Auf der Suche nach dem zündenden Funken

02.12.2016 // Mit den immer schärferen CO2-Grenzwerten rückt ein Thema wieder in den Mittelpunkt, das lange Zeit vernachlässigt worden ist: die optimale Zündung des Gemischs im Zylinder. Auf der 3. internationalen IAV-Tagung „Zündsysteme für Ottomotoren“ (3. und 4. November 2016 in Berlin) diskutierten 135 Teilnehmer aus 16 Ländern über neue Technologien mit dem Potenzial, den Kraftstoffverbrauch deutlich zu reduzieren.
Deutschland

3. internationalen IAV-Tagung „Zündsysteme für Ottomotoren“

Magerverfahren können den Verbrauch und damit die CO2-Emissionen verringern. „Allerdings ist hier die Zündung schwieriger“, erklärt Michael Günther, Abteilungsleiter Vorentwicklung Thermodynamik Ottomotoren bei IAV. „Wir müssen darum die Zündgrenze von Lambda = 0,7 bis 1,5 auf Lambda = 2 bis 2,5 verschieben.“

Bei den Zündsystemen ist also ein Technologiesprung gefragt – nachdem sich 130 Jahre wenig auf dem Gebiet getan hat. Ansätze dazu gibt es, etwa neue Ansteuerverfahren mit Konstantstromquellen, die dem Funken ein längeres Leben verleihen. Ein wichtiges Thema auf der Tagung war die Koronarzündung, mit der sich IAV schon seit Jahren beschäftigt und die bei BMW bereits in naher Zukunft in Serie gehen könnte. Dabei erhitzt ein Hochfrequenzfeld Elektronen, die als „kaltes Plasma“ das Gemisch entzünden. Vorteil der Methode: Man kann den Brennverzug verkürzen und dadurch später zünden. Das erhöht die Zündwilligkeit von mageren Gemischen.

Im Forschungsstadium befindet sich noch die mikrowellenunterstützte Laser-Zündung. Dabei vergrößern Mikrowellen den heißen Fokuspunkt eines Lasers im Gemisch, was ebenfalls dazu führt, dass sich schlecht entzündbare Gemische besser entflammen lassen. Einen ungewöhnlichen Ansatz verfolgen einige Entwickler aus Asien: Mit einer achtfachen Zündung in der Zylinderkopfdichtung plus der herkömmlichen Zündkerze wollen sie viele Zündherde erzeugen und dadurch eine schnellere Verbrennung erreichen.

Daneben war auch die Ionenstrommessung über die Zündkerze ein Thema. Mit ihrer Hilfe kann man die Intensität der Verbrennung überwachen und Aussetzer erkennen. „Die Zündung ist heute wieder ein spannendes Feld“, fasst Günther zusammen. „Darum hat sich inzwischen auch eine weltweite Community rund um das Thema gebildet, die sich alle zwei Jahre auf unserer Tagung trifft.“ 2018 werden sich die Experten wieder über ihre Suche nach „zündenden“ Gedanken austauschen.