Durchschlag an neuen Zündkabeln – Ursachen

Treten an neuen Zündkabeln Durchschläge auf, liegt das an einer außergewöhnlich hohen Spannung im Sekundärkreis aus Zündspule, Zündkabeln und Zündkerze. Ursachen sind ein zu großer Elektrodenabstand, Unterbrechungen im Hochspannungskreis oder eine defekte Zündspule bzw. ein defektes Zündmodul.

Fehlfunktionen der Zündanlage werden meist durch defekte Zündkerzen, Hochspannungs-Zündkabel, Zündspulen, Zündverteiler oder Hallgeber verursacht.

Die Diagnose bei Zündproblemen beginnt mit den am leichtesten zugänglichen Bauteilen, also mit Zündkerzen und Zündkabeln. Doch was tun, wenn es nach dem Wechsel auf neue Zündkabel zu Durchschlägen kommt?

Dafür gibt es mehrere Gründe. Grundsätzlich gilt: Durchschläge an neuen Zündkabeln entstehen durch eine außergewöhnlich hohe Spannung im Sekundärkreis Zündspule – Zündkabel – Zündkerze.

Woher kommt die zu hohe Spannung im Zündkreis? Es gibt drei Ursachen:

• zu großer Elektrodenabstand an der Zündkerze,
• Unterbrechungen im Hochspannungskabel,
• defekte Zündspule oder defektes Zündmodul.

Zu großer Elektrodenabstand an der Zündkerze

Der Elektrodenabstand der Zündkerze bestimmt die Spannung, die für den Funkenüberschlag nötig ist: Je größer der Abstand, desto höher die erforderliche Spannung. Achten Sie daher auf den richtigen Elektrodenabstand. Ein häufiger Fehler beim Zündkerzenwechsel ist, den Abstand nicht zu prüfen. Die Zündkerzenhersteller stellen den genauen Abstand für den jeweiligen Motor leider nicht ein – das muss vor dem Einbau unbedingt geschehen.

Ein zu großer Abstand zwingt die Zündspule zu einer höheren Spannung. Das belastet die Zündspule und die gesamte Zündanlage stärker und erhöht damit das Risiko, dass Zündspule oder Modul im Betrieb überhitzen und ausfallen.

Bedenken Sie außerdem: Im Gasbetrieb steigt die für den Funkenüberschlag nötige Spannung. Ein Gas-Luft-Gemisch im Zylinder benötigt eine etwa 10–30 % höhere Zündspannung. In diesem Fall empfiehlt es sich, den Elektrodenabstand der Zündkerze zu verringern.

Unterbrechungen im Hochspannungskabel

Dieses Problem entsteht vor allem, wenn Kabel mit anderen Anschlüssen verwendet werden, als das jeweilige Fahrzeug benötigt. Leider berücksichtigen selbst die Kataloge der Fahrzeughersteller nicht alle Varianten innerhalb eines Modells. So kommt es vor, dass ein laut Katalog passender Zündkabelsatz gewählt wird, der aber nicht den richtigen Metallanschluss für eine einwandfreie elektrische Verbindung hat. Dann wird etwa auf eine Verteilerkappe mit M4-Anschlüssen ein Satz mit DIN-Anschlüssen gesteckt oder umgekehrt. Die Folge ist eine Unterbrechung im Hochspannungskreis (an den Zündkabeln). Sie erzeugt eine übermäßig hohe Spannung und beschädigt die Zündkabel und in weiterer Folge Zündspule und Zündmodul.

Dasselbe Problem kann auf der Zündkerzenseite auftreten. Der häufigste Fehler ist hier, Kabel mit Anschluss für eine Anschlussmutter auf eine Zündkerze mit M4-Gewindeende zu stecken. Zündkabelsätzen sollten passende Adapter beiliegen.

Auch wenn die neuen Zündkabel also völlig in Ordnung sind, kann nach der Montage eine Unterbrechung im Hochspannungskreis entstehen, wenn die Kabel nicht richtig zum Fahrzeugmodell ausgewählt wurden.

Defekte Zündspule oder defektes Zündmodul

Eine häufige Ursache für zu hohe Spannung ist eine defekte Zündspule oder ein defektes Zündmodul. Eine defekte Zündspule kann zwar eine hohe Spannung erzeugen, die gespeicherte Energie reicht aber nicht aus, um die Entladung lange genug aufrechtzuerhalten, damit das Gemisch im Zylinder zündet. Das zeigt sich in Durchschlägen an der Isolierung der Zündkabel. Erwähnenswert ist auch, dass das, was wir im Dunkeln als „Durchschlag“ sehen, sehr oft gar keiner ist: Es kann sich um Entladungen an der Kabeloberfläche handeln, die durch Ionisierung der Luft infolge des Hochspannungsstroms entstehen. Das betrifft vor allem Kabel mit „Wire-Wound“-Kern. Es kommt auch vor, dass eine fehlerhafte Masseverbindung eines Bauteils der Zündspule oder des Moduls einen zu hohen Hochspannungsimpuls erzeugt. Eine Unterbrechung im Sekundärkreis der Zündspule führt zu genau denselben Symptomen wie die oben beschriebenen Unterbrechungen im Hochspannungskabel. Manchmal haben die alten Zündkabel einen recht hohen elektrischen Widerstand, der die ungünstigen Folgen der zu hohen Spannung dämpft. Leider ist das nur eine scheinbar intakte Zündanlage.

Oszillogramme richtig deuten

Die folgenden Oszillogramme zeigen den Hochspannungsverlauf bei verschiedenen Defekten und veranschaulichen einige der hier beschriebenen Probleme. Mehr zum Lesen solcher Diagramme finden Sie unter Oszillogramm lesen.

Diagramm 1 und 2 zeigen Fälle mit fehlerhafter Verbindung an der Zündkerze. Je nach Größe der Unterbrechung in dieser Verbindung ergeben sich zwei unterschiedliche, recht charakteristische Verläufe. Am interessantesten ist der Bereich zwischen den Punkten A' und D'.

Diagramm 1

Eine Unterbrechung im Kreis (zwischen Kabelanschluss und Zündkerzenanschluss) äußert sich in Entladungen, die im Oszillogramm zwischen den Punkten B' und C' sichtbar sind.

Diagramm 1 zeigt eine kleine Unterbrechung zwischen dem Anschluss des Zündkabels und dem Anschlussende der Zündkerze. Zwischen B' und C' ist eine ganze Serie kleiner Entladungen zu sehen. Der Funke springt zuerst zwischen Kabelanschluss und Zündkerzenanschluss über und erst danach an den Elektroden der Zündkerze. Der Lichtbogen kann sich nicht stabilisieren, eine Stromphase findet nicht statt. Der Strom in den Entladungen liegt praktisch bei null, die Energie des Funkens ist entsprechend sehr gering. Der Funke besteht aus vielen aufeinanderfolgenden Entladungen mit sehr geringer Energie. Im Zylinder kann unter erhöhtem Druck der Funke an der Zündkerze ausbleiben – stattdessen schlagen die Zündkabel zur Masse durch.

Diagramm 2

Eine große Unterbrechung an derselben Stelle wie im vorherigen Fall. Hier kommt es zu zwei Entladungen, ebenfalls im Oszillogramm zwischen den Punkten B' und C' sichtbar.

Diagramm 2 zeigt einen größeren Abstand in der Verbindung zwischen dem Anschluss des Zündkabels und dem Anschlussende der Zündkerze. Zwischen B' und C' sind zwei größere Entladungen zu sehen. Der Funke springt zuerst zwischen Kabelanschluss und Zündkerzenanschluss über und erst dann an den Elektroden der Zündkerze. Eine Stromphase des Funkens gibt es praktisch nicht, die Zündenergie ist daher gering. Hier sei ausdrücklich betont: Was wir oft als „guten Funken“ bezeichnen, muss keiner sein. Gemeinhin gilt ein hell leuchtender, blauer Funke als deutlich besser als ein roter. Energetisch betrachtet führt der rötliche Funke jedoch einen hohen Strom und ist ein energiereicher, zündfähiger Funke. Ein blau leuchtender Funke zeigt eine hohe Spannung an, entzündet das Gemisch im Zylinder aber nicht in jedem Fall. Diagramm 2 ist typisch für nahezu alle Fälle einer schlechten Verbindung zwischen Zündverteiler und dem Anschluss des zur Zündkerze führenden Kabels.

Diagramm 3

Die kurze Stromphase zwischen den Punkten B' und C' reicht nicht aus, um die Zündspule zu entladen. Ursache sind falsch ausgewählte Anschlüsse der Zündkabel; das kann die Zündspule beschädigen.

Diagramm 3 zeigt den extremsten Fall falsch gewählter Anschlüsse auf Verteiler- und Zündkerzenseite. Die sehr kurze Stromphase zwischen B' und C' reicht nicht aus, um die Zündspule zu entladen. Das ist zwischen den Punkten E' und F' zu erkennen: Die charakteristische abklingende Sinusschwingung fehlt, die Zündspule wurde also nicht entladen. Dieser Zustand kann zu Durchschlägen an den Zündkabeln und zur Überhitzung und damit zum Ausfall der Zündspule führen.

Zusammenfassung: Was tun bei Durchschlägen an neuen Zündkabeln?

Wenn neue Zündkabel nach dem Wechsel durchschlagen, der Motor mit den alten Kabeln aber wieder einigermaßen normal läuft und zwischenzeitlich keine Zündkerzen gewechselt wurden, gehen Sie wie folgt vor:

• Prüfen Sie, ob die Anschlüsse auf der Seite von Zündspule und Zündverteiler sowie an der Zündkerze richtig gewählt sind.
• Prüfen Sie den Zustand der Zündkerzen und den Elektrodenabstand (bei LPG-Betrieb den Abstand um 10–30 % des Nennwerts verringern).
• Verwenden Sie bei Zündkabeln ohne Kupferkern Zündkerzen ohne internen Entstörwiderstand.
• Prüfen Sie Zustand und Sauberkeit der im Fahrzeug verbleibenden Steckverbindungen (oxidierte Kontakte reinigen, beschädigte ersetzen – manchmal muss dafür das ganze Bauteil getauscht werden, z. B. die Zündspule).
• Prüfen Sie die Masseverbindung zwischen DIS-Modul und Zündspule.
• Ersetzen Sie defekte Zündspulen, Module oder DIS-Einheiten durch intakte.

Hochwertige, intakte Zündkabel decken gnadenlos alle Fehler in der Zündanlage auf und können – ironischerweise – durch diese Fehler selbst beschädigt werden. Bekannt ist ein Fall, in dem nach dem Zündkabelwechsel die Kupplung zu rutschen begann. Wie ist das möglich? Nach dem Wechsel stieg die Motorleistung so stark an, dass ein zuvor unbemerktes Rutschen der Kupplung mit aller Deutlichkeit zutage trat. Dieser Fall zeigt, wie stark die Motorleistung bei einer fehlerhaften Zündanlage sinkt und wie deren Instandsetzung eine Welle „versteckter“ Mängel auslösen kann, die bei geschwächtem Antrieb nicht auffielen.

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