Neue Zündkerze „SureFire Plus“ nutzt modernste Keramik-Technologie

Mit der neuen Zündkerze mit „SureFire Plus Keramik“ reagiert Federal-Mogul auf die steigenden Zündspannungsanforderungen und thermischen Belastungen in Hochleistungs-Ottomotoren. Die neue Zündkerzen-Technologie soll höhere Zündspannungen ermöglichen und gleichzeitig die Lebensdauer der Zündkerzen erhöhen.

Federal-Mogul SureFirePlus Zündkerze

Federal-Mogul SureFirePlus Zündkerze

Basierend auf den Zündkerzen mit SureFire Keramik, die Federal-Mogul 2008 auf den Markt brachte, hat das Unternehmen jetzt mit SureFire Plus eine zukunftsweisende Technologie entwickelt. Dank modernster Keramik-Isoliermaterialien sollen die SureFire Plus Zündkerzen in der Lage sein, Zündspannungen von mehr als 42 Kilovolt zu übertragen – eine Steigerung von mindestens sechs Kilovolt. Höhere Zündspannungen ermöglichen die Verwendung von mageren Kraftstoff-Luftgemischen, was die Motorleistung steigert und den Kraftstoffverbrauch sowie die CO2-Emissionen reduziert. Durch die optimierte Durchschlagfestigkeit der Keramik lässt sich außerdem die Zündkerzengröße je nach Kundenanforderung von 14 Millimeter auf 12 oder 10 Millimeter reduzieren.

„Die Keramik ist die einzige Barriere zwischen der hochspannungsführenden Elektrode und dem Massepotenzial des Zylinderkopfes. Sie zwingt den Funken zum Überspringen zwischen den Elektroden, wodurch die Verbrennung ausgelöst wird“, erklärt Rich Keller, Director Product Ignition Engineering, Bearings & Ignition, Federal-Mogul Powertrain. „Die hohe Isolationsfestigkeit der Keramik, die wir in den SureFire Plus Zündkerzen erzielt haben, ebnet den Weg für eine neue Generation von Zündsystemen mit verbesserter Hochspanungsübertragung und Lebensdauer in einem kleineren Format.“

Zündkerzenisolatoren bestehen in der Regel zu 95 Prozent aus Aluminiumoxid, der Rest ist Glas. Diese Mischung vereinfacht die Herstellung, limitiert allerdings die elektrischen und mechanischen Eigenschaften. Die patentierte SureFire Plus Keramik hingegen besteht zu 99 Prozent aus Aluminiumoxid. Der verbleibende Anteil ist eine spezielle Mischung aus verschiedenen Oxiden, die den Nebenschluss-Widerstand bei hohen Temperaturen optimieren und dadurch dazu beitragen, einen spontanen Durchschlag des elektrischen Stroms durch die Keramik zu verhindern. Mit der neuen Materialzusammensetzung sind auch neue Fertigungsanlagen im Einsatz, die während des Formverfahrens industrieweit höchste Verdichtungsdrücke für Keramikrezepturen erreichen.

Höhere Spannung

Die Fortschritte in der Komponententechnologie unterstützen den Trend bei modernen Ottomotoren zu niedrigeren CO2-Emissionen bei gleichzeitiger Leistungssteigerung und längerer Lebensdauer. Eine entscheidende Rolle spielt in diesem Zusammenhang die Zündkerze. Denn kleinere, leistungsstarke Motoren erzeugen während des Verbrennungsvorgangs wesentlich höhere Spitzentemperaturen und -drücke. Mageres Kraftstoff-Luftgemisch und alternative Kraftstoffe sind dagegen schwerer entzündlich. Dadurch erhöht sich der Energiedarf beim Zündvorgang und in Folge dessen die Spannung, der eine Zündkerze widerstehen muss.

Kleinere Maße

Kleinere Motoren haben auch kleinere Zylinder – heute meist mit vier statt zuvor zwei Ventilen. In direkteinspritzenden Motoren muss auch das Einspritzventil im Brennraum untergebracht sein. Bei einer höheren Motorleistung ist aber auch mehr Raum für die Kühlmittelkanäle notwendig. Dadurch ist der Bauraum für die Zündkerze eingeschränkt und kleinere Durchmesser sind notwendig, was zu geringeren Isolationsabständen und dadurch zu einem erhöhten Risiko eines Hochspannungsdurchschlags führt. Durch ihre kompakten Maße passen die SureFire Plus Zündkerzen effizient in den begrenzten Bauraum der Zylinderköpfe moderner Mehrventil-Motoren mit ihren durch Downsizing verkleinerten Hubräumen.

„Es war ein wichtiger Schritt, ein Keramikgefüge zu entwickeln, das einem Durchschlag widersteht. Der eigentliche Technologiedurchbruch zur Umsetzung der Produktion von SureFire Plus fand in den Verdichtungsprozessen statt“, sagt Keller.

Der Serienanlauf von SureFire Plus ist für Mai 2014 geplant. Voraussichtlich wird das neue Material auch außerhalb des Automobilsektors zum Einsatz kommen, beispielsweise in Ottomotoren für industrielle Anwendungen.

Federal-Mogul wird die SureFire Plus Technologie vom 10. bis 13. September 2013 auf der IAA in Frankfurt in Halle 4.1, Stand E21, vorstellen.

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