Was ist eine Zündspule?

Jul 29, 2023

Die Zündspule ist praktisch in jedem benzinbetriebenen Fahrzeug mit Verbrennungsmotor auf dem Markt zu finden. Tatsächlich verfügt Ihr Auto wahrscheinlich über mehrere davon – eine für jeden Motorzylinder. Die Zündspule nutzt elektrische Induktion, um Ihren Motor mit den hohen Spannungen zu versorgen, die für eine ordnungsgemäße Kraftstoffverbrennung erforderlich sind. Das klingt nach einer einfachen Aufgabe, ist aber wichtig, wenn es um die Kraftstoffeffizienz und Zuverlässigkeit Ihres Autos geht. Wie die meisten wichtigen Komponenten sollten diese Spulen regelmäßig überprüft und gewartet werden.

Benzinfahrzeuge werden in der Regel von einer einfachen 12-Volt-Gleichstrombatterie angetrieben. Diese Spannung reicht aus, um einen Anlasser zu aktivieren und den Motor zum Laufen zu bringen, reicht jedoch nicht für eine tatsächliche Verbrennung aus. (Eine Zündkerze benötigt für die Verbrennung etwa 40.000 Volt.) Hier kommt die Zündspule ins Spiel. Sie enthält einen Aufwärtstransformator (auch Spulenpaket genannt), um diesen winzigen Strom in schnelle Stöße von mehreren tausend Volt auf einmal umzuwandeln . Diese Elektrizität wird dann im perfekten Takt zum Verbrennungszyklus des Zylinders an jede Zündkerze gesendet, wodurch Kraftstoffdampf mit Sauerstoff entzündet und Strom erzeugt wird. Dieselmotoren verfügen insbesondere nicht über Zündspulen, da sie ihren Kraftstoff allein durch Hitze und Druck zünden.

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Eine moderne Zündspule sieht aus wie eine Gummimanschette, die auf die Zündkerze gesteckt wird. Oben befindet sich ein elektrischer Anschluss zum Empfangen der Spannung und einige Gewinde zur sicheren Befestigung am Motor. Wenn Sie das Bauteil jedoch zerlegen würden, würden Sie mehrere Meter eng gewickelte Kupferdrähte finden, aus denen das Spulenpaket besteht. Diese sind um einen Eisenkern gewickelt, der den 12-V-Strom empfängt und als Elektromagnet dient. Die im Magnetfeld des Kerns gespeicherte Energie ist die Energie, die an die Zündkerze übertragen wird. Schließlich ist das gesamte Spulenpaket in einen Harzisolator eingebettet, um Kurzschlüsse zu verhindern. Die Zündspule nutzt ein Prinzip, das als Faradaysches Induktionsgesetz bekannt ist, um unglaubliche Energiemengen zu erzeugen, und das gleiche Gesetz gilt sowohl für den Bau von Elektromotoren als auch für Generatoren.

Frühe Autos waren mit einer Zündspule ausgestattet. Dieses Spulenpaket war in einem Teil namens Verteiler enthalten, bei dem es sich im Wesentlichen um ein Kabelbündel handelte, das zu jeder Zündkerze führte. Der Verteiler war auch für den Zeitpunkt jeder Kraftstoffzündung verantwortlich und konnte mit der Zeit dekalibriert werden, was dazu führte, dass der Motor nicht mehr synchron lief. Etwa in den 1980er Jahren begannen Autohersteller mit der Installation elektronischer Sensoren zur Steuerung des Zündzeitpunkts und mehrerer Zündspulen für mehr Leistung und Effizienz. Heutzutage haben die meisten Motoren eine Zündspule direkt auf jeder Zündkerze. Dies wird als „Coil-on-Plug“-Konfiguration bezeichnet.

Diese Systeme mit mehreren Spulenpaketen sind viel zuverlässiger als die Zündverteiler der Vergangenheit, dennoch können einzelne Zündspulen mit der Zeit ausfallen und zu einer Fehlzündung des Motors führen. Wenn in einem Zylinder eine Fehlzündung auftritt, bedeutet das, dass der darin befindliche Kraftstoff nicht zum richtigen Zeitpunkt oder überhaupt nicht brennt. Dies wird manchmal auch als toter Zylinder bezeichnet. Längere Fehlzündungen können zu größeren Problemen wie verzogenen Kolbenstangen oder Korrosion innerhalb der Zylinderwand führen. Es kann auch dazu führen, dass unverbrannter Kraftstoff in Ihr Abgassystem gelangt, was sich negativ auf die Umwelt und die Katalysatoren Ihres Autos auswirkt. Sobald eine Fehlzündung erkannt wurde, sollte sie so schnell wie möglich behoben werden.

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Zündspulen haben typischerweise eine lange Lebensdauer – über 100.000 Meilen. Allerdings kann es irgendwann zu Fehlfunktionen kommen, die zu der gefürchteten Fehlzündung führen. Dieses Problem wird wahrscheinlich langsam beginnen und kaum wahrnehmbar sein, wird aber mit der Zeit problematischer. Wenn es zu einer Fehlzündung kommt, auch nur für ein paar Sekunden, wird die Computersteuerung Ihres Motors das Problem wahrscheinlich erkennen und einen Fehlercode generieren. Dann leuchtet die Motorkontrollleuchte auf.

Mit einem Diagnosescanner in einer Werkstatt oder einem Autoteilehändler können Sie dann erkennen, welcher Zylinder Fehlzündungen aufweist, und von dort aus fortfahren. Ein weiteres Anzeichen für eine Fehlzündung kann ein unruhiger Motorleerlauf sein. In extremen Fällen kann es vorkommen, dass das Fahrzeug das Gefühl hat, bei hoher Drehzahl zu schwanken oder bei niedrigen Geschwindigkeiten stehen zu bleiben.

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Weitere Anzeichen dafür, dass Ihre Zündspule defekt ist, sind ein schlechterer Kraftstoffverbrauch, eine langsame Beschleunigung und ein nach hinten losgehender Motor, was bedeutet, dass Sie einen lauten Knall hören, wenn unverbrannter Kraftstoff aus dem Abgassystem austritt.

Abgesehen von den Spulen ist die benachbarte Zündkerze, defekte Zündkerzenkabel oder ein größeres elektrisches Problem ein weiterer wahrscheinlicher Grund für Fehlzündungen. Wenn Sie Ihr Auto in eine Fachwerkstatt bringen, verfügt diese über eine Reihe von Spannungsprüfgeräten, um festzustellen, wo im Stromkreis die Störung auftritt. Sie suchen möglicherweise auch nach anderen Dingen wie verstopften Einspritzdüsen.

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Sobald Sie eine defekte Zündspule identifiziert haben, kostet der Austausch der Zündspule in der Regel etwa 250 US-Dollar pro Teil. Hinzu kommt der Arbeitsaufwand, der leicht zusätzliche 50 $ oder mehr pro Spule verursachen kann. Wenn Sie handwerklich begabt sind, sollten Sie diese Aufgabe vielleicht selbst in Angriff nehmen, da sich die Zündspulen normalerweise an einer zugänglichen Stelle oben auf dem Motor befinden und mit einem einfachen Steckschlüssel entfernt werden können. Nehmen Sie zur Sicherheit zunächst die 12-V-Batterie ab.

Gleichzeitig möchten Sie vielleicht darüber nachdenken, alle Zündkerzen Ihres Autos auszutauschen. Der Stopfen im Zylinder mit Fehlzündung könnte korrodiert oder mit Rückständen verkrustet sein und muss wahrscheinlich sowieso ausgetauscht werden. Zündkerzen sind im Allgemeinen schwerer zu erreichen als Zündspulen und erfordern spezielle Steckschlüsseleinsätze, um sie aus der Brennkammer zu lösen. Wenn Ihnen das alles zu kompliziert vorkommt, wenden Sie sich am besten an einen professionellen Mechaniker.

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Bei mehreren Arbeiten zum Austausch von Zündspulen und Zündkerzen kann eine Werkstatt leicht Tausende von Dollar an Teilen und Arbeitsaufwand auf Ihre Rechnung bringen. Außerdem ist es wahrscheinlich, dass Ihr Fahrzeug für mindestens ein paar Stunden außer Betrieb ist. Wenn für Ihr Auto noch eine Herstellergarantie für den Antriebsstrang gilt, können Sie dadurch eine Menge Geld sparen, während Sie Wartungsarbeiten wie den Austausch der Zündspule in einer zugelassenen Werkstatt durchführen lassen.

Spannungswandler, wie sie in Zündspulen zu finden sind, wurden erstmals 1831 vom englischen Physiker Michael Faraday beobachtet. Dann fand er heraus, dass das Wickeln von Kupferdrähten in Spulen um einen Elektromagneten dazu führte, dass die Spule Spannung vom Magneten in den Draht übertrug und dass die Spannung anstieg, wenn längere Spulen vorhanden waren Wunde. Bald darauf, im Jahr 1836, nutzte Nicholas Callan Faradays Erkenntnisse, um einen Aufwärtstransformator zu entwickeln, der genug Spannung erzeugte, um schwere Industriemaschinen anzutreiben.