Funktion einer Glühkerze
Glühkerzen finden in Dieselmotoren Anwendung als Kaltstarthilfe. Denn der Dieselkraftstoff, der bei einem Kaltstart in den Brennraum des Motors eingespritzt wird, entzündet sich meist nicht ganz problemlos von selbst. Dafür gibt es mehrere Gründe, unter anderem sind die Wände des Brennraums noch kalt und weisen deswegen eine hohe spezifische Wärmekapazität auf. Außerdem verfügen insbesondere Kammermotoren über eine sehr große Oberfläche, die für den Wärmefluss wirksam ist. Darüber hinaus sind die blow-by-Verluste in einem kalten Motor höher, und unterschiedliche Kraftstoffqualitäten spielen ebenfalls eine Rolle.
Die Glühkerze kommt also nur beim Start kurzzeitig zum Einsatz. Es gibt Metall-Glühkerzen mit einer maximalen Schaft-Temperatur von 1000°C und Keramik-Glühkerzen, deren Schaft eine Temperatur von bis zu 1300°C erreicht.
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Abgrenzung der Glühkerze zur Zündkerze
Was beim Ottomotor
die Zündkerze , ist im weiteren Sinn beim Dieselmotor die Glühkerze. Die Technik ist in den letzten Jahrzehnten so weit fortgeschritten, dass der Besitzer eines Diesels die Glühkerze bzw. die Glühkerzen kaum noch bemerkt. Daher haben wir nachfolgend die wichtigsten Informationen und Fragen rund um die Glühkerze für Sie zusammengestellt.
Der Ottomotor oder umgangssprachlich Benziner benötigt eine Zündhilfe. Immer, wenn das Kraftstoff-Luft-Gemisch in der Brennkammer komprimiert ist, gibt es einen Zündfunken. Der Diesel dagegen ist ein Selbstzünder. Die Glühkerze wird daher nur anfangs bei einem Kaltstart verwendet.
Wie funktioniert ein Dieselmotor und wie ist die Aufgabe der Glühkerze?
Zunächst wird der Dieselkraftstoff über
die Einspritzdüse bzw. den Injektor mit extrem hohem Druck zerstäubt und eingespritzt. Dadurch erwärmt sich der Kraftstoff bereits und kann deutlich leichter zünden. Bei einem Kaltstart, also im Winter, und bei älteren Dieselfahrzeugen nach einer längeren Standzeit des Fahrzeugs, kühlt die einströmende Luft im kalten Motor auch den zerstäubten Diesel zu stark ab. Außerdem setzt die Selbstzündung des Dieselkraftstoffs eine hohe Kompression voraus.
Da sich Metalle bei steigender Temperatur thermisch ausdehnen, sind die Spaltmaße auch an Dichtungen wie den Kolbenringen entsprechend angepasst. Bei sehr kalten Außentemperaturen kühlt die Luft sowie der kalte Motor den Dieselkraftstoff nicht nur deutlich ab, darüber hinaus kann auch die Kompression schlechter ausfallen, wenn Luft an den Kolbenringen entweichen kann. Dabei spielt auch eine Rolle, dass die Drehzahl über den Anlasser ebenfalls sehr niedrig ausfällt. Unter anderem auch, weil
das Motoröl bei kalten Temperaturen zäher ist (Viskosität).
Die Weiterentwicklung der Zündkerze
In den letzten Jahrzehnten hat sich dabei sehr viel beim Fortschritt von Glühkerzen und deren Funktionsweise getan. Moderne Glühkerzen erreichen binnen weniger Sekunden (maximal zwei Sekunden) bis zu 900 Grad Celsius. Keramische Glühkerzen sogar von bis zu 1.300 Grad. Bei wesentlich älteren Glühkerzen kann das Vorglühen dagegen bis zu einer Minute betragen. Daher auch der Begriff der Rudolf-Diesel-Gedenkminute.
Auch die Form hat sich maßgeblich verändert. Heute sind Glühkerzen als Glühstiftkerzen deutlich länger, damit sie besser in den Brennraum ragen und den Kraftstoff gleichmäßig aufheizen können. Außerdem werden Glühkerzen über das Motorsteuergerät angesteuert, sodass auch bei einem bereits laufenden Motor die Glühkerze ohne Zutun des Fahrers glühen kann, um das Kaltstartnageln und damit schlechtere Abgaswerte zu vermeiden.
Dazu ist die Steuerung noch mit einem Temperatursensor, beispielsweise dem Kühlwassertemperatursensor, verbunden. Doch nicht nur die Vorglühzeit hat sich massiv verändert. Es gibt ab den 1990ern Fahrzeuge, bei denen der Vorglühvorgang bereits angestoßen wird, wenn der Fahrer die Fahrertür aufsperrt.
Was sind die Symptome einer defekten Glühkerze?
Dass nun erheblich mehr Elektronik für die Glühkerze zum Einsatz kommt, bedeutet zunächst einen erheblichen Komfortgewinn für den Fahrer. Im Fall eines Defekts wird es aber schwierig, diesen direkt der Glühkerze zuzuordnen. Herkömmlich sind die Symptome einer defekten Glühkerze gegeben, wenn der Motor bei sehr kalten Temperaturen trotz Vorglühens nicht anspringt. Eventuell kann es noch helfen, den Motor mehrfach vorzuglühen und zu starten, da dann die Glühkerze noch wärmer werden kann. Allerdings ist andererseits eine leistungsfähige Batterie wichtig. Ist die Batterie zu schwach, kann die Leistung ebenfalls nicht ausreichend sein. Dazu kommt erschwerend, dass auch eine gute Batterie einen Leistungsrückgang mit sich bringt, wenn die Temperaturen entsprechend fallen.
Bei neueren Fahrzeugen fällt dem Fahrzeugbesitzer eine defekte Glühkerze eventuell auch über einen langen Zeitraum nicht auf. Denn Direkteinspritzer, Pumpe-Düse oder Common Rail erzeugen aufgrund geringerer Spaltmaßtoleranzen so hohe Einspritzdrücke bei gleichzeitig deutlich verbesserter Motorkompression, dass der Diesel im Sommer, in der Übergangszeit und abhängig von nicht zu kalten Temperaturen selbst im Winter noch ohne Glühkerze starten kann. Zudem können auch Schäden am Temperatursensor oder ein Fehler im Fehlerspeicher vorliegen. Bei Fahrzeugen, die zudem bereits dann vorglühen, wenn die Fahrertür geöffnet wird, kommt noch weitere Elektronik hinzu, die einen Defekt aufweisen kann.
Wie kann man Glühkerzen testen?
Der Test der Glühkerzen sollte stets von einer Fachwerkstatt durchgeführt werden. Das gilt besonders für moderne Fahrzeuge mit empfindlicher Elektronik. Eine Möglichkeit stellt nach dem Überprüfen der Vorglühanlage der Widerstandstest (Ohmmessung) der einzelnen Glühkerzen dar. Weicht dieser zu weit voneinander ab, sind nicht mehr alle Glühkerzen in Ordnung.
Das Ausbauen der Glühkerzen, um sie dann direkt mit einer Batterie zu verbinden, um zu sehen, wie schnell sie orange glühen, funktioniert nur bei älteren Glühkerzen. Die moderne Glühkerze ist eine Niederspannungsglühkerze mit unter 11 V Spannung. Wird die Glühkerze nun über eine Autobatterie getestet, kann sie so zerstört werden.
Stattdessen kann das Steuergerät ausgelesen werden. Bei einem Vierzylindermotor, dessen Glühkerzen beispielsweise eine Stromaufnahme von fünf Ampere aufweisen, muss die angezeigte Stromstärke vier mal fünf Ampere, also 20 Ampere betragen. Aber auch hier sind entsprechende Diagnosegeräte nötig. Dabei ist noch nicht berücksichtigt, dass eine Glühkerze so extrem festsitzen kann im Zylinderkopf, dass sie abreißt und kostspielig ausgebohrt werden muss, indem der Zylinderkopf abzunehmen ist.
Wann sollte man die Glühkerzen wechseln bzw. wann noch nicht?
Deutet sich bereits an, dass die Glühkerzen nicht mehr richtig funktionieren, steht natürlich deren Wechsel an. Nun kommt es darauf an, ob Sie einen sehr alten Diesel oder einen modernen Diesel fahren und wie oft (noch) mit sehr kalten Temperaturen zu rechnen ist. Beim älteren Diesel kann das Starten des Motors schon im Sommer nicht mehr funktionieren. Beim modernen Diesel dagegen nur im Winter nicht. Schaffen Sie es also durch den Winter oder wurde der Fehlerspeicher im Frühjahr oder Sommer ausgelesen, sollten Sie mit dem Wechsel bis zum Herbst warten. Denn im Sommer wird jede Glühkerze lediglich weiter verschlissen, aber nicht benötigt.
Welche Glühkerzen sind die richtigen?
Bei den Glühkerzen gibt es inzwischen viele verschiedene Glühkerzen zu unterscheiden. Die herkömmlichen und die Niederspannungs-Glühkerzen, die keramischen und die Glühkerzen aus einer besonderen Metalllegierung. Die kurzen Glühkerzen und den langen Glühkerzenstift. Welches die richtige Glühkerze für Ihr Fahrzeug ist, kann den Service-Unterlagen oder den im Internet bereitgestellten Informationen des Fahrzeugherstellers entnommen werden. In jedem Fall gilt aber, dass Sie ausschließlich auf Produkte etablierter Hersteller in der EU zurückgreifen sollten. Bei dubiosen und scheinbar besonders billigen Glühkerzen kann es sich um minderwertige Produktkopien handeln, die die Elektronik Ihres Fahrzeugs zerstören können.
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