Zündkerzen

Die Zündkerzen haben wesentlichen Einfluß auf Leistungsfähigkeit, Betriebssicherheit, Kraftstoffverbrauch und Schadstoffausstoß eines Motors.

Moderne Fahrzeuge mit geregeltem Katalysator haben gegenüber Fahrzeugen ohne Abgasreinigung ein deutlich höheres Wechselintervall der Zündkerzen.

Während für Fahrzeuge ohne G-Kat in der Regel ein Wechselintervall von maximal 15.000 km Laufleistung vorgeschrieben ist, halten gute Markenzündkerzen in modernen Motoren durchaus 30.000 - 100.000 km Fahrleistung durch. Bei überwiegendem Kurzstreckenbetrieb oder ständiger, hoher Motorlast kann das Wechselintervall - abhängig vom Verschleißgrad der Zündkerze -  jedoch verkürzt sein.

Für Fahrzeuge, die mit einer Gasanlage ausgerüstet sind und die überwiegend mit diesem Kraftstoff betrieben werden, sind Zündkerzen erhältlich, die auf dessen wesentlich höhere Verbrennungstemperaturen abgestimmt sind. Zwar sind solche Zündkerzen mindestens doppelt so teuer wie Zündkerzen für herkömmlichen Kraftstoff, sie sind aber beständiger gegen Heißgaskorrosion und verhindern zuverlässiger Glühzündungen, die einen Motor innerhalb kurzer Zeit völlig zerstören können.

Die Zündkerze muß zwischen 500 und 3.500 mal pro Minute einen kraftvollen Zündfunken liefern. Obendrein muß sie möglichst schnell die Selbstreinigungstemperatur von ca. 500°C erreichen, um ein Verrußen der Zündkerze zu vermeiden.

Eine verbrauchte Zündkerze erbringt diese Leistung nicht mehr. Kaltstarts, Stop-and-go-Verkehr und das Abverlangen höchster Motorleistung bei hochsommerlichen Temperaturen belasten eine Zündkerze stark. Immerhin herrschen am Arbeitsort der Zündkerze kurzzeitig Temperaturen von bis zu 2.500°C und Drücke von bis zu 100 bar.

Trotz dieser extremen Belastungen muß die elektrische Isolationswirkung wie auch die Druckdichtigkeit über die gesamte Lebensdauer der Zündkerze erhalten bleiben.

Aufbau einer Zündkerze

Zündkerzenbauarten

Elektrodenabstand

Ein zu geringer Elektrodenabstand führt zwar zu einer leicht erhöhten Startwilligkeit des Motors, ergibt aber bei mittleren und erst recht bei hohen Drehzahlen einen zu schwachen Zündfunken. Das Gemisch wird unter diesen Voraussetzungen nur mit Verzögerung vollständig gezündet, was dazu führt, daß der Zeitpunkt der höchsten Kompression bereits mehr oder weniger weit überschritten ist, bis das Gemisch vollständig gezündet ist. Die Folge sind eine schlechte Motorleistung bei höherem Verbrauch und damit einhergehend schlechten Abgaswerten.

Ist der Elektrodenabstand der Zündkerzen zu groß, können Startschwierigkeiten bei kaltem Motor auftreten, zudem ist mit einem unruhigen Leerlauf bis hin zu Zündaussetzern zu rechnen. Probleme gibt es hierbei also vor allem bei niedrigen Drehzahlen.

Zu geringer wie auch zu großer Elektrodenabstand belasten den Motor wie auch Lambda-Sonde und Katalysator übermäßig und verkürzen deren Lebensdauer.

Wärmewert

Der Wärmewert einer Zündkerze wird durch die Zündkerzenform vorgegeben. Von Bedeutung ist hier insbesondere der Isolatorfuß, der die Mittelelektrode umschließt.

Welcher Wärmewert für einen Motor optimal ist, legt der Fahrzeughersteller nach aufwendigen Versuchen fest. Eigene Experimente mit Zündkerzen eines höheren oder niedrigeren Wärmewertes sollten gut überlegt sein. Weichen die Einsatzbedingungen des Motors sehr stark von den mittleren Einsatzbedingungen ab, die der Fahrzeughersteller für diesen Motor angenommen hat und zeigt das Zündkerzenbild tatsächlich die Merkmale eines falschen Wärmewertes, kann eine Abweichung im Einzelfall sinnvoll sein.

Bevor eine solche Entscheidung getroffen wird, muß in jedem Fall sichergestellt sein, daß sich bei diesem Motor die Zündanlage wie auch die  Gemischaufbereitung in einwandfreiem Zustand befindet.

Zündkerzenkonzepte

Welchen Weg der Zündfunke nimmt, ist abhängig vom Zündspannungsbedarf. Das Gleitfunkenkonzept bietet den Vorteil, daß durch den heißen Zündfunken gebildete Ablagerungen abgebrannt werden und damit eine verbesserte Zündsicherheit vor allem bei häufigen Kaltstarts erreicht wird, bei denen es wegen des Nichterreichens der Arbeitstemperatur der Zündkerze besonders schnell zur Bildung von Ablagerungen auf der Zündkerze kommt. Zudem ist die benötigte Zündspannung geringer als beim Luftfunkenkonzept.

Bei gleichem Zündspannungsbedarf kann das Gleitfunkenkonzept größere Elektrodenabstände überbrücken, als beim Luftfunkenkonzept.

Leistungssteigerung durch Zündkerzen

In den meisten Fällen ist eine merkliche Leistungssteigerung des Motors alleine durch die Wahl der Zündkerze fragwürdig. Die Zündkerzen der renommierten Zündkerzenhersteller sind optimal auf die jeweilige Zündanlage, die Brennraumform sowie die thermischen Verhältnisse abgestimmt und erbringen eine optimale Leistung.

Als "Tuning-Zündkerzen" plakativ angepriesene Zündkerzen unbekannter Herkunft sind meistens vor allem relativ teuer und lassen sich vom Verbraucher kaum auf die Stichhaltigkeit tatsächlicher Leistungssteigerung prüfen.

Der Kauf solcher "Tuning-Zündkerzen" im Internet oder auf Messen kann neben dem technischen- auch ein rechtliches Risiko bedeuten, wenn Hersteller und Händler ihren Sitz im Ausland haben und bei durch Verwendung der Zündkerzen hervorgerufenen Schäden ein Garantie- bzw. Schadenersatzanspruch im Ausland durchgesetzt werden müßte.

Seitens der Zündkerzenhersteller werden für bestimmte Motoren hochwertigere Ausführungen neben der Standardzündkerze angeboten. Der Vorteil hochwertigerer Zündkerzen, die  mit Edelmetall-Elektroden oder Elektroden aus Seltenen Erden bestückt sind, haben ihre Vorteile hauptsächlich in einer verlängerten Standzeit, höherer Zündsicherheit auch bei schwierigen Einsatzbedingungen und schnellerem Erreichen der Arbeitstemperatur.

Zündkerzenwechsel

Ein Zündkerzenwechsel scheint eine relativ unkomplizierte Angelegenheit zu sein. Alte Zündkerze herausschrauben, neue Zündkerze einschrauben: fertig!

Ganz so einfach ist es leider nicht. Fehler, die beim Zündkerzenwechsel aus Unkenntnis oder Leichtsinn gemacht werden, können im Extremfall den Motor schwer beschädigen oder gar zerstören.

Die vorstehend genannten Sicherheitshinweise sollten sehr ernst genommen werden. Außerdem ist anzuraten, eine Schutzbrille und Arbeitshandschuhe zu verwenden, um eigenes Verletzungsrisiko gering zu halten.

Zunächst einmal sollte die Zündanlage auf Verschmutzung, Beschädigungen und Verölung geprüft werden. Auch die Steckverbindungen sind auf Korrosion zu prüfen. Bei dieser Gelegenheit ist es empfehlenswert, auch die Verteilerkappe abzunehmen und Verteilerfinger und Kappe auf Verschmutzung und Verschleiß der Kontakte durch den Abbrand zu prüfen. Bei starkem Abbrand oder Korrosion der Kontakte wie auch bei Rissen der Verteilerkappe sind sowohl Verteilerfinger als auch Verteilerkappe zu ersetzen.

Bei dieser Gelegenheit sollte auch das Axialspiel der Verteilerwelle geprüft werden. Merkliches Spiel deutet auf den Verschleiß der Lager hin, was einen unrunden Motorlauf und in Extremfällen Zündaussetzer hervorrufen kann. Da diese Lager meist nicht separat ersetzt werden können, muß der Verteiler ersetzt werden.

Findet sich Öl oder starker Ölnebel in der Verteilerkappe, was insbesondere bei von der Nockenwelle angetriebenen Verteilerläufern auftreten kann (z.B. Motoren C20NE, X20SE), ist der Axialwellendichtring undicht und muß ersetzt werden.

Leichtere Schmutzablagerungen in der Verteilerkappe mit Bremsenreiniger oder Spiritus entfernen und mit Druckluft trockenblasen.

Besteht der Verdacht, daß Zündkabel schadhaft sein könnten, empfiehlt es sich, bei Dunkelheit und laufendem die Motorhaube zu öffnen. Sind an den Zündkabeln Funken oder ganze Funkenstrecken zu beobachten, sind die betroffenen Zündkabel zu erneuern. Ebenso ist zu verfahren, wenn an den Zündkabeln Marderverbiß festzustellen ist.

Beim Abziehen der Zündkabel von den Zündkerzen darf nie an den Kabeln, sondern nur am Stecker gezogen werden. Sind die Kerzenstecker auf dem Isolator festgebacken, sollte der Stecker vorsichtig auf dem Isolator gedreht werden. Keinesfalls den Isolator auf Biegung beanspruchen, sonst könnte die Zündkerze brechen. Das Drehen und vorsichtige Abziehen des Zündkerzensteckers kann mit einer handelsüblichen Zündkerzensteckerzange durchgeführt werden, wie sie nachfolgend abgebildet ist.

Solche Steckerzangen gibt es unter anderem von Hazet, kosten allerdings ca. € 45,-- pro Stück! Meiner Ansicht nach kann man getrost auf preiswertere No-Name-Zangen zurückgreifen, die es bei diversen Händlern im Internet schon ab ca. € 15,-- gibt. Sie taugen für den Einsatzzweck, sind aber nach meinen Beobachtungen rostempfindlicher als Markenzangen.

Vor allem bei Vierventilmotoren, bei denen die Zündkerze senkrecht im Zündkerzenschacht steht, ist mit Taschenlampe und Spiegel zu prüfen, ob sich durch Undichtigkeit der O-Ringe Öl im Zündkerzenschacht befindet. Sollte dies der Fall sein, ist das Öl mit einem saugfähigen Lappen aufzunehmen und vor Einbau neuer Zündkerzen die defekten Schachtdichtungen zu erneuern.

Durch Motorenöl aufgequollene oder durch chemische Prozesse korrodierte Zündkabel bzw. Kerzenstecker sind zu ersetzen. Ansonsten die Zündkabel mit Bremsenreiniger von Verunreinigungen säubern. Stark verhärtete Zündkabel, beschädigte oder rissige Zündkabel tauscht man bei dieser Gelegenheit am besten aus, auch wenn sie im Moment noch keine sichtbaren Isolationsmängel aufweisen sollten.

Wichtig ist, daß die Zündkerzen nur bei kaltem oder allenfalls lauwarmem Motor aus- bzw. eingeschraubt werden dürfen. Wird der Wechsel bei heißem Motor durchgeführt und die Zündkerzen vielleicht gar mit zu hohem Drehmoment angezogen, kann dies dazu führen, daß sich die Zündkerzen bei einem späteren Wechsel kaum noch beschädigungsfrei lösen lassen.

Vor dem Lösen der Zündkerzen darauf achten, daß der Zündkerzenschlüssel korrekt aufgesetzt wurde. Ein Verkanten kann zum Bruch des Isolators oder - schlimmer - des Isolatorfußes führen!

Ist ein Stück des Isolatorfußes trotz aller Vorsicht abgebrochen, darf der Motor vor Beseitigung des Bruchstückes keinesfalls gestartet werden! Durch Verdrehen an der Kurbelwellenriemenscheibe stellt man diesen Zylinder auf den oberen Totpunkt (OT) und bläst den Fremdkörper mit Druckluft heraus. Sinnvollerweise deckt man den Schacht mit einem Lappen ab, damit sich das Bruchstück möglichst verfängt und eine Kontrolle erfolgen kann, ob wirklich alle Bruchstücke entfernt worden sind.

Läßt sich das Bruchstück auf diese Weise nicht entfernen, kann mit einem an einer Sonde (z.B. Magnetheber) angebrachten Schmierfettbatzen versucht werden, das Bruchstück zu bergen.

Wenn auch dies nicht zum Erfolg führt, bleibt leider nur die Demontage des Zylinderkopfes, damit ernste Motorschäden durch das harte Bruchstück vermieden werden.

Nach der Kontrolle des Verschleißbildes kann die Entscheidung darüber getroffen werden, ob die Zündkerzen weiter verwendet werden können oder besser ersetzt werden.

Einschraubgewinde dürfen keinesfalls geölt oder gefettet werden. Dies könnte zu einem Festbacken des Einschraubgewindes im Zylinderkopf führen, so daß sich die Zündkerze später kaum noch beschädigungsfrei lösen läßt. Neue Einschraubgewinde sind vom Hersteller vernickelt, was eine ausreichende Schmierung darstellt.

Werden gebrauchte Zündkerzen wieder eingeschraubt, so ist das Einschraubgewinde vor dem Einbau mit einer Messingbürste und etwas Bremsenreiniger von Verkrustungen zu reinigen. Anschließend kann dünn Hochtemperatur-Keramikpaste auf dem Gewinde aufgetragen werden.

Den nachstehend abgebildeten Baumarkt-Zündkerzenschlüssel kann man vergessen. Das T-Stück ist teilweise derart lausig verschweißt, daß es schon beim ersten Gebrauch abbricht und erhebliche Verletzungsgefahr heraufbeschwört. Auch die Verstiftung der Kardangelenke ist manchmal dermaßen minderwertig, daß diese schon beim ersten ernsthaften Gebrauch versagen.

Anschließend die Zündkabelstecker auf die Zündkerzen stecken und die Zündkabel so verlegen und ggf. befestigen, daß sie keinen Kontakt mit heißen Fahrzeugteilen haben und nicht durch scharfe Kanten beschädigt werden. Die üblichen Widerstands-Zündkabel dürfen nicht scharf geknickt werden, da dies zur Zerstörung der graphitierten und damit bruchempfindlichen Seele führen kann.

Die Stecker der Zündkabel sollen fest sitzen und fühlbar "einrasten". Sind die Stecker schon etwas ausgeleiert, biegt man die Kontakte mit einer Zange vorsichtig nach. Schlecht sitzende Zündkabel können zu einem teilweisen Verlust der Zündspannung führen, was zu Zündaussetzern führen kann.

Sofern sich die Kerzenstecker nur schwer aufstecken lassen, kann etwas Silikon-Spray die Gummi- bzw. Silikon-Tüllen der Stecker gleitfähiger machen.

Wahl der richtigen Zündkerze

Grundsätzlich gilt: minderwertige No-Name-Zündkerzen können die Motorleistung erheblich beeinträchtigen und durch Zündaussetzer auch den Katalysator beschädigen. Daher rate ich generell zu Zündkerzen eines namhaften Herstellers, wie z.B. BERU, Bosch oder NGK.

Manche Fachleute sind der Meinung, daß es kein Problem darstellt, bei einem Motor (für diesen zulässige) Zündkerzen unterschiedlicher Fabrikate einzubauen. Sofern alle eingebauten Zündkerzen denselben Wärmewert aufweisen, sind normalerweise keine Motorschäden zu erwarten. Ob der Motor mit unterschiedlichen Zündkerzen aber wirklich unter allen Betriebszuständen optimal läuft, ist eine andere Frage.

Ich würde Zündkerzen unterschiedlicher Hersteller und/oder Bauformen jedenfalls nur im Notfall und nur so lange verwenden, bis homogener Ersatz beschafft werden kann.

Kerzengesichter

	verbleit Der Isolatorfuß weist teilweise eine braungelbe oder auch ins grünliche gehende Glasur auf. Diese werden von Zusätzen in Benzin und Motoröl hervorgerufen, die ascheartige Ablagerungen bilden. Diese Ablagerungen können sich bei plötzlichem Vollastbetrieb des Motors verflüssigen und elektrisch leitfähig werden. Die Gemischaufbereitung ist exakt einzustellen. Neue Zündkerzen einbauen.
	verrußt Der Isolatorfuß, die Elektroden und das Zündkerzengehäuse sind mit samtartigem, schwarzem Ruß bedeckt. Dies wird durch eine zu fette Gemischeinstellung verursacht, die aufgrund eines stark verschmutzten Luftfilters oder einer defekten Kaltstarteinrichtung entstehen kann, ebenso durch überwiegenden Kurzstreckenverkehr (Kerze erreicht die Freibrenntemperatur nicht). Der Wärmewert der Zündkerze ist zu hoch. Durch Kriechströme kann es zu schlechtem Kaltstartverhalten und Zündaussetzern kommen. In der Folge kann unverbrannter Kraftstoff in den Kat gelangen und diesen beschädigen. Die Kaltstarteinrichtung und die Gemischaufbereitung sind ggf. einzustellen, der Luftfilter, wenn nötig, zu erneuern.
	verölt Der Isolatorfuß, die Elektroden und das Zündkerzengehäuse ist mit einem schwarzen Ölfilm überzogen. Dies rührt von zuviel Öl im Verbrennungsraum her. Mögliche Ursachen sind zu hoher Ölstand, stark verschlissene Kolbenringe, Zylinderlaufbahnen oder Ventilführungen. Bei Zweitaktmotoren kann auch zuviel Öl im Gemisch sein. Dies führt zu Zündaussetzern oder sogar einem Kurzschluß der Zündkerze. Je nach Ursache muß der Motor überholt werden, das Kraftstoff-Öl-Gemisch korrekt eingestellt oder überschüssiges Öl abgelassen werden. Die Zündkerzen sind zu ersetzen.
	Glasurbildung Der Isolatorfuß weist stellenweise eine braungelbe bis ins grünliche gehende Glasur auf. Verursacht wird dies durch ascheartige Ablagerungen aus Benzin und Motoröl. Bei plötzlicher Vollbelastung des Motors können diese verflüssigt und elektrisch leitfähig werde. Die Kraftstoffaufbereitung ist gemäß Herstellervorschrift einzustellen und die Zündkerzen zu ersetzen.
	Ablagerungen Starke Ablagerungen aus Öl- und Kraftstoffzusätzen auf dem Isolatorfuß und auf der Masseelektrode. Schlackenartige Ablagerungen (Ölkohle). Vor allem beim Betrieb eines Fahrzeugs mit Billig-Öl können diese Ablagerungen auftreten. Dies rührt von Legierungsbestandteilen - insbesondere des Motoröls - die Rückstände gebildet haben, die sich im Brennraum und auf der Zündkerze ablagern. Durch diese Ablagerungen kann es zu Glühzündungen mit Leistungsverlust bis hin zum Motorschaden kommen. Die Motoreinstellung sollte überprüft werden und ein Ölwechsel mit gutem Markenöl vorgenommen werden. Die Zündkerzen sind in jedem Fall zu ersetzen.
	angeschmolzene Mittelelektrode Die Mittelelektrode ist angeschmolzen, die Isolatorspitze weist blasige oder schwammartige Erweichungen auf. Dies wird durch thermische Überbeanspruchung durch Glühzündungen hervorgerufen wie sie beispielsweise durch eine zu frühe Zündeinstellung, Verbrennungsrückstände im Brennraum, defekte Ventile, einen schadhaften (ausgeschlagenen) Zündverteiler oder schlechte Kraftstoffqualität hervorgerufen werden kann.. Auch ein zu niedriger Wärmewert oder Nichtbeachtung des korrekten Anzugsdrehmomentes der Zündkerze kann zu diesem Kerzenbild führen. Es kommt in der Folge zu Zündaussetzern und Leistungsverlust bis hin zum Motorschaden. Zur Behebung sind Motor, Zündung, Gemischaufbereitung und Anzugsdrehmomente der Zündkerzen zu prüfen und ggf. zu korrigieren. Die Zündkerzen sind in jedem Fall zu ersetzen.
	Isolatorfußbruch Der Isolatorfuß weist Ausbrüche auf. Dies kann durch mechanische Beschädigung der Kerzen durch unsachgemäße Handhabung hervorgerufen werden. Anfangs ist dieser Defekt unter Umständen nur als Haarriß erkennbar. Im schlimmsten Fall kann durch Ablagerungen zwischen Mittelelektrode und Isolatorfuß der Isolator regelrecht gesprengt werden. Es kommt zu klopfender Verbrennung und Zündaussetzern. Die Zündkerzen sind sofort zu ersetzen.
	starker Verschleiß der Elektroden Mittel und/oder Masseelektrode weisen sichtbaren Materialverlust auf, der durch aggressive Kraftstoff- und Ölzusätze hervorgerufen wird. Ungünstige, eventuell durch Ablagerungen im Brennraum, Motorklopfen und thermische Überlastung hervorgerufene Strömungsverhältnisse im Brennraum können ebenfalls Ursache sein. Es kommt zu Zündaussetzern, insbesondere beim Beschleunigen und schlechtem Kaltstartverhalten. Die Zündkerzen sind sofort zu ersetzen.
	angeschmolzene Elektroden Blumenkohlartiges Aussehen der Elektroden, evtl. verbunden mit Niederschlag von kerzenfremden Materialien. Hervorgerufen wird dies durch thermische Überlastung, wie sie bei Glühzündungen gegeben sind (zu frühe Zündeinstellung, Verbrennungsrückstände im Brennraum, defekte Ventile, schadhaften Zündverteiler, unzureichende Kraftstoffqualität oder nicht vorschriftsmäßig angezogene Zündkerzen. Dies führt zum Leistungsverlust des Motors bis hin zum Motorschaden. Die Gemischaufbereitung, das Anzugsmoment der Zündkerzen und die Zündungseinstellung ist zu überprüfen. In jedem Fall sind die Zündkerzen sofort zu ersetzen.
	Verschmelzung der Elektroden Eine Verschmelzung der beiden Elektroden kann die Folge von Glühzündungen oder klopfender Verbrennung sein. Die Zündkerzen sind sofort zu ersetzen, die Motor- und Zündungseinstellung zu überprüfen.
	Koronafleck Normale bräunliche bis braune Verfärbung des Isolators durch Anlagerung elektrisch geladener Ölpartikel. Dies ist kein Anzeichen für Fehlfunktionen oder Undichtigkeiten.
	normales Kerzenbild weiß-graue Verfärbung des Isolatorfußes und nur geringe Ablagerungen

Anhand der Typenbezeichnung der Zündkerze lassen sich die Eigenschaften einer Zündkerze erkennen.

Bosch:

Beru