Bei Zündspulen wird induktiv in der zweiten Wicklung, der Sekundärwicklung, auch eine Spannung erzeugt, wenn Strom durch die Primärwicklung fließt. Diese Spannung wird in der Zündspule über ein Magnetfeld gespeichert. Das so erzeugte Magnetfeld fällt wieder zusammen, wenn in der Primärwicklung keine Spannung mehr anliegt. Die Hochspannung, die in der Sekundärwicklung besteht, verteilt sich nun und es entsteht ein Zündfunke in der Zündkerze. Die Primärwicklung verfügt meist über einen Widerstand, der kleiner als 0,8 Ohm ist. Die Sekundärwicklung hat im Vergleich dazu einen Widerstand, der 10.000 Mal höher ist, also in etwa 8.000 Ohm.
Welche Unterschiede gibt es bei Zündverteilungssystemen?
Rotierenden Verteilerfinger
Die Verteilung der Energie, die von der Zündspule ausgeht, wurde früher über einen rotierenden Verteilerfinger übernommen. Die Spannung wird von der Verteilerzündspule zum Zündverteiler über ein Zündkabel geleitet. Der angesprochene Verteilerfinger verteilt die Spannung dann an die einzelnen Zündkabel der verschiedenen Zylinder. Bei dieser Verteilungsart kam es oft durch eindringende Feuchtigkeit zu Schwierigkeiten beim Anlassen sowie zu Aussetzern der Zündung. Um das Überdrehen des Motors unmöglich zu machen, wurde früher im Verteilerfinger ein Unterbrecherkontakt verbaut, der durch Fliehkraft betätigt wurde. Die langsame Funktion und die starke Verschleißanfälligkeit waren die wichtigsten Nachteile dieser auf Mechanik basierenden Zündanlagen.
Transistor-Zündungen
Als Transistor-Zündungen verfügbar wurden, konnte zumindest der Verschleiß des Unterbrecherkontakts verringert werden. Mit Beginn der Zündmodule wurde dann vollständig auf dieses anfällige Bauteil verzichtet. Die Unterbrechungen des Stromflusses in der Zündspule werden bei Zündmodulen über einen Transistor hergestellt. Heute machen vollelektronische Zündsteuerungen die Mechanik in der Zündverteilung überflüssig. Dabei werden zum Beispiel Steckerzündspülen verwendet, womit jede Zündkerze eine eigene Zündspüle besitzt. Die Spulen befinden sich direkt an der Kerze und verhindern so Verluste. Eine noch neuere Entwicklung sind die Blockzündspulen, die mit mehreren Zündspulen die Zündspannung auf mehrere Kerzen verteilen können.
Wie funktioniert ein Zündmodul?
Zündspulen verfügen über zwei Wicklungen, der sogenannten Primär- und der Sekundärwicklung. Wird Strom durch die Primärwicklung geleitet, so ergibt sich ein Magnetfeld. Dieses hat Auswirkungen auf die Sekundärwicklung, nämlich dass Energie in ihr gespeichert wird. Wird der Strom der Primärwicklung ausgeschaltet, so entsteht in der zweiten Spule eine Hochspannung, die hoch genug ist, um den Funken für die Zündung auszulösen. Diese Abschaltung des Stroms in der Primärspule wurde einst von mechanischen Unterbrechern unternommen. Heutzutage sorgen elektronische Zündmodule für diese Aufgabe, da sie nicht so wartungsintensiv sind und auch nicht regelmäßig neu eingestellt werden müssen.
Im Zündmodul steuert ein Transistor die mechanische Unterbrechung ganz kontaktlos, weshalb kein Verschleiß mehr auftritt. Auch Feuchtigkeit stört den Vorgang nicht mehr, wie es der Fall bei den mechanischen Unterbrecherkontakten war. Zündmodule neuerer Generationen sind zuverlässiger und beinhalten meist auch einen Überlastungsschutz in Bezug auf die Zündspule.
Der Zündzeitpunkt genau steuern
Damit das Zündmodul den Zündzeitpunkt genau steuern kann, braucht es Sensor-Informationen. Dafür gibt es zwei Alternativen: Ein induktiver Sensor erkennt die Stellung der Nockenwelle mithilfe eines Magneten und einer Spule. Wenn sich die Nockenwelle dreht, entsteht in dem Moment, wenn der Magnet an der Spule vorbeigelangt, eine Spannung, was einen Impuls auslöst. Ein sogenannter Hall-Sensor ist die andere Alternative zur Erkennung des Steuersignals: Mithilfe einer Schlitzscheibe, die sich zwischen dem Magnet und dem Sensor befindet, wird ein Rechtecksignal erzeugt. Damit lässt sich das Zündmodul sehr viel präziser ansteuern, als bei der induktiven Alternative.
In Autos ist ein Spannungsnetz von rund 12-14 Volt vorhanden. Dies ist allerdings nicht ausreichend, um den Zündfunken über die Zündkerze auszulösen. Dies braucht mindestens 6.000 Volt. Durch die Zündspüle wird die Spannung mithilfe von Induktion auf 36.000 Volt erhöht.