Zündkerzen - Funktionsweise, Schadensbilder und Wechsel

Ottomotoren sind auf Zündkerzen angewiesen, die das Kraftstoff-Luftgemisch entzünden. Bewerkstelligt wird diese Zündung mittels Zündkerzen. Die enormen Fortschritte an Verbrennungsmotoren in den letzten Jahren führen ebenso zu einer deutlichen Weiterentwicklung bei Zündkerzen.
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Nachfolgend erfahren Sie, weshalb die richtige Wahl der Zündkerzen so wichtig ist wie die Verwendung von hochwertigen Produkten, wie Sie Schadensbilder an Zündkerzen erkennen und wie Sie eine Zündkerze wechseln.

Grundsätzliches und Funktionsweise der Zündkerze

Bereits Ende der 1870er entwickelte Carl Benz nicht nur seine zukunftsweisenden Motoren, sondern auch die dazu benötigte Zündkerze. Der Weg der Zündkerze führte dabei von der Glührohrzündung über die Niederspannungs-Magnetzündung zur heute noch üblichen Hochspannungszündung, die sich bereits am Anfang des 20. Jahrhunderts entwickelte.

Im Lauf dieser Zeit kam es zu zahlreichen Verbesserungen der Zündkerzen. Spätestens in den 1900ern und mit Beginn des neuen Jahrtausends veränderten sich die Anforderungen für Zündkerzen in erheblichem Umfang. Bei der Hochspannungskerze wird hohe Spannung an die Elektroden geleitet, dadurch kommt es zum Zündfunken.

Die enorme Weiterentwicklung der Zündkerze in den letzten Jahrzehnten

Mit die bedeutendsten Veränderungen bei den Zündkerzen sind vor allem den Anforderungen einer noch effizienteren Verbrennung in Verbindung mit einer stetig sinkenden Abgasbelastung zu verdanken. Ab einem bestimmten Zeitpunkt war es kaum noch möglich, bis dahin übliche Verbrennungsmotoren in diesen Punkten weiter zu verbessern. Noch Ende des 20. Jahrhunderts galten beispielsweise Ottomotoren, die mittels Turbolader oder Kompressor aufgeladen werden, zwar als sehr effizient, aber auch als problematisch.

Durch die Aufladung wird eine höhere Verbrennungstemperatur erzeugt, welche die Bauteile eines Motors massiv belastet. Inzwischen gab es dabei so umfassende Fortschritte und Verbesserungen, dass aufgeladene Motoren längst zum Standard wurden. Das Motoren-Downsizing ist also nicht einfach ein Trend, sondern war ein wichtiger Schritt, in Verbrennungsmotoren zu einer deutlich verbesserten Verbrennung und damit einhergehend zu signifikant gesunkenen Abgasrückständen zu gelangen. Damit haben sich auch die Anforderungen an Zündkerzen erheblich verändert, da eine noch präzisere Verbrennung erforderlich ist.

Entwicklung der Zündkerzentechnologie und Zündkerzenaufbau

Doch bevor wir zu diesen wichtigen Merkmalen gelangen, zunächst allgemeine Informationen zu Zündkerzen. Eine Zündkerze besteht aus einem Legierungskern, einer keramischen Ummantelung, einer Mittelelektrode und einer Masseelektrode. Wird hohe Spannung in die Zündkerze geleitet, kommt es zwischen den beiden Elektroden zu einem Zündfunken. Bei der Erzeugung der Zündspannung gab es ebenfalls erhebliche Fortschritte. Die bis in die 1990ern noch übliche Unterbrecher-Zündspannung (Zündverteiler und Zündspule) wurde längst abgelöst.

Zündboxen können heute für jede einzelne Zündkerze üblich sein. In den Zündkerzen befindet sich Elektronik, sodass die Einzelfunken-Zündbox oder Zündspule zum Standard wurde. Zwar ist der Herstellungsaufwand solcher modernen Zündkerzen deutlich größer und damit kostenintensiver. Aber es müssen keine Hochspannungsleitungen mehr durch den Motorraum gezogen werden wie früher üblich.

Das verringert die Anfälligkeit des Zündsystems erheblich, sorgt aber ebenso für mehr Sicherheit (Stromschläge durch Hochspannung sind lebensgefährlich). Insbesondere, da ja durch das Downsizing von Motoren in Verbindung mit dem erwähnten Aufladen des Motors deutlich höhere Betriebstemperaturen erzeugt werden.

Besonderheiten der Zündkerzenelektroden

Aber auch die Elektroden haben sich in den letzten Jahren verändert. Bei älteren Fahrzeugen besteht die Masseelektrode aus einer gewinkelt gebogenen Metalllegierung. Moderne Zündkerzen können auch mit zwei, drei, vier und sogar fünf Masseelektroden ausgestattet sein. Außerdem gibt es noch die 360-Grad Masseelektrode.

Hier kommen zwei verschiedene Verfahren zum Einsatz. Der Zündfunke entsteht nicht mehr einfach nur zwischen Mittel- und Masseelektrode. Entweder gleitet der Zündfunke nun über eine Isolationsschicht oder muss dabei auch noch Luftspalte überwinden. Entsprechend werden beide Verfahren als Gleitfunkenzündung bzw. Luftgleitfunkenzündung bezeichnet.

Die Spannungen, die von den modernen Zündanlagen erzeugt werden, sind ebenfalls deutlich höher als bei der früher üblichen Unterbrecherzündung. Dadurch konnte auch der Abstand der Mittelelektrode zu den oder den Masseelektroden deutlich vergrößert werden. Früher waren Abstände von 0,3 mm bis 0,7 mm üblich. Diese mussten auch mit einer Zündkerzen- oder Elektrodenlehre überprüft werden.

Moderne Zündkürzen besitzen heute bereits einen Abstand von mindestens 1 bis 2 mm zwischen beiden Elektroden. Das führt zu einer weiteren Verbesserung bei der Zündung. Durch den größeren Abstand der beiden Elektroden verlängert sich zwangsläufig auch der Zündfunke. Das wiederum bedeutet, dass sich die Kontaktfläche zwischen Verbrennungsgemisch und Zündfunke vergrößert. Letztendlich führt das zu einer effizienteren und präziseren Zündung des Gemischs.

Der Zündkerzenwärmewert

Nun haben wir aber bereits eingangs erwähnt, dass sich auch die Wärmeentwicklung der Motoren verändert hat. Moderne Motoren werden erheblich wärmer als ältere Verbrennungsaggregate. Nun ist es aber so, dass eine Zündkerze aus wenigstens zwei Gründen einen bestimmten Wärmebereich benötigt, um dauerhaft zuverlässig zu arbeiten. Ab einer Temperatur von 400 bis 450 Grad Celsius setzt die Selbstreinigung der Elektrode ein. Das heißt, Verbrennungs- und Ölrückstände, die sich seit dem letzten Laufen des Motors bilden konnten, werden dann abgebrannt.

Dieser Vorgang muss nach dem Kaltstart zu schnell wie möglich einsetzen, was bedeutet, dass die Zündkerze diese Mindesttemperatur schnell erreichen muss. Andernfalls können Zündaussetzer insbesondere bei einem noch nicht betriebswarmen Motor die Folge sein.

Dem steht jedoch nun gegenüber, dass die Temperatur der Elektroden auch nicht den Bereich von 900 Grad Celsius überschreiten darf. Dieser Temperaturbereich wird auch als Glühzündungsbereich bezeichnet. Die Elektrode ist nun so heiß, dass sich das Kraftstoff-Luft-Gemisch nur aufgrund der Hitze unkontrolliert entzünden kann.

Ein Klopfen des Motors ist das dann typische Symptom. Aus diesen beiden Anforderungen lässt sich schlussfolgern: einerseits muss die Zündkerze Temperatur gut aufnehmen und auch speichern, um die 400 bis 450 Grad zu erreichen.

Kalte Kerzen und warme oder heiße Zündkerzen

Andererseits muss sie die Temperatur aber auch effizient ableiten, um den Bereich von 900 Grad nicht zu erreichen bzw. zu überschreiten. Bewerkstelligt wird das durch die Länge der Kerze und damit auch über die keramische Isolierschicht. Zündkerzen, welche die Wärme schnell abführen, werden als kalte Kerzen bezeichnet; Zündkerzen, die Wärme weniger schnell abgeben als heiße Kerzen.  Die keramische Isolation ist bei kalten Kerzen kürzer als bei heißen. Auch eine Verbundelektrode sorgt für schnellere Wärmeabführung. Bei Verbundelektroden besteht der Kern der Elektrode aus einem sehr gut wärmeleitfähigen Metall bzw. einer Legierung. Das wären beispielsweise Kupferkerne in einer für die Zündung optimalen Ummantelung aus einer Nickellegierung.

Legierungen für die Elektroden von Nickel bis Iridium

Es muss sich bei der Legierung der Elektrode aber nicht zwingend um Nickel handeln. Lange Zeit kamen auch Beschichtungen aus Platin oder Silber zum Einsatz. Heute sind noch bessere Elektroden häufig mit einer Iridiumlegierung beschichtet. Bei sehr heiß ablaufenden Verbrennungen kann auch eine sehr spezielle Nickellegierung (Inconel oder Inco) zum Einsatz kommen. Diese verschiedenen Legierungen sorgen abhängig vom Kerntemperaturbereich eines Motors für eine entsprechend lange Haltbarkeit der Elektrode.

Welche Zündkerzen bei welchem Fahrzeug und welchen Anforderungen?

Nun kommen wir wieder zurück auf die Ausführungen bezüglich des heute üblichen Downsizings von Motoren. Natürlich betrifft das ältere Ottomotoren ebenfalls, wenn diese mit einem Turbolader ausgestattet sind. Also Sportmodelle, Tuning im Motorsport usw. Solche Fahrzeuge benötigen Zündkerzen, die Wärme möglichst schnell abtransportieren.

Kommt es zu regelmäßigen und unkontrollierten Selbstzündungen, kann das schnell bis zum kapitalen Motorschaden führen. Daher ist auch von Billig-Chiptuning dringend abzuraten. Es müssen also zwingend die Zündkerzen bei modernen Fahrzeugen eingesetzt werden, die der Hersteller freigegeben hat. Interessanterweise besteht hier teilweise ein Missverständnis bei vielen Autobesitzern.

Zündkerzen müssen vom Fahrzeughersteller freigegeben sein

Viele Autobesitzer gehen davon aus, dass Zündkerzenhersteller wie NGK, Bosch oder Beru Zündkerzen entwickeln und dann für Motoren freigeben. Vielmehr ist es genau umgekehrt. Bereits bei der Entwicklung eines Motors legt der Motorenhersteller fest, welche Kerzen infrage kommen werden. In aufwendigen und zahlreichen Tests werden dann die passenden Zündkerzen bestätigt.

Neben den Zündkerzenherstellern, die für die Erstausstattung verantwortlich sind, müssen die Motorenhersteller auch anderen Herstellern erst eine Freigabe erteilen. Im Prinzip können Sie sich das ähnlich vorstellen wie bei den Freigaben von Motorenölen. Übrigens bieten wir Ihnen im umfangreichen Ersatzteil-Shop von Lott Autoteile nicht nur Ersatzteile, sondern ebenso hochwertige Betriebsstoffe wie Getriebe- und Motorenöle.

Ausschließlich Markenzündkerzen verwenden

Mit Bezug auf die Zündkerzen dürfen Sie also ausschließlich solche verwenden, die eine Freigabe seitens des Fahrzeugherstellers besitzen. Kaufen Sie irgendwelche unbekannten No-Name-Kerzen im Internet, muss eine angeblich bestehende Freigabe, die der Zündkerzenhersteller publiziert, nicht unbedingt zutreffend sein.

Daher sollten Sie sich bei Zündkerzen ausschließlich auf echte Markenware verlassen, wie Sie bei Lott Autoteile angeboten wird. Wenn Sie wirklich gutes Geld sparen wollen, empfehlen wir Ihnen die Lott Hausmarke. Dabei handelt es sich ebenfalls um hochwertige Ersatzteile, die allen Qualitätskriterien entsprechen, aber zu einem besonders attraktiven Preis angeboten werden können.

Die Bezeichnung der Kerzen laut Zündkerzenherstellern wie Bosch oder NGK

Bezüglich der Wärmewerte von Zündkerzen müssen Sie wissen, dass die Angaben zu diesen Werten nicht genormt sind. Daraus folgt, dass jeder Zündkerzenhersteller Wärmebereiche von Kerzen mit anderen Kennnummern schlüsselt.

Bild_NGK Zündkerzem

NGK Zündkerzen zum Beispiel weisen bei ähnlichen Werten völlig gegenteilige Kennzahlen gegenüber Bosch Zündkerzen auf. Je nach Hersteller hält dieser mehr oder weniger umfassende Tabellen zum Vergleich mit Kerzen anderer Kerzenhersteller oder zu den Motorherstellerdaten bereit.

Wie erkennen Sie, dass eine Zündkerze defekt ist?

Das ist ein Ratgeber, der natürlich die Besitzer neuer Fahrzeuge ebenso interessiert wie diejenigen, die sich mit Youngtimern, Oldtimern und Klassikern befassen. Nicht immer muss ein bestimmtes Verhalten eines Motors defekte Zündkerzen bedeuten. Hochspannungsanlagen, die bei älteren Fahrzeugen über den Zündverteiler und Unterbrecher die Spannung an die jeweilige Zündkerze abgeben, sind ebenfalls schadensanfällig.

Insbesondere, wenn Wartungsstau besteht. Ruckeln des Motors, Klopfen oder Fehlzündungen können auch damit zu tun haben. Daher müssen bei sämtlichen Fahrzeugen andere mögliche Ursachen ausgeschlossen werden.Bild_Zündkerzentester

Mercedes beispielsweise hatte in den 1990ern Motorkabelbäume mit einer damals herkömmlichen PVC-Isolierung verwendet. Diese Beschichtungen sind den hohen Temperaturen am Motor jedoch nicht gewachsen und wurden oftmals spröde und brüchig, was zu Kurzschlüssen führte. Auch Zündkontaktstecker können brechen und Kurzschlüsse auslösen, die ein Fehlverhalten auslösen, das auf kaputte Zündkerzen schließen lässt.

Sie müssen also immer andere Schäden ausschließen. Selbstverständlich erhalten Sie bei Lott Autoteile auch alle anderen Komponenten, die Sie für die Zündanlage Ihres Fahrzeugs benötigen. Dazu gehören Zündkabel, Zündkerzenstecker, Widerstände, Zündspulen und bei älteren Fahrzeugen natürlich ebenso Verteilerläufer, Verteilerkappen usw.

Bestimmen vom Zündkerzenbild

Sie können aber auch die Zündkerzen überprüfen. Je nach Fehlfunktion entsteht ein unterschiedliches Verbrennungsbild an den Elektroden der Zündkerze. Bei einer akkurat zündenden Zündkerze ist die Oberfläche bräunlich (rehbraun). Es gibt keine öligen, schwarzen oder grauen Rückstände. Zudem gibt die Form der Mittelelektrode Aufschluss über den Zustand. Die Kanten müssen scharf sein. Die folgenden Schadensbilder von Zündkerzen können Sie unterscheiden:

  • Zündkerze verschlissen
  • Zündkerze verbrannt
  • Zündkerze verölt
  • Zündkerze verkokelt
  • Zündkerze weiß oder grau
  • Mittelelektrode nicht mehr sichtbar
  • Kontakt zwischen beiden Elektroden
Zündkerze verschlissen
Eine verschlissene Zündkerze kann eine (teilweise) abgebrannte Masseelektrode oder/und ebenso beschädigte Mittelelektrode darstellen. Die Ursache kann falscher Kraftstoff, ein ungeeignetes Motoröl oder ein aggressiver Kraftstoffzusatz (Additiv) sein. Es kann aber auch eine falsche Zündkerze eingebaut sein (Notwenigkeit kalter oder heißer Kerze beachten).

Zündkerze abgebrannt
Auch hier können Probleme mit Kraftstoff oder Öl ursächlich sein. Zusätzlich kann zu viel Motoröl verbrannt werden. Aber auch eine Glühzündung ist denkbar.

Zündkerze verölt
Klassisch bedeuten verölte Elektroden oft defekte Kolbenringe. Es kann aber auch zu viel Motorenöl in der Ölwanne sein. Lockere Zündkerzen sind ebenfalls möglich.

Zündkerze ist verkokelt
Die Zündkerze ist zu heiß. Entweder ist die Verbrennung ursächlich (zu fettes Kraftstoffgemisch durch einen Defekt bei der Kraftstoffversorgung, durch gezogenen Kaltstart oder Chip-Tuning). Aber auch ein falscher Wärmewert der Zündkerze ist denkbar.

Zündkerze ist grau oder weiß
Es können dieselben Ursachen zugrunde liegen wie bei einer verkokelten Zündkerze. Die Zündkerze wird definitiv zu heiß.

Mittelelektrode nicht mehr sichtbar (verbrannt)
Neben Problemen bei der Motorsteuerung (falsche Ventilöffnungszeiten, durch beispielsweise zu alten und damit überdehnten Zahnriemen), Glühzündung durch falsche Wärmewerte.

Kontakt beider Elektroden
Der Motor bildet Ablagerungen zwischen den beiden Elektroden, sodass der Abstand immer kleiner wird oder sich ganz schließt. Der Motor wird wahrscheinlich zumeist nur kurz gestartet, ohne seine Betriebstemperatur zu erreichen.

Der Zündkerzenwechsel

Den Zündkerzenwechsel sollten Sie immer von ausgewiesenen Fachkräften durchführen lassen. Denn schon vor dem Ausbau erkennt der Mechaniker etwaige erste Probleme wie zum Beispiel Ölaustritt am Gewinde. Zudem sollte der Motor auf Betriebstemperatur sein, sodass sich die Kerzen leichter ausdrehen lassen. Abgerissene Zündkerzen bedeuten, dass der Zylinderkopf abgenommen werden muss und die Kosten extrem ansteigen.

Außerdem müssen Zündkerzen mit der richtigen Festigkeit angezogen werden (zu feste Zündkerzen reißen beim späteren Ausbau oftmals ab, zu locker eingedrehte Kerzen können Undichtigkeiten am Zündkerzengewinde und eine negative Beeinflussung der Verdichtung bedeuten).

Bild_Motorraum
Zündkerzen sehen auf den ersten Blick ähnlich aus. Doch tatsächlich sind es sehr konkret auf einen Motor (Downsizing zum Beispiel) und Betriebsanforderungen (Motorsport beispielsweise) abgestimmte Komponenten eines Motors. Bei der falschen Verwendung kann es zu Ausfällen oder Störungen des Motors kommen. Schlimmstenfalls kann das zu einem kapitalen Motorschaden führen. Daher ist einerseits die Wahl der richtigen Zündkerzen zwingend erforderlich. Andererseits sind die Wartungsintervalle unbedingt einzuhalten. Bei Oldtimern aus den 1980ern und älter können Zündkerzen verbaut sein, die bereits nach 10.000 bis 15.000 km gewechselt werden müssen, während bei modernen Fahrzeugen Wechselintervalle von 100.000 km möglich sein können.

Zündkerzen bequem und preiswert online kaufen im Lott Ersatzteilshop

Lott Autoteile bietet zu allen angebotenen Zündkerzen ausführliche Produktinformationen, sodass die Freigabe durch den Fahrzeughersteller leicht nachvollziehbar ist. Kaufen Sie ausschließlich hochwertige Markenware bei so wichtigen Bauteilen. Alternativ dazu können Sie auch auf günstige Produkte der Lott Hausmarke zurückgreifen.

Wir bieten ausschließlich echte und hochwertige Markenersatzteile sowie in Erstausrüsterqualität. Wir empfehlen zum Wechsel der Zündkerzen, auch die Zündanlage zu überprüfen und Teile wie Zündkabel, Widerstände, Zündkerzenstecker und Zündboxen ebenfalls zu erwerben, falls die Teile an ihre Verschleißgrenze gelangt sind. So erhalten Sie alle benötigten Teile gleichzeitig und die Standzeit zum Service oder zur Reparatur beschränkt sich auf wenige Stunden.

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