Hochspannungs - Magnetzündung


Bei der Hochspannungs-Magnetzündung ist meist der ganze Zündapparat in einer Einheit zusammengefasst. dem sogenannten Zündmagneten. Er ist folgendermaßen aufgebaut: Zwischen den Polschuhen von mehreren hufeisenförmigen Stahlmagneten dreht sich ein doppel-T-förmiger Anker, der aus einer großen Anzahl von dünnen Eisenblechen besteht, die zur Herabsetzung der Wirbelstromverluste durch Papier von einander isoliert sind. Auf dem Anker liegen übereinander die Primärspule und die Sekundärspule, die hintereinander geschaltet sind. Die Spulen (oder Wicklungen) sind mit je einem Ende verbunden. Im primären Stromkreis liegt ein Unterbrecher, der meist mit der Ankerwelle umläuft. Parallel zu ihm ist ein Kondensator geschaltet. Im sekundären Stromkreis liegen die Zündkerzen und (falls vorhanden) der Zündverteiler.

Dreht sich der Anker im magnetischen Feld, so wirkt er wie ein Generator. Durch die Primärwicklung fließt einen Strom in dem Stromkreis, der über den Unterbrecher geschlossen ist. Es ist ein Wechselstrom von etwa 20 Volt Spannung bei der Höchstdrehzahl. Nun kommt die Sekundärwicklung ins Spiel. Sie liegt ebenfalls auf dem Anker. Zusammen mit der Primärwicklung wirkt sie wie ein Transformator. Ein Transformator reagiert auf Spannungsänderungen, d.h. wenn eine Spannungsänderung in der Primärwicklung auftritt, wird ein elektrischer Impuls auf die Sekundärwicklung übertragen. Wenn der Unterbrecher den Primärstromkreis öffnet, fällt die Spannung auf Null ab. Dies erzeugt einen Spannungsimpuls in der Sekundärwicklung. Da die Sekundärwicklung aus wesentlich mehr Wicklungen besteht, als die Primärwicklung, erreicht dieser Spannungsimpuls einen sehr hohen Wert von etwa 12 000-25 000 Volt. Er ist damit groß genug, die Luftstrecke zwischen den Elektroden der Zündkerze zu durchschlagen. Das ist dann der Zündfunke.

Es gibt auch Zündmagnete mit pendelndem Anker. Der Anker wird bei dieser Ausführung von Federn in der Mittellage gehalten und von einem Finger auf der Nockenwelle ausgelenkt. Ansonsten funktioniert alles genauso. Die Zündmagneten mit pendelndem Anker wurden fast nur für 1-Zylinder-Stationärmotoren benutzt, da sie nur für geringe Drehzahlen geeingent sind.

Bei der sehr kurzen Zeit, während der der Unterbrecher geöffnet ist, und bei dem geringen Abstand der Unterbrecherkontakte kann von einer schnellen und sicheren Unterbrechung des primären Stromes nur dann gesprochen werden, wenn jeder Öffnungsfunke an den Kontakten vermieden wird. Man schaltet zu diesem Zweck einen Kondensator parallel zum Unterbrecher, um diesen sogenannten Abreissfunken zu verhindern.

Bosch Vierzylinder-Zündmagnet Typ F:
1 - Gehäuse (Aluminium)
2 - Hufeisenmagnete
3 - Polring mit eisernen Polschuhen
4 - Anker mit Spulen
5 - Kondensator
6 - Unterbrechergehäuse mit Nockenbahn für Unterbrecher

7 - Schleifring
8 - Stromabnehmer mit Schleifkohle
9 - Verteilerläufer
10- Verteilerkappe mit Kabelanschlüssen

11- Unterbrecher
14- Antrieb des Zündverteilers (1:2)
15- Zündkerze

Der Augenblick der Zündfunkenbildung hängt mit der Lage des Ankers im Magnetfeld zusammen. Zwechmäßigerweise wird der Unterbrecher in den Zeitpunkt geöffnet, in dem die Spannung am höchsten ist. Andererseits muß die Zündung im Motor bei einer bestimmten Kolbenstellung erfolgen. Deshalb muss der Zündmagnet vom Motor so angetrieben werden, daß die Unterbrechung bei richtiger Ankerstellung und richtiger Stellung desjenigen Kolbens erfolgt, bei dem die Zündung eintreten soll. Bei den Zündmagneten erhält man zwei Unterbrechungen und somit zwei Zündungen pro Ankerumdrehung. Da bei einem Vierzylinder-Viertaktmotor für zwei Umdrehungen der Kurbelwelle vier, oder für jede Umdrehung zwei Zündungen gebraucht werden, muß man den Anker des Magneten mit der Umlaufzahl der Kurbelwelle antreiben. Einzylinder-Zündmagnete werden oft aus einem anderen Grund schneller angetrieben. Eigentlich würde die halbe Kurbelwellendrehzahl, also die Nockenwellendrehzahl genügen. Da aber die Stärke des Zündfunkens abhängig von der Spannung in der Primärwicklung, also damit der Drehzahl des Ankers ist, wird der Zündmagnet mit Kurbelwellendrehzahl angetrieben und führt dann im Ladungswechsel eine "sinnlose" Zündung aus.

Zur Erzielung der größtmöglichen Leistung darf man in einem schnell laufenden Motor die Zündung nicht genau im Totpunkt vornehmen. Das Gemisch verbrennt nicht zeitlos, sondern braucht eine erhebliche Zeit zur vollständigen Verbrennung (sog. Zündverzug). Benzin-Luft-Gemisch hat z.B. eine Brenngeschwindigkeit von etwa 2,6 m/s. Soll also im Totpunkt die Entflammung des Gemisches vollständig sein, so muß die Zündung schon vor dem Totpunkt erfolgen. Die Größe dieser Frühzündungen ist abhängig von der Art des Brennstoffgemisches und von der Drehzahl des Motors.

Zum Anlassen sollte der Zündzeitpunkt allerdings etwas später, also nach dem oberen Totpunkt erfolgen, damit der Motor bei der geringen Anlassdrehzahl nicht durch eine zu frühe Zündung abgebremst wird oder sogar zurückschlägt. Aus diesem Grund kann man den Zündzeitpunkt bei den meisten Stationärmotoren von früh auf spät umstellen. Die Zündzeitpunktverstellung wird so vorgenommen, daß der Nocken, der den Unterbrecher betätigt, verdreht wird. Dies ist bei den meisten Zündmagneten recht einfach, weil meist der Unterbrecher umläuft und der Nocken steht.

Unterbrecher eines Bosch-Zündmagneten
a - Ankerwelle
b - Kontaktbock (Amboß)
c,d - Unterbrecherkontakte aus Wolfram
e - Unterbrecherhebel (Hammer)
h - Blattfeder
i - Gleitstück aus Preßstoff
k - Nockenbahn
l - Gehäuse
m - Verstellhebel für Zündzeitpunkt
alles ausser k, l und m dreht sich zusammen mit der Ankerwelle
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