Beim Benzinmotor gibt es nur eine Möglichkeit, eine Verbrennung von Luft-Kraftstoff-Gemisch einzuleiten, um die ganze Fuhre in Bewegung zu bringen, nämlich durch die Zündkerze. Die erste Zündkerze findet sich am Motor von Lenoir 1860. Es ist der erste auch in Stückzahlen produzierte Motor mit innerer Verbrennung. Hier wird Stadtgas zur Entzündung gebracht.

Der Lenoir-Motor (Modell unten) hat noch keinen Verdichtungstakt. Vielmehr wird einen kurzen Teilhub lang ein Gemisch mit Luft in den Zylinder gesaugt und dieses unverdichtet zur Entzündung gebracht, so dass während des Resthubes Nutzarbeit verrichtet werden kann. Es kommt also nicht auf einen Zündzeitpunkt an, da der Kolben ohnehin schon auf dem gleichen Weg wie nach der Entzündung des Gemischs ist.

Eine Ruhmkorff-Spule wird immer wieder ge- und entladen. Gerade bei letzterem werden Funken erzeugt, von denen dann irgendwann einer das Gemisch entzündet. Später haben Nikola Tesla, Frederick Simms und Robert Bosch das Konzept der Zündkerze erfolgreich modifiziert, Letzterer diese auch bald im Großmaßstab produziert, kombinierbar mit einer Hochspannungs-Magnetzündung.

Dann sind da noch die Lodge-Brüder, die u.a. Zündkerzen produzieren, als Golden Lodge lange Zeit unentbehrlich, wenn man einen Alfa fuhr. Bei uns in Europa sind KLG- weniger, aber Champion-Zündkerzen deutlich mehr bekannt. Und natürlich hat auch General Motors mit der Tochter ACDelco einen eigenen Lieferanten.

Es sind nicht nur die extrem vielen Zündungen, die eine Zündkerze während ihrer Standzeit problemlos überstehen muss, sondern auch hohe Drücke und Temperaturen. Von den Elektronen ist/sind die an Masse meist direkt mit dem Gewinde verbunden. Die mit der Hochspannung verbundene Mittelelektrode wird meist, zusammen mit dem Isolator, von oben eingeführt. Im vorigen Kapitel haben wir die Ionisierung vor dem Überspringen eines Zündfunkens erklärt.

Unglaubliche mehrere 10.000°C während der Funkenbildung sind wegen der Geschlossenheit des Brennraums und der Schnelligkeit der Vorgänge schwierig nachzumessen. Ebenso wie die ebenfalls entstehenden mehreren 10.000 V, die ein normales Oszilloskop oft nur als 5.000 V lange Spannungsnadel anzeigt. Natürlich hängt von der Höhe der Spannung die Möglichkeit ab, längere und heißere Zündfunken zu kreieren.

Das steht bei den ersten Zündkerzen noch nicht im Zentrum der Entwicklung. Hier kommt es auf die Zuverlässigkeit der Bildung von Zündfunken an. Dabei spielt u.a. die Selbstreinigungstemperatur eine große Rolle. Man spricht davon, dass sich eine Zündkerze 'freibrennen' kann, eine gewisse Energiezufuhr entsprechend den Bedingungen im Brennraum vorausgesetzt. Dazu gibt es keine einheitliche Mindesttemperatur, höchstens einen Mittelwert von 500°C.

In den drei Bildern sehen Sie, wie Zündkerzen zur Abfuhr von Wärme beitragen können. Ganz rechts eine sogenannte kalte Kerze, eher für hoch beanspruchte Motoren geeignet. Bei ihr ist der Atmungsraum sehr klein, zur besseren Wärmeabfuhr das metallene Gewinde auf sehr kurzem Weg mit dem Isolator verbunden. In der Mitte ist die Verbindungsstelle schon nach oben verschoben, ganz rechts praktisch nicht mehr vorhanden.

Früher wurde z.B. bei Bosch der Wärmewert mit in der Bezeichnung angegeben. Danach hatte eine kalte Kerze einen hohen Wärmewert, entsprechend ihrer Fähigkeit, viel Wärme an den Isolator abzugeben. Die heute übliche Wärmewert-Kennzahl für eine solche Zündkerze wäre eher klein. Ist diese zu klein gewählt, kann u.U. die Selbstreinigungstemperatur nicht erreicht werden.

Bauen Sie nie Zündkerzen ein, die nicht vom Hersteller freigegeben sind. Selbst Werkstätten sollten das nur bei bestimmten Problemen im Rahmen von Tuning tun. Wie schon gesagt, riskieren Sie bei zu niedriger Wärmewert-Kennzahl ein Liegenbleiben, bei zu hoher einen veritablen Motorschaden. Kerzen sollten überhaupt so selten wie möglich gewechselt werden, schon gar nicht als erstes bei Zündungs-Problemen. Denn oft verdecken sie die wahren Ursachen.

Ausgebaute Zündkerzen verraten eher etwas über den Motor, in dem sie arbeiten, als über sich selbst. Die Zeiten, dass sie rehbraun sein müssen, sind längst vorbei. Eigentlich verrät nur noch trockenes Schwarz zu fettes Gemisch und feuchtes lässt auf Öl schließen. Den Verschleiß einer Kerze zu bestimmen, ist äußerst schwierig. An der natürlichen Verschmutzung, also die von der Selbstreinigung nicht entfernte, kann man es jedenfalls nicht festmachen.

Die vorgeschriebenen Wechselintervalle werden lang und länger. Ganz oben im Bild sehen Sie, dass beide Elektroden zu Stiften auslaufen. Die können dann z.B. aus Iridium sein, ein Werkstoff, der seinerzeit dem Urmeter in Paris als Legierungswerkstoff beigegeben wurde. Also sehr haltbar. Damit bleibt auch ihre Spitze erhalten. Teilweise ist schon von 160.000 statt 60.000 km Wartungsintervall die Rede. Wir selbst haben mit neuen Kerzen im Handschuhfach schon spielend 100.000 geschafft.

Frühere Zündkerzen benutzen Porzellan als Isolator, das eine Elektrode aus einer Nickel-Chrom-Legierung umgibt. Sie müssen spätestens alle 1.500 km gewechselt werden Die Elektrodenmaterialien gibt es z.B. als Standard immer noch, aber für höhere Ansprüche werden längst geringe Mengen Platin und Silber zugesetzt. Der Isolator besteht aus gesintertem Aluminium, was die gleiche Wärmeausdehnung wie der Rest der Zündkerze hat. Inzwischen kommen längst die Rillen hinzu, um eine äußere Stromleitung durch Verschmutzung zu erschweren.

Setzen Sie Zündkerzen beim Einschrauben behutsam ein. Es ist immerhin ein Innengewinde in Aluminium, das Sie dabei vermurksen können. Besonders die bei Oldtimern noch häufigeren Kurzgewinde nicht zu fest anziehen. Denn es kann passieren, dass eine solche Kerze samt Stecker und Kabel herausgeschleudert wird und der Motor an der Stelle nur noch Plopp macht. Übrigens Bohren bzw. Gewindeschneider mit Fett zur Aufnahme von Spänen versehen.