Die Zündkerze hat die Zündenergie in den Brennraum einzuführen und durch den elektronischen Funken zwischen den Elektroden die Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemisches einzuleiten. Der Funkenüberschlag erfolgt bei Spannungen bis über 20kV. Die Zündkerze wird elektrisch, mechanisch, chemisch und besonders thermisch sehr hoch beansprucht. Bei einem Vier-Takt-Motor (Verdichtungsverhältnis e=9, Drehzahl n=4500 U/min) treten innerhalb jedes Vollastspiels (30ms) in der Umgebung der Zündkerze bei normaler Umgebungstemperatur etwa folgende Gastemperaturen und –drücke auf:
- Saughubende, 60°C; 0,9 bar
- Zündzeitpunkt 350°C; 9 bar
- Höchstwerte 3000°C; 40 bar
- Arbeitsspielende 1100°C; 4 bar.

In einem Isolator aus hochwertiger Sonderkeramik (Al2O3) sind Mittelelektrode und Anschlussbolzen durch eine elektrisch leitende Glasschmelze verbunden. Diese Glasschmelze ergibt gleichzeitig die Gasabdichtung und sie kann auch als Entstör- oder Abbrandwiderstand ausgelegt sein. Der anschlussseitig mit einer Glasur versehene Isolator ist durch Bördeln und Schrumpfen (kurzzeitiges Erwärmen einer Gehäusezone unter Druck auf etwa 900°C) gasdicht mit dem vernickelten Gehäuse aus Stahl verbunden. Die Masseelektrode ist an das Gehäuse angeschweißt. Elektrodenwerkstoffe sind vorwiegend Mehrstofflegierungen auf Nickelbasis, für besondere Zwecke auch Silber und Platin. Ein Kupferkern verbessert die schlechte Wärmeleitfähigkeit der Nickelelektrode wesentlich. Für höchste Entstöransprüche und wasserfeste Anlagen gibt es Zündkerzen mit abschirmendem Metallmantel.

Der Wärmewert ist ein Maß für die thermische Belastbarkeit der Zündkerze. Da unterschiedliche Motoren verschieden viel Wärme entwickeln, sind Zündkerzen mit entsprechenden Wärmewerten erforderlich. Der Wärmewert ist durch die Wärmekennzahl ausgedrückt und durch vergleichende Messung in bezug auf einen Standard bestimmt. Elektroden und Isolator stellen sich auf eine der Motorbelastung entsprechende mittlere Temperatur ein (bei Laständerung in etwa 10...20s). Der Isolatorfuß der Zündkerze soll im Betrieb zwischen 400 und 850°C heiß sein. Temperaturen über 400°C (Selbstreinigungstemperatur) sind anzustreben, weil oberhalb dieser Temperatur die auf dem Isolator sich absetzenden Beläge aus Ruß und Ölkohle sowie bestimmte Bleiverbindungen verbrennen oder eine Umwandlung erfahren. Im Leerlauf oder bei Teillast des Motors (Stadtfahrt, an Kreuzungen, Talfahrt usw.) fällt die Temperatur oft bis unter 150°C. Auch bei dieser Temperatur arbeitet die Zündkerze noch einwandfrei, wenn nicht zuviel Schmieröl in den Verbrennungsraum gelangt (z.T. durch abgenützte Kolben, Kolbenringe, Einlassventile usw.) oder das Luft-Kraftstoff-Gemisch zu fett ist und wenn diese niedrige Betriebstemperatur nicht zu lange beibehalten wird. 850°C sollten am Isolator nicht überschritten werden, weil oberhalb 900°C Glühzündungen auftreten können. Bei sehr hohen Temperaturen werden die Elektroden zusätzlich durch Schwefel (und andere aggressive Verbindungen) stärker angegriffen oder zerstört. Den ungleichen Wärmebeanspruchungen der verschiedenen Motorarten und Motortypen entsprechend werden Zündkerzen mit verschiedenen Wärmewerten verwendet. Es gilt:
- Je niedriger die Wärmewertkennzahl einer Zündkerze, desto höher ihr Widerstand gegen Glühzündungen.
- Je höher die Wärmewertkennzahl einer Zündkerze, desto kleiner ihr Widerstand gegen Glühzündungen, desto höher ihr Widerstand gegen Verschmutzung.
Durch Einsatz von Mittelelektrodenwerkstoffen mit höherer Wärmeleitfähigkeit (Silber oder Nickellegierung mit Kupferkern) kann bei gleichem Wärmewert die Isolatorfußlänge deutlich vergrößert werden. Der Arbeitsbereich (Bereich zwischen Freibrenntemperatur und max. zulässiger Temperatur) der Zündkerze wird hierdurch zu niedrigerer Wärmebelastung hin erweitert. Da der Einsatz solcher Zündkerzen vorteilhaft ist, werden sie zunehmend verwendet. Durch die Verringerung der Gefahr von Verbrennungs- und Zündaussetzern, die die Kohlenwasserstoffemission sprunghaft ansteigen lassen, ergeben sich Vorteile bezüglich der Abgaswerte in niedrigen Lastbereichen und im Kraftstoffverbrauch.

Die Laufgrenze eines Motors und die Abgaszusammensetzung ist durch die brennraumseitige Gestaltung der Zündkerze zu beeinflussen: Elektroden mit guter Gemischzugänglichkeit zum Funken und geringer Wärmebelastung ermöglichen die Zündung magerer Gemische. In die gleiche Richtung (Verschiebung der Laufgrenze zu höheren l-Werten) zielt eine Vergrößerung des Elektrodenabstandes. Hier werden die Möglichkeiten jedoch durch die Zündanlage (Hochspannungsangebot) und die Anforderungen an die Isolierwerkstoffe und Bauweise erheblich eingeschränkt. Tiefer in den Brennraum hineinragende Elektroden (vorgezogene Funkenlage) mit entsprechend vorstehendem Isolator verbessern in den meisten Fällen nicht nur die Laufeigenschaften der Motoren, sondern bringen auch eine größere Unempfindlichkeit gegen Verschmutzung. Eine Verringerung der Lebensdauer wegen größerem Verschleiß an der Masseelektrode muss in manchen Fällen in Kauf genommen werden.

Der Elektrodenabstand soll einerseits möglichst groß sein, damit der Zündfunke ein großes Volumenelement aktiviert und zu sicherer Entflammung des Luft-Kraftstoff-Gemischs führt und damit zu hoher Leistung und sicherem Leerlauf des Motors. Andererseits ist der Elektrodenabstand so klein zu wählen , dass im ungünstigsten Betriebsfall auch am Ende der Lebensdauer der Zündkerze die Zündspannung noch zu sicherem Überschlag bei gegebener Zündenergiequelle ausreicht. Bei zu kleinen Elektrodenabständen ist in vielen Fällen kein einwandfreier Leerlauf zu erzielen. Für die Zündspannung ist der Elektrodenabstand nicht allein maßgebend, sondern auch Form und Temperatur der Elektroden und der Zustand des Gases zwischen den Elektroden. Bei gleichem Elektrodenabstand können unter günstigen Verhältnissen an einer Zündkerze noch einwandfreie Überschläge auftreten und an einer anderen bereits Aussetzer. Die Zündspannung beträgt unter üblichen Betriebsbedingungen 5000...17000 V. Bei kaltem Motor, magerem Gemisch und großem Elektrodenabstand kann sie bis über 25000 V ansteigen (z.B. bei plötzlichem, vollständigem Öffnen der Drosselklappe aus dem Leerlauf heraus). Die Zündspannung an den Zündkerzen kann mit Spitzenspannungsmessgeräten oder Oszilloskopen bei laufendem Motor gemessen werden. Sie gibt Aufschluss über die Verhältnisse in den einzelnen Zylindern und einen Hinweis auf die von der Zündenergiequelle noch zur Verfügung stehende Spannungsreserve.

Das Aussehen des brennraumseitigen Teils der Zündkerze - das Zündkerzengesicht - gibt nach längerem Gebrauch (mindestens 1000km) Hinweise auf einwandfreies oder fehlerhaftes Arbeiten der Zündkerze, auf die Gemischzusammensetzung, die Gemischverteilung und den Zustand des Motors (Ölverbrauch, Kolben usw.). Vor der Prüfung sollte das Fahrzeug etwa über eine Strecke von 10 km bei mittlerer Last gefahren und ein längerer Leerlauf vor dem Abstellen vermieden werden.

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