündfunken zur Verfügung steht. Diese Zeit wird über den “Schließwinkel” gesteuert und ist so bemessen, dass sie bei hoher Drehzahl ausreichend ist.  Damit ist sie allerdings für alle niedrigeren Drehzahlen unnötig lang, wodurch Strom verbraucht und in der Zündspule in schädliche Wärme verwandelt wird.

 5) Weitere Steuerfunktionen, wie Drehzahlbegrenzung und Diebstahlschutz.

Können mit geringem Zusatzaufwand realisiert werden

 

 

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