Neue Zündkerzenausführung   

Isolator "Spezial"

-"Der Deutscher Straßenvekehr" 12/83-

Es gibt kaum ein Erzeugnis der Kraftfahrzeugen Zubehörindustrie, das hinsichtlich seiner technischen Parameter über Jahre hinweg in der gleichen Ausführung sowie in der gleichen Qualität gefertigt und angeboten wird. Oft zwingt gerade der augenblicklich erreichte technische Stand, zum Beispiel im Motorenbau,funktionsbedingte Baugruppen oder Einzelteile weiterzuentwickeln und den neuen Erfordernissen anzupassen. Neben den neuen Anforderungen, denen die Teile entsprechen müssen, werden auch die zwischenzeitlich neu gewonnenen Erkenntnisse funktionsspezifischer Art berücksichtigt.
Als Beispiel sei hier aus der Palette der Zubehörteile für die Kraftfahrzeuge das Erzeugnis "Zündkerze" angeführt. Besonders die in den letzten 10 Jahren durchgesetzten leistungssteigernden und verbrauchssenkenden Maßnahmen im Motorenbau veränderten die thermischen Bedingungen der Motoren. Daraus resultieren erhöhte Anforderungen an die Zündkerzen, die in ihrer Ausführung den Motoren angepaßt werden mußten. Auch dem Hersteller der Isolator-Zündkerzen in der DDR, dem VEB Elektrokeramische Werke Sonneberg, war daran gelegen, dazu seinen Beitrag zu leisten und nicht zuletzt seine international erreichte Stellung weiter zu festigen. Neben den seit Jahren betriebenen Weiterentwicklungsmaßnahmen wurden in diesem Zusammenhang in letzter Zeit Entwicklungsergebnisse wirksam, die besonders der Verbesserung der thermischen Qualität der Zündkerzentypenreihen M 14 und M 18 dienen.
Unter thermischer Qualität von Zündkerzen versteht man das Vermögen, die im gesamten Betriebsbereich der Verbrennungsmotoren neuester Bauart auftretenden Temperaturschwankungen ohne funktionelle Störungen (Aussetzer, Glühzündungen) zu verkraften. Mit anderen Worten. Zündkerzen sollen heute mehr als bisher die Eigenschaft besitzen, in thermisch hochbelasteten Motoren unter Volllast keine Glühzündung auszulösen und im Teillastbereich nicht durch Verrußung auszufallen. Um das zu erreichen, war die Steuerung des Wärmestromes im Inneren der Zündkerze zu optimieren. Dazu sind verschiedene Lösungsvarianten möglich.

   Typenreihe M 14 "Spezial" 

Da die Zündkerzentypenreihe M 14 in der Anwendung zur Zeit am meisten verbreitet ist, konzentrieren sich die Weiterentwicklungsmaßnahmen vor allem darauf. Ausgehend von der Erkenntnis, daß über die innere Dichtfläche einer Zündkerze der Hauptwärmestrom zum gekühlten Gehäuse im Zylinderkopf des Motors fließt (Bild 1), wurden Maßnahmen zur Verbesserung des Wärmeübergangs (Kontaktierung) zwischen dem Zündkerzenisolatorkörper und dem Zündkerzengehäuse im Bereich der inneren Dichtfläche durchgesetzt

Bild 1

Der Wärmestrom gelangt zu 70 Prozent von der Zündkerze zum gekühlten Zylinderkopf, 20 Prozent werden im Zylinder an die Frischgase abgegeben, 10 Prozent an die Außenluft
Gegenüber der bisherigen Zündkersen-Ausführung wurde die Isolierkörperbundform geändert, um die Anwendung einer optimierten Kaltschrumpfrille am Zündkerzengehäuse zu ermöglichen. Außerdem sorgen eine veränderte Durchgangsbohrung und neue Dichtflächenwinkelabmessungen für eine eindeutige Kontaktierung zwischen dem Isolierkörper und der Zündkerzengehäusedichtfläche(Bild 2). Der beim Bördeln des Zündkerzengehäuses er. reichte günstigere Kraftdurchgang bis zur Gehäuseinnendichttläche bewirkt zusammen mit der optimierten Kaltschrumpfrille neben besten Temperaturübargangsverhältnissen eine bleibende Dichtheit auch bei extremen Motorbelastungen. Außerdem wirkten sich die Verwendung einer Nagelquetschkopfelektrode bei gleichzeitiger Einschränkung der Abmessungstoleranzen dar Mittelelektrode und der Isolierkörperbohrung sowie die Verlagerung der Kittstelle (Verbindung der Mittelelektrode mit dem Kerzenanschlußstift) in die Nähe des Hauptwärmestromes ebenfalls günstig auf das Temperaturverhalten der Zündkeesen aus.
(Bild 2)
Damit wurde erreicht, daß die obere Funktionsgrenze, charakterisiert durch den Wärmewert innerhalb der jeweiligen Typenreihe, nur unwesentlichen Schwankungen unterliegt. Für die jeweilige Wärmewerttype sind bei vorschriftsmäßigem Einsatz im betreffenden Motortyp damit die Voraussatzungen erfüllt, daß entsprechend der unterschiedlichen Motorbelastung die Zündkerze im gewünschten Temperaturbereich arbeitet und damit einen einwandfreien Motorbetrieb über lange Zeit garantiert.

Bild 2

Damit die Zündkerze bei allen im Motorberieb auftretenden Temperaturschwankungen (Teillast / Vollast) weder verrußt und aussetzt, noch Glühzündung auslöst, muß ihre Betriebswärme stets zwischen 450 und 900 °C liegen
Gleichzeitig mit der Verbesserung der thermischen Qualität der neuen Zündkerzen-Generation wurde durch Veränderung der Isolierkörperschaffgeometrie neben der Erhöhung der Überschlagsfestigkeit (5 Schirme anstelle der bisherigen 4) eine Verbesserung des elektrischen Funktionsquotienten (Funktionsfestigkeit: Zündspannungsbedarf) ermöglicht. Durch die veränderten Durchmesserverhältnisse am Isolatorschaft wird nunmehr auch ein guter Haftsitz des Zündleitungssteckers = Kerzenstecker (Gummiausführung mit SAE-Anschluß bei ausländischen Fahrzeugen) erreicht. Die Verbesserungen führen zu einer Erhöhung der mittleren Nutzungsdauer von Zündkerzen und werden sich in der Folge bedarfssenkend auswirken. Die ohnehin schon guten Ergebnisse mit bisherigen Zündkerzen in der Grenznutzungsdauer (25000 km und mehr) werden damit kaum beeinflußt, da diese in erster Linie vom Elektrodenverschleiß abhängt. Über die praxisbezogene mittlere Nutzungsdauer und die Grenznutzungsdauer (Grenzzustand nach TGL 34 810) wurde bereits im Heft "Der Deutscher Straßenvekehr" 4/83 berichtet.

  W 18/T 18 für ältere Motoren  

Im Zusammenhang mit den Weiterentwicklungsmaßnahmen an der Typenreihe M 14 wurden auch die wichtigsten Typen dar Reihe M 18 mit überarbeitet. Da sich der Bedarf an Zündkersen mit dem großen Gewinde M 18 insgesamt stark rückläufig entwickelt und in erster Linie nur noch ältere Fahrzeuge bzw. Motoren, insbesondere Wartburg und Trabant, für die Ersatzbestückung in Frage kommen, konzentrierte sich die Weiterentwicklung besonders auf die hierfür erforderlichen Typen.
Durch Verwendung von Teilen der Typenreihe M 14, wie zum Beispiel Isolierkörpereinsätze mit den beschriebenen neuen Merkmalen und entsprechender Spitzengeometrie sowie durch Vergrößerung der Atmungsbohrung im Zündkerzengehäuse war es möglich, die bisherigen Typen M 18-175; 225; 240; 280 durch die neuen Typen W 18 und T 18 abzulösen. Für alle älteren Wartburg- und Trabanttypen und neueren mit regenerierten Zylinderköpfen (18er Zündkerzensitz) sind diese zu verwenden. Der vergrößerte Atmungsraum und die schlankere Isolierkörperspitzenform gewährleisten euch hier eine sichere Funktion in allen Betriebsbereichen.
Mit der neuen Zündkerzengeneration wurde der Gebrauchswert hinsichtlich des Funktionsverhaltens und der thermischen Qualität um 30 Prozent erhöht. Der Zündkerzenhersteller ändert daher für diese Erzeugnispalette im Garantiezeitraum von 12 Monaten die garantierte maximale Laufleistung für Pkw und Lkw von 7500 km auf 10 000 km und für Zweiradfahrzeuge von 4000 km auf 11000 km

geschrieben wurde der Beitrag von

Klaus Fischer   -VEB Elektrokeramische Werke Sonneberg -

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Stand: November 2010