Wissenswertes über Glühkerzen

Die 10 Glühkerzen-Regeln für Auto Methanol-/Nitro-Motoren („Verbrenner-Motoren“)

Die Frage nach der richtigen Glühkerze ist eine der ältesten und am häufigsten gestellten Fragen, die leider nicht pauschal beantwortet werden kann. Hier ist viel Erfahrung gefragt und auch "Nitro-Profis" liegen nicht immer richtig.

Ein wichtiger Grundsatz sollte aber immer beherzt werden:

Wenn ein Motor plötzlich nicht mehr richtig läuft, sollte vor dem Verdrehen der Düsennadeln zuerst die Glühkerze erneuert bzw. gegen eine mit anderem Wärmewert ersetzt werden!

Auch wenn die Glühkerze augescheinlich noch korrekt glühen mag, heist dies nicht unbedingt, dass diese noch in Ordnung ist!

Dieser Artikel soll dem Verbrenner-Neuling die Zusammenhänge von Kerze, Motor-Modell, Treibstoff, Temperatur und Einsatzbereich erklären und hoffentlich auch die Auswahl der optimalen Kerze für den jeweiligen Motor erleichtern.

Hier ein paar bildhafte Darstellung der am häufigsten vorkommenden Glühkerzen-Bauarten:

     Standard-Kerze:        Standard-Kerze:         Turbo-Kerze:       Kerze mit Steg:         F-Kerze:
      

   mit kurzem            mit langem                                                                              für 4-Takt
     Gewinde               Gewinde                                                                                 Motoren

Wie funktioniert eine Glühkerze?

Der spiralförmige Draht in der Glühkerze, die sogenannte Glühwendel, besteht meist aus einer hochwertigen Iridium-/Platin-Legierung. Diese Glühwendel muss vor dem Motorstart mit einem Glühkerzenakku „vorgeglüht“ werden und reagiert dann bei laufendem Motor zusammen mit dem Methanol und Sauerstoff, was die Glühwendel dann selbstständig am Glühen hält (katalysierte Verbrennung). Das Nitromethan im Kraftstoff dient als zusätzlicher Sauerstoffträger und verbessert
damit die Verbrennung. Durch die verbesserte Verbrennung wird diese jedoch aus heißer.

Die Kerze kann je nach Dicke des Glühwendeldrahtes unterschiedlich heiß werden. Das hängt auch mit der Höhe des Methanol-Anteils im Treibstoff zusammen. Die Typenbezeichnung einer Kerze gibt immer Aufschluss über den Wärmewert. Diese Wärmewertbezeichnung wird aber leider von den Kerzenherstellern nicht einheitlich verwendet, was schnell zu Verwirrungen führt. Die Wärmewerte gehen von 1 (heiß) bis 9 (sehr kalt). Eine „heiße“ Glühkerze bewirkt eine frühere Zündung, eine „kalte“ eine entsprechend spätere Zündung. Der Zündzeitpunkt verschiebt sich durch kältere Kerzen wesentlich zum Spätzünden. Je höher die Zahl, desto kälter die Kerze (Eselsbrü>„C“ Caliente (heiss) oder „F“ Frio (kalt). Vergleichen lassen sich immer nur die Wärmewertangaben der Kerzen eines Herstellers miteinander. Eine O.S.-Kerze FP6 (heiß) muss nicht den gleichen Wärmewert haben wie z.B. eine Orion No.6 (medium). Manche Hersteller erleichtern die Auswahl indem sie zu den Zahlenangaben zusätzlich klar verständliche Werteangaben wie „Heiß“, Medium-Heiß“, „Medium“, „Medium-Kalt“ und „Kalt“ angeben (ggf. auch in englischer Sprache „hot“/“medium“/“cold“ usw.).

Wer einmal die Glühwendel einer sehr kalten Kerze mit einer sehr heißen Kerze vergleicht wird  mit bloßem Auge feststellen können, dass der Draht der heißen Kerze deutlich dünner und enger gewickelt ist als bei der kalten Kerze. Je höher die Drehzahl eines Motors ist, desto weniger Zeit bleibt der Glühwendel sich abzukühlen. Daher wird die Glühwendel sehr heiß, was den Draht sehr beansprucht und die Kerze dadurch schneller verschleißt.


Was macht die Glühkerze im Motor?

Die Glühkerze ist die Zündhilfe in den Glühzünder Methanol-Motoren, sie zündet nicht nur die Frischgase sondern beeinflusst auch den Zündzeitpunkt. Für den ersten Start des Motors muss eine Spannung von ca. 1,2-1,5 Volt an die Kerze angelegt werden, um sie zum Glühen zu bringen. Ist der Motor erstmal gestartet und auf Drehzahl gebracht, kann die Spannungsquelle entfernt werden. Im Zusammenhang mit der Verdichtung des Motors und der verwendeten Treibstoffmischung, kann die Kerze die Frischgase, je nach Wärmewert, früher oder später zünden, d.h. die Kerze beeinflusst den Zündzeitpunkt und damit das Start- und Laufverhalten der Maschine. Die Glühkerze selbst zündet nicht wie eine Zündkerze in einem Benzinmotor durch einen zeitgesteuerten Funken, sondern durch das Nachglühen der Glühwendel seit dem vorigen Verbrennungsvorgang. Das Methanolgemisch zündet nach ausreichender Verdichtung dann von selbst.

• Regel 1: Eine heiße Kerze sorgt für ein gutes Startverhalten, einen stabilen Leerlauf und gute Beschleunigung. Kalte Kerzen können höhere Motorleistung erzielen, halten höheren Temperaturen und mechanischen Belastungen besser stand, starten aber schlechter und lassen den Motor im Leerlauf weniger rund laufen!

Welche Kerze für welches Motor-Modell?

Kurze oder lange Standard-Kerze oder doch eine Turbokerze, welche gehört nun in welchen Motor? Einsteiger- und RTR-Offroad-Motoren haben meistens einen Standard-Brennraum, der häufig in den Kühlkopf gefräst ist. In hochwertigen Glattbahn Motoren aber auch in teuren Offroad-Motoren werden Turbobrennräume eingesetzt. Diese Brennräume sind als Einsatz zwischen Laufbüchse und Kühlkopf montiert.

Standardbrennräume besitzen ein zylindrisches Kerzenloch mit durchgehendem Gewinde. Turbobrennräume haben auch ein zylindrisches Gewinde, das zum Ende hin in einem gewindelosen Konus endet. Standard-Kerzen benötigen einen Kupferring um eine gasdichte Verbindung zwischen Kerze und Motor herzustellen. Turbokerzen hingegen brauchen keine zusätzliche Dichtung. Die konische Form der Kerze drückt sich durch das Eindrehen fest gegen den ebenso konischen Brennraum und schließt dann vollkommen dicht ab. Standard-Kerzen gibt es mit kurzen und langen Gewinden. Laut Information eines großen, deutschen Glühkerzenlieferanten passen alle namhaften Turbo-Kerzen in alle gängigen Turbo-Motoren. Dass es unterschiedliche Konen gibt, ist ein Irrglaube. Turbo-Kerzen können zwar etwas unterschiedlich aussehen, das Gewinde und das konische Ende der Kerze entspricht aber der allgemein gebräuchlichen Form.

• Regel 2: Montiere nie eine Standard-Kerze in einen Turbo-Brennraum und auch nicht umgekehrt, das Gewinde im Brennraum würde dadurch beschädigt und das wird teuer.
   
• Regel 3: Verwende keine lange Standard-Kerze in einem Brennraum für kurze Gewinde, im schlimmsten Fall wird der Kolben durch Anschlagen an der Kerze beschädigt, auf jeden Fall wird aber der Zündzeitpunkt verändert. Eine kurze Kerze verursacht zwar keinen Anschlagschaden am Kolben, aber der Zündzeitpunkt ändert sich auch hier.

Welchen Einfluss hat die Größe / der Hubraum des Motors auf die Wahl der Kerze?

Große Motoren können durch ihre höhere Masse die Hitze besser speichern als kleine Motoren, daher kühlt die Kerze in großen Motoren weniger schnell ab als in kleinen. In einem kleinen Motor muss die Kerze mehr Hitze erzeugen als in einem großen.

• Regel 4: Je kleiner der Motor, desto wärmer sollte die Kerze sein bzw. je größer, desto kälter kann die Kerze sein.

Warum steht auf der Kerzenverpackung der Nitromethan-Anteil?

Mehr Nitro im Treibstoff erzeugt mehr Leistung aber auch mehr Hitze bei der Verbrennung, außerdem wird das Gemisch zündfähiger, der Zündzeitpunkt wird dadurch etwas früher. Werden die Anteile von Nitro und/oder Öl im Treibstoff erhöht, sinkt gleichzeitig der Anteil an Methanol, welches die Kerze benötigt um zu heiß genug zu bleiben um die Wendel am Glühen zu halten. Weniger Methanol braucht eine größere Drahtfläche um die benötigte Hitze für die Zündung zu erzeugen. Meistens spricht man über den Nitro-Anteil, das ist aber ungenau, schließlich schwankt der Ölanteil zwischen 9% bei Rennsprit und 15% bei Hobby-Offroad-Sprit und das sind immerhin maximal 6% weniger Methanol. Zur Vereinfachung kann man aber trotzdem beides sagen:

• Regel 5: Je geringer der Methanol-Anteil im Treibstoff, desto kälter sollte die Kerze sein /
                 Je höher der Nitromethan-Anteil im Treibstoff, desto kälter sollte die Kerze sein.

Wie beeinflusst die Lufttemperatur meine Kerzenwahl?

Je wärmer die Luft ist, desto geringer ist ihr Sauerstoffgehalt. Für die Verbrennung wird Sauerstoff benötigt und je weniger Sauerstoff das Brennstoffgemisch enthält, desto weniger Treibstoff darf enthalten sein, damit die Verbrennung gut funktionieren kann. Je wärmer die Lufttemperatur, desto geringer ist auch die Leistungsausbeute und je weniger Methanol im Gemisch ist, desto schlechter funktioniert auch die Zündung. Dieser Effekt macht sich bei großen Temperaturunterschieden bemerkbar, so ist es eben ein Unterschied, ob man bei 10, 20 oder 40 Grad fährt. Die Meinungen gehen hier übrigens auseinander und man kann durchaus in beide Richtungen diskutieren - am besten selbst ausprobieren ob die Kerze kälter oder wärmer sein soll.

• Regel 6: Je wärmer die Außentemperatur, desto kälter sollte die Kerze sein.

Warum muss ich jetzt auch noch den Einsatzort berücksichtigen?

Da wäre zunächst die Sache mit der geographischen Höhe, je Höher der Standort, desto weniger Sauerstoff enthält die Luft. Mit zunehmender Höhe nimmt auch die Verdichtung des Motors ab, aber das ist ein anderes Thema. Es macht einen großen Unterschied, ob auf engen Strecken mit vielen Kurven oder auf schnellen Strecken gefahren wird, auch ob die Strecke eben und befestigt ist oder im Gelände gefahren wird.

• Regel 7: Je geringer die Luftdichte bzw. Verdichtung des Motors, desto wärmer soll die Kerze sein.

• Regel 8: Je höher die Motordrehzahl, desto kälter soll die Kerze sein, daher eignen sich bei langsamer Fahrt eher heiße bis mittlere Kerzen um den Motor in unterer bis mittlerer Drehzahl bei Laune zu halten.

Was kann ich bezüglich der Glühkerze falsch machen?

• Die Verdichtung erhöhen und Frühzündung erzeugen durch falsche, zu dünne Dichtringe oder durch lange Kerzen in einem Brennraum für kurze Kerzen.
• Durch zu mageres Gemisch den Motor überhitzen und die Glühwendel abbrennen lassen.
• Durch zu fettes Gemisch verkohlt der Glühwendel oder sie wird durch zu hohe Kompression zerdrückt.
• Bei hohen Drehzahlen zu warme Kerze verwenden, auch hier verbrennt die Drahtwendel.
• Im Gelände eine zu warme Kerze verwenden. Durch zusätzliche Erschütterungen bricht der dünne Draht leichter als der Dicke einer kalten Kerze. Hier wirken meistens mehrere Ursachen zusammen.
• Einen ungeregelten Glühkerzenstecker mit zu hoher Spannung verwenden, z.B. mit 2 Volt Bleiakku ohne Widerstandskabel. Heiße Kerzen halten deutlich weniger Spannung aus als kalte, da die Glühwendel dünner ist!
• Den Glühkerzenstecker zu lange aufgesetzt lassen, wenn zusätzlich das Gemisch zu fett gestellt ist oder die Spannung zu hoch ist.
• Billige Kerzen verwenden, d.h. keine hochwertigen Markenprodukte.
• Kerzen mit dem falschen Wärmewert verwenden.
• Kerzen feucht lagern.

• Regel 9: Kaufe keine unbekannten Billigprodukte, halte Dich an die o.g. Regeln.

Ergänzende Hinweise

Soweit mir bekannt, gibt es weltweit nur  3 oder 4 große Glühkerzenproduzenten, die für alle namhaften Modellbau-Marken produzieren. Die Marken können zwar gewisse Vorgaben machen, in der Regel macht es aber für den Produzenten keinen Sinn, deshalb extra eine eigene Produktionslinie zu erstellen. Die meisten Kerzen eines Produzenten laufen vom gleichen Fließband und werden danach entsprechend der herausgekommenen Qualität passend gelabelt (wie z.B. bei den Intel-Prozessoren auch). Manche werden dann noch brüniert oder silberfarben gelassen. Für den bezahlten Preis bekommt man dann eine Kerze 1., 2. oder 3. Wahl, wobei sich dies in engen Grenzen bewegt. Ausschuss wird man nicht bekommen.

Die Glühkerze ist ein Schlüsselelement am Motor und trägt zum optimalen Lauf einer Maschine bei. Nicht alle Probleme können über die Kerze gelöst werden, die Merkmale sind oft ähnlich, die Ursachen jedoch unterschiedlicher Natur. Ist der Motor zu hoch verdichtet, kann eine kältere Kerze helfen, es wird aber in vielen Fällen nötig sein, den Kopfspalt am Motor zu erhöhen. Eines der häufigsten Probleme ist ein zu heiß laufender Motor, die Ursachen dafür können aber neben einer falschen Kerze auch im Motor selbst liegen oder an der Einstellung oder am Treibstoff.

• Regel 10: Betrachte immer das gesamte System, häufig ist es die Summe der Ursachen, die zum Problem werden.

Wenn der Motor trotz gutem Kraftstoff, ausreichend Luft, vernünftiger Kompression und normal glühender Kerze und freier Abgasführung nicht anspringen oder korrekt laufen will, dann am besten eine Motor-Grundeinstellung vornehmen. Oft hat man zuvor einfach zu viel geschraubt und liegt mit den Einstellungen komplett daneben.