Die Zündung der Traction

 

Auszug aus einer Untersuchung der Fachhochschule Giessen-Friedberg (Deutschland), ergänzt und auf die Traction angepasst durch Daniel Eberli
Grundlagen

Beim Ottomotor wird das Kraftstoff-Luftgemisch im Zylinder durch den Funken der Zündkerze gezündet. Man nennt dies "zeitlich gesteuerte Fremdzündung".

Für den Zündfunken, der das Gemisch zündet, ist ein elektrischer Stromstoss hoher Spannung notwendig. In der Regel wird dazu der Strom aus dem Bordnetz (6 oder 12 Volt) verwendet und hochtransformiert auf 15 - 20’000 Volt. Bei Autos und Motorrädern ganz alter Bauart (bis ca. 1930) und bei Sportflugzeugen wird die Magnetzündung angewendet. Das heisst, der Zündstrom wird von einem Zündmagneten (ähnlich wie bei einem Dynamo) separat erzeugt.

Der Zeitpunkt des Überspringens des Funkens, der Zündzeitpunkt, beeinflusst Leistung, Verbrauch und Schadstoff-Emission des Motors. Der Zündzeitpunkt wird in "Grad Kurbelwinkel" ( º KW) angegeben und als" Zündwinkel" bezeichnet.

Mit Rücksicht auf die erwähnten Motoreigenschaften ist der Zündwinkel keine konstante Grösse, sondern er hängt insbesondere von der Motorlast (Drehmoment) und der Motordrehzahl ab.

Drehzahleinfluss: Die Zeit vom Überspringen des Funkens bis zur Entzündung des Gemisches, der Zündverzug (etwa 0,2 bis 1 ms), ist konstant. Die Zeit für die Verbrennung selbst beträgt beim Ottomotor etwa 40 bis 50 º KW (Grad Kurbelwinkel). Je schneller der Motor dreht, in desto kürzerer Zeit wird dieser Winkel durchlaufen und desto größeren Anteil an der Verbrennungszeit hat der Zündverzug. Weil die Verbrennungsgeschwindigkeit endlich ist (10 bis 30 m/s), verschiebt sich das Verbrennungsende mit höheren Drehzahlen immer mehr in die Expansion, also Richtung Auspuffsphase. Damit verschlechtern sich Wirkungsgrad, Leistung und Abgasverhalten; die thermische Beanspruchung nimmt zu.

Lasteinfluss: Die Geschwindigkeit, mit der sich die Flamme im Brennraum ("Flammengeschwindigkeit") ausbreitet, hängt über die Motorlast gleich von mehreren Faktoren ab:

· Gemischzusammensetzung: je "fetter" das Gemisch, d.h. je höher der Kraftstoffanteil im Gemisch, desto schneller, je "magerer", desto langsamer verbrennt das Gemisch. Die Gemischzusammensetzung wird durch die Luftzahl l  angegeben. (Idealgemisch l: Stöchiometrisches Luftverhältnis = 14,5 kg Luft / kg Treibstoff.) Das Gemisch für den Otto-Motor (Luft/Benzin) ist - im Gegensatz zu dem des Diesels - nur innerhalb enger l -Grenzen zündfähig: 0,8 < l > 1,25. Ein Gemisch mit l< 1 wird als "fett" bezeichnet, mit l >1 als "mager".

· Druck und Temperatur: hohe Last bedeutet - hohe Drücke und Temperaturen im Zylinder!

· Füllung des Zylinders: infolge schlechter Füllung des Zylinders bei Teillast niedrigere Flammgeschwindigkeit

· Mit der Verwirbelungsgeschwindigkeit (abhängig von der mittleren Kolbengeschwindigkeit) nimmt die Flammgeschwindigkeit zu.

Praxis

Moderne Motoren sind zur Berücksichtigung all dieser Faktoren mit einer elektronischen Kennfeld-Zündung ausgestattet. Bei der Traction bestehen vier Möglichkeiten, den Zündzeitpunkt zu beeinflussen, wobei bei den meisten Ausführungen deren zwei oder drei in Kombination zur Anwendung gelangen:

  1. Die fixe Einstellung des Zündzeitpunktes. Diese ist bei jedem Fahrzeug notwendig und wird bei der Traction auf 8 bis 12 Grad vor OT (oberem Totpunkt) eingestellt. (Details dazu in der Broschüre „Citroën Traction Avant 11 & 15 CV für Anfänger“, geschrieben und vertrieben durch Daniel Eberli.)
  2. Verstellung mittels Handverstellung. Bei höherer Drehzahl dreht man den Hebel im Uhrzeigersinn Richtung „Früh“. Massgebend ist die Drehzahl, nicht die geforderte Leistung. Fährt man also mit viel Gas, aber tiefer Drehzahl einen Berg hinauf, verstellt man die Zündung Richtung „Spät“. Auch zum Starten des Motors muss die Zündung auf „Spät“ stehen.
  3. Verstellung mittels Fliehkraft. Je höher die Drehzahl, desto früher der Zündzeitpunkt.
  4. Verstellung mittels Vakuum. Im Ansaugtrakt entsteht ein Unterdruck, welcher sowohl von der Drehzahl, als auch von der Drosselklappenstellung abhängt. Eine Erhöhung des Vakuums erzeugt eine Verschiebung des Zündzeitpunktes Richtung „Früh“.

Die Zündanlage beim Vierzylinder

Die Anlage beim Sechszylinder unterscheidet sich nur durch die Anzahl der Anschlüsse bei der Verteilerkappe.

Die Zündspule wird vom Bordnetz über den Unterbrecher unter Strom (=Primärstrom) gesetzt. Da es sich dabei um Gleichstrom handelt, baut sich im Kern der Spule ein Magnetfeld auf. Unterbricht der Unterbrecher den Primärstrom, bricht das Magnet­feld zusammen. Dies erzeugt - wie in einem Wechselstrom – Transformator – durch Induktion in der Sekundärwicklung einen Stromstoss. Da die Sekundär­wicklung viel mehr Windungen hat, entsteht ein Stromstoss ho­her Spannung. Der Rotor des Zündverteilers bringt den Strom zur Zündkerze des Zylinders, der am Ende der Kompressionsphase angekommen ist. Beim Spalt der Kerze springt ein Funke und zündet das Gemisch.

Der Kondensator ist am Verteiler angebaut und parallel geschaltet. Er hat die Aufgabe, den beim Öffnen der Unterbrecherkontakte entstehenden Funken zu unterdrücken, Abbrand zu verhindern und schnelles Zusammenbrechen des Magnetfeldes zu bewirken. Es kommt auch zu einem kürzeren Schaltvorgang und damit zu einer höheren Zündspannung. Mit anderen Worten: durch den Gebrauch eines Kondensators mit der richtigen Grösse (Kapazität) wird der Funken an der Zündkerze verstärkt. Ein schadhafter Kondensator kann die Ursache für ein schnelles Verschmoren der Kontakte sowie eines schlechten Zündfunkens sein.

CTAC Home