Für die Funktion eines Ottomotors ist es notwendig, dass zum Zünden des vom Kolben verdichteten Benzin- Luftgemisches, zum richtigen Zeitpunkt ein Zündfunke zwischen den Elektroden der Zündkerzen erzeugt wird. Dieser Zündfunke muss eine ausreichend hohe Energie haben. Um einen Funken zwischen den Elektroden der Zündkerze erzeugen zu können, werden je nach Erfordernis Spannungen zwischen ca. 28.000 Volt und ca. 35.000 Volt benötigt. Da die Fahrzeugbatterie bei einem PKW jedoch nur eine Spannung von 12 Volt hat, muss die erforderliche Hochspannung durch Transformieren erzeugt werden.Diese Funktion des Transformierens von 12V auf die erforderliche Hochspannung übernimmt im Fahrzeug eine Zündspule / ein Zündtransformator.

Für die Steuerung dieses Vorgangs wird z. B. ein Zündmodul benötigt.

Funktion des Zündmoduls

Die Funktion ist relativ einfach. Die Zündspule hat eine Primärwicklung (wenige Windungen) und eine Sekundärwicklung (sehr viele Windungen). Das Verhältnis der Windungen zwischen Primär- und Sekundärwicklung bestimmt die Höhe der am Ausgang entstehenden Hochspannung. Wird über einen Schalter die Primärwicklung der Zündspule auf die 12 V Batteriespannung des Fahrzeuges gelegt, fließt ein Strom durch die Primärwicklung, wodurch ein Magnetfeld in der Zündspule aufgebaut wird, das auch auf die Sekundärwicklung wirkt. Wird nun der Schalter wieder geöffnet, kann über die Primärwicklung kein Strom mehr fließen. Die Energie, die nun aber als Magnetfeld innerhalb der Zündspule gespeichert ist, sucht einen Ausgleich und erzeugt in der Sekundärwicklung eine Hochspannung die hoch genug ist, um die Luftbrücke zwischen den Elektroden der Zündkerze zu überwinden. Dadurch kann die Energie über die Zündkerze abfließen und erzeugt dabei einen Funken (der Funke entsteht also beim Öffnen des Schalters). Dieser Schalter war in älteren Fahrzeugen ein mechanischer Kontakt, der über eine „Nase“ auf der Nockenwelle betätigt wurde (Unterbrecherkontakt). Die Funktion dieses Unterbrecherkontaktes wurde später durch Zündmodule (Zündschaltgeräte) ersetzt.

Innerhalb eines Zündmodules befindet sich u. a. ein Transistor, der die Funktion des Schalters übernimmt. Dieser Transistor ersetzt also den Schalter > er schaltet den Strom durch die Primärwicklung ebenso ein und aus, nur schneller/exakter.

Die Vorteile liegen auf der Hand:

• Kein mechanischer Verschleiß
• Keine Kontaktprobleme bei Feuchtigkeit
• Genauere Steuerung der Zündzeitpunkte
  
  

Außerdem haben die meisten Zündmodule eine automatische Strombegrenzung, die verhindert, dass die Zündspule überlastet und dadurch zerstört wird. Der Zeitpunkt, wann die Schaltvorgänge stattfinden sollen, wird natürlich auch beim Einsatz eines Zündmoduls weiterhin von den Vorgängen im Motor, genauer gesagt von der Stellung der Kolben innerhalb der Zylinder, bestimmt. Hierfür benötigt das Zündmodul ein Steuersignal, das von einem Sensor geliefert wird.

Es gibt unterschiedliche Sensoren:

Induktiver Sensor (pick up):

In diesem Sensor befindet sich eine kleine Spule, an der ein Dauermagnet (durch die Drehbewegung der Nockenwelle) vorbeigeführt wird. Dadurch wird in der Spule ein elektrischer Impuls erzeugt, der an das Zündmodul weitergeleitet wird und dieses steuert.

Hall Sensor:

Dieser Sensor beinhaltet einen elektronischen Schalter, der auf Magnetfelder reagiert. Bei diesem Sensor ist ein Dauermagnet an einer festen Position zum Sensor montiert.

Zwischen Sensor und Dauermagnet rotiert eine Schlitzscheibe aus Eisen. Die Schlitzscheibe lässt das Magnetfeld des Dauermagneten entweder bis zum Sensor durch oder sperrt es. Dadurch entsteht am Sensor ein exaktes Rechtecksignal, mit dem das Zündmodul angesteuert wird. Die zeitlichen Abläufe lassen sich mit einem Hall Sensor wesentlich genauer steuern als mit einem „Pick up“.

Zündwinkel / Zündzeitpunktverstellung

Für den Aufbau der magnetischen Energie innerhalb der Zündspule wird eine gewisse Zeit benötigt. Deshalb muss der Zeitpunkt für das Einschalten des Primärstromes, an die sich verändernde Drehzahl des Motors, angepasst werden. Diese Funktion wurde früher mit einem Fliehkraftregler realisiert. Bei Fahrzeugen mit Zündmodul übernimmt diese Zeitverstellung das Zündmodul. Bei neueren Fahrzeugen wird die Berechnung des Zündzeitpunktes durch das Motorsteuergerät durchgeführt. In diesem Fall ist das Zündmodul von der Funktion her nur noch ein einfacher Schalter ohne Zeitsteuerung (Endstufe). Bei einigen Fahrzeugtypen wird auch die Schaltfunktion ebenfalls im Motorsteuergerät untergebracht. Somit gibt es kein externes Zündmodul mehr im Fahrzeug, sondern die Zündspule hat eine direkte Verbindung zum Motorsteuergerät.

Zündmodule haben je nach Fahrzeughersteller unterschiedliche Gehäuse und sind an unterschiedlichen Stellen im Motorraum verbaut: z.B. auf dem Chassis aufgeschraubt, im Zündverteiler integriert, außen am Zündverteiler angeschraubt oder aber sie bilden mit der Zündspule zusammen eine Einheit.

Der Primärstrom für die Zündspule kann 10 Ampere oder mehr betragen. Die Elektronik im Zündmodul, die diesen Strom ein oder ausschaltet, wird durch diesen hohen Strom sehr heiß (Verlustleistung). Deshalb haben alle Zündmodule Kühlflächen oder aber Kühlkörper aus Aluminium. Zündmodule sollten nie, auch nicht zum Testen, ohne die vorgesehene Kühlung betrieben werden. Eine Selbstzerstörung der Elektronik durch Überhitzung ist sonst in kürzester Zeit die Folge.

Zündmodule, die mit ihren Kühlplatten auf das Chassis des Fahrzeuges oder andere Kühlplatten aufgeschraubt werden, sollten immer mit einer Wärmeleitpaste bestrichen werden um einen optimalen Wärmeübergang zu gewährleisten. Die Steckverbinder zu Zündmodulen und Zündspulen müssen immer korrosionsfrei und sauber sein. Durch Übergangswiderstände können sonst Fehlfunktionen oder sogar Kabelbrände entstehen.

Hinweis:

Bitte immer nur Module mit den passenden Referenz - Nummern gegeneinander tauschen. Auch wenn das Gehäuse und der Stecker inklusiv Anzahl der Kontakte gleich sind, kann sich im Modul eine andere Elektronik befinden.

Die Abgaswerte eines Fahrzeuges werden unter anderem auch durch die Zündung extrem beeinflusst. Zündaussetzer, falscher Zündzeitpunkt oder ungenügend hohe Zündenergie spielen hier eine wesentliche Rolle. Ein einwandfrei funktionierendes Zündmodul ist damit auch gut für den Klimaschutz.