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Die Aufgabe der Zündkerze ist schnell erklärt: Sie ist primär für das Entzünden des Kraftstoff-Luft-Gemischs im Verbrennungsmotor zuständig. Hierzu gibt die Zündkerze durch die vom Zündsystem zum passenden Zeitpunkt gelieferte elektrische Energie ans verdichtete Gemisch ab, um damit dessen Entzündung zu erreichen. Dieser Vorgang muss unter allen Betriebsbedingungen – ob starker Temperatureinfluss oder Alterungserscheinungen – garantiert sein. Folglich eine beachtliche technische Aufgabenstellung, die durch unterschiedliche Einflussfaktoren außerhalb und im Zylinder bestimmt wird. Zum groben Aufbau einer Zündkerze: Als wichtigste Bauteile, die während des Einsatzes dem stärksten Verschleiß unterliegen, gelten die Masse- und die Mittelelektrode. Zwischen diesen beiden Elektroden erfolgt die Erzeugung des Zündfunkens, der über die so genannte Luftfunkenstrecke – abhängig vom Elektrodenaufbau und dem Abstand der Masse- und Mittelelektrode zueinander – die notwendige Stärke und das Volumen ergibt. Die Mittelelektrode ist von einem Keramik-Isolator umgeben und fungiert zusätzlich durch die Bauform mit spezieller Kontur als Kriechstrombarriere, damit der kraftvolle Zündfunke stets garantiert ist. Der Isolator hat am dickeren „unterem“ Teil ein Metallgehäuse mit Sechskant, Gewinde und Massenelektrode. Für manche Kerzenstecker muss die im Lieferumfang der Zündkerze befindliche Schraubhülse auf dem dünnen Gewindestift montiert werden.
Besonders wichtig ist es, stets die vom Hersteller vorgeschriebene Zündkerze mit passendem Wärmewert zu verwenden. Wer auf eine hochwertigere oder Racing-Zündkerze wechseln möchte, sollte sich auf der Zündkerzen-Herstellerseite über die Vergleichstabellen das passende Modell aussuchen. Der Hintergrund ist, dass die Zündkerzenvielfalt durch unterschiedliche Gewindegrößen, abweichende Wärmewerte, mehrfache Massenelektroden und diverse Werkstoff-Unterschiede in der Ausführung der Mittelelektrode zu unterschiedlich ist und für den Laien dadurch undurchsichtig wird. Speziell dafür gibt es den Produktfinder, der eine fahrzeugabhängige Auswahl ermöglicht. Der soeben angesprochene Wärmewert ist ein ganz wichtiger Faktor bei der Wahl der Zündkerze, da er besagt, wieviel Wärme die Kerze aus dem Brennraum aufnimmt und inwieweit dies zu einer Temperaturerhöhung am Isolatorfuß und den Elektroden führt. Hierfür gilt folgender Grundsatz: Eine Zündkerze sollte möglichst schnell eine Betriebstemperatur von über 400 Grad Celsius erreichen, da diese Schwelle als Selbstreinigungstemperatur bezeichnet wird. Ab 400 Grad werden Ablagerungen an der Isolatorspitze verbrannt und eine fortwährende Funktion der Zündkerze ist gewährleistet. Bewegt sich die Betriebstemperatur dauerhaft unter dieser Schwelle, so können hochgradige Verrußungsprozesse stattfinden, die im ungünstigsten Fall ein Abfließen der Spannung an die Fahrzeugmasse begünstigen und so einen Zündfunken verhindern. Gleichzeitig sollte eine Spitzentemperatur von 850 Grad Celsius nicht überschritten werden, da es dadurch zu Glühzündungen und hohen thermische Belastungen kommen kann, was im schlimmsten Fall für Zündkerze, Kolben und letztendlich den Motor das Aus bedeuten kann. Im folgenden seien diverse Zündkerzentypen in unterschiedlicher Ausführung und Materialwahl behandelt: Zum Beispiel gibt es Einmassenelektroden mit einer V-Kerbe an der Mittelelektrode, die eine Verlagerung des Zündfunkens weg von der Zündkerzen-Mitte hin zum zündfähigen Luft-Kraftstoffgemisch am Rand der Mittelelektrode unterstützt und somit eine verbesserte Verbrennung ermöglicht.
Für die Erhöhung der Lebensdauer bietet NGK beispielsweise Zündkerzen mit zwei, drei oder vier Masseelektroden an. Das bewirkt, dass der Zündfunke im ständigen Wechsel immer auf eine der jeweiligen Elektroden überspringen kann und dadurch der Verschleiß auf mehrere anstatt nur auf eine Elektrode verteilt wird. Edelmetall-Zündkerzen mit Platin- oder Iridium-Mittelelektrode verlängern die Standzeit etwa auf das Doppelte und benötigen durch ihre positiven Eigenschaften eine deutlich schmalere Elektrode, die zudem weniger Zündspannung braucht, um das gewünschte Ergebnis liefern zu können. Zu guter Letzt gibt es die so genannten Racing-Zündkerzen. Da im Sporteinsatz Drehzahlen um die 14.000/min und darüber möglich sind, steigt die Beanspruchung im Brennraum durch Temperatur, Druck, Vibrationen und Strömungsverhältnisse so stark an, dass eine herkömmliche Masseelektrode abbrechen oder schmelzen könnte. Hierfür sind Racing-Kerzen mit einer ringförmigen Masseelektrode ausgestattet, durch die der Zündfunke von der Mittel- zur Masseelektrode gleitet anstatt überspringt.
Zündkerze mit einer Massenelektrode...
...Zündkerze mit zwei Massenelektroden...
...Zündkerze mit drei Massenelektroden...
...Zündkerze mit Iridium-Mittelelektrode...
...mit Platin-Mittelelektrode.
Natürlich gelten auch bei der Montage von Zündkerzen gewisse Vorgaben, die es zu beachten gilt: Das Kerzengewinde sollte immer sauber sein und vor der Demontage der alten Zündkerze der Zündkerzenschacht von Verunreinigungen gesäubert werden. Der Wechsel sollte nur bei kaltem Motor erfolgen, da sich Leichtmetall-Zylinderköpfe bei Erwärmung stärker ausdehnen als die Kerze und folglich ein Klemmen des Gewindes möglich wäre. Die notwendigen Anzugsmomente bei der Montage sind in unserer Tabelle nachzulesen.
Dies gilt ebenso für die Erläuterung der Zündkerzen-Bezeichnungen, da diese auf Grund der Vielzahl nicht mehr aus dem Stegreif entschlüsselt werden können. Ein Beispiel anhand einer CR8EIX-Zündkerze: 
C bedeutet, es handelt sich um ein zehn Millimeter starkes Gewinde, R mit Entstörwiderstand und mit einem Wärmewert von 8 auf der Skala. E weist auf ein 19 Millimeter langes Gewinde hin und „IX“ heißt, dass es sich um eine Iridium-Zündkerze handelt. Für Motorräder älterer Baujahre muss man sich einer Vergleichstabelle widmen, da die Bezeichnungen gerade in Bezug auf den Wärmewert in der Vergangenheit mit einer anderen Zahlenkombination definiert wurden.
Fotos: Christof, NGK
Text: S. Christof
Weitere INfos: www.ngk.de oder www.ngk.de/nc/produktfinder
