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Zündspule
Aufgaben u. Eigenschaften von Zündspulen
Spulen für rotierende Verteilung
Einzelfunkenspule
Doppelfunkenspule
Einschaltvorgang des Primärstroms
Spule als Energiespeicher
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Aufgaben und Eigenschaften von Spulen |
Spulen für rotierende Verteilung |
Aufgaben von Zündspulen |
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In den meisten Zündanlagen muss die Zündspule das erforderliche
Zündenergieangebot (bis zu 100 mJ) in Form eines Magnetfelds (Energie in einem Magnetfeld)
speichern, um sie zum Zündzeitpunkt an die Kerze abzugeben und sie muss die Spannung von etwa 13V
Bordnetzspannung auf die erforderliche Zündspannung heraufsetzen
(Zündspannungserzeugung) .
Der Zündspannungsbedarf liegt je nach Gemisch zwische 0,2mJ (ruhend, homogen, stöchiometrisch) und 3mJ (turbulent, fett). Bei der HKZ muss die Zündspule nur die Spannung einer Kondensatorentladung transformieren und bei derWechselspannungszündung hat die Zündspule die Rolle eines ganz Wechselstromtrafos |
Allgemeine Eigenschaften von Zündspulen |
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|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Windungszahl der Primärwicklung | Windungszahl der Sekundärwicklung | Windungszahlverhältnis N1/N2 | Drahtdurchmesser der Primärwicklung | Drahtdurchmesser der Sekundärwicklung | Widerstand der Primärwicklung | Widerstand der Sekundärwicklung | Induktivität der Primärwicklung | Induktivität der Sekundärwicklung |
| 90 ... 230 | 10000 ... 30000 | 60 ... 150 | 0,3 ... 1,6 mm | 0,05 ... 0,15 mm | 0,2 ... 4 Ohm | 2 ... 14 Kiloohm | 1 ... 10 mH ?? | 100 ... 1500 mH?? |
| Aufgaben und Eigenschaften von Spulen |
Spulen für rotierende Verteilung |
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rotierende Hochspannungsverteilung
Die herkömmliche Zündspule ist ein Transformator in Sparschaltung. Das bedeutet, dass je ein Wicklungsende der Primär- und
der Sekundärwicklung innerhalb der Spule verbunden sind und mit einem gemeinsamen Anschluss nach außen geführt werden. Diese Spule hat also
nur die drei Anschlüsse
Den Aufbau einer herkömmlichen Zündspule zeigt die nebenstehende Abbildung. Ähnlich sind auch die modernen Nachkommen dieses Spulentyps
aufgebaut.Hierin verweisen die Nummern auf folgende Einzelkomponenten:
Die modernen Bauformen der Zündspulen für rotierende Hochspannungsverteilung sind kompakter aufgebaut und enthalten die
Schaltendstufe mit den Leistungstransistoren (oft als Darlington-Transistor
ausgeführt).
| Spule für rotierende Verteilung |
Einzelfunkenspule |
Doppelfunkenspule |
Bei diesem Spulentyp hat jede Kerze ihre eigene Spule, die auch einzeln vom Steuergerät angesteuert wird. Es entfallen die üblichen
Hochspannungsverbindungen mit ihren Stör- und Ausfallmöglichkeiten. Allerdings kann man hierbei auch nicht mehr wie üblich die
induktive Messzange und kapazitive Messzange des Motortesters zur
Fehlerdiagnose aufsetzen. Die Niederspannungsanschlüsse sind dieselben wie bei Zündspule für rotierende Verteilung mit integrierter Endstufe.
Eine andere Form der Einzelfunkenspule ist die sogenannte Pencil-Coil.
Diese ist soweit verkleinert, das sie direkt im Kerzenschacht eingebaut werden kann.
| Einzelfunkenspule |
Doppelfunkenspule |
Seitenende |
Bei Motoren mit gerader Zylinderzahl kann man jeweils eine komplette Zündspule für jeweils die 2 Zylinder verwenden, die parallel laufen, von
denen der eine im Zünd-OT steht, während der andere im selben Moment im Überschneidungs-OT ist. | Doppelfunkenspule |
Einschaltvorgang des Primkärstroms |
Spule als Energiespeicher |
Wenn der Zündschlüssel in Stellung ZÜNDEN steht und das Zündsteuergerät den Primärstrom einschaltet fließt im ersten Moment noch gar kein Strom.
Die Stromstärke im Primärkreis steigt aber zunächst rasch entsprechend der dargestellten Kennlie an. Je mehr Strom bereits fließt, desto langsamer wird
der weitere Anstieg bis schließlich die Stromstärke einen Sättigungswert I0 erreicht hat. Bei modernen Zündspulen mit
einem Primärwiderstand von weniger als 1 Ohm, kann der Sättigungsstrom durchaus 15 A betragen. (Im Diagramm hat die Stromachse einen %-Maßstab).
Die Kurve in dem Diagramm wird erzeugt durch die untere Funktionsgleichung im rot unterlegten Kasten. Der Strom steigt gemäß dieser
Exponentialfunktion mit der Zeit an. Ein solches Verhalten, wo eine Größe mit der Zeit einen Grenzwert erreicht, nennt man auch
Natürliches Wachstum und spielt sowohl in der Natur als auch in der Technik eine ziemlich wichtige Rolle. | Einschaltvorgang des Primkärstroms |
Spule als Energiespeicher |
Seitenende |
Da der Strom sich beim Einschaltvorgang zeitlich ändert, tut dies ebenfalls die gespeicherte Energie. Diesen Zusammenhang veranschaulicht das Diagramm
für eine spezielle Zündspule. |
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