Elektronik für die BK?

[edmund]

[xs-wolle]

Ne elektronische Zündung mit lastabhängiger (Unterdruck: Steuerung) Steuerung wäre was Feines. Vielleicht noch mit unterschiedlichen Kenn-Linen.

Gruß
Wolle

PS: Deine Bilder / Text sind für den IE 8 zu groß, man muss immer hin –und her- scrollen.

[edmund]

I

[edmund]

[bujatronic]

Ne elektronische Zündung mit lastabhängiger (Unterdruck: Steuerung) Steuerung wäre was Feines. Vielleicht noch mit unterschiedlichen Kenn-Linen.

hier mal etwas Theorie der Brennkraftmaschine (populärwissenschaftlich dargelegt):
Das Kraftstoff-Luft-Gemisch beim Ottomotor wird an einem Punkt (Kerze) entzündet, von dort läuft die Flammenfront durch den Brennraum und hat idealerweise im OT den letzten Winkel erreicht, so daß jetzt der maximale Zylinderdruck erreicht ist und in der folgenden Expansion die gewünschte mechansche Energie gewonnen wird.
Die Geschwindigkeit der Flammenfront hängt von etlichen Größen ab (Kompressionsenddruck, Kraftstoff-Luft-Verhältnis) und beträgt idealerweise knapp 100m/s.
Nun zum Viertakt: Hier muß der Motor gegen die meist mehr oder weniger geschlossene Drosselklappe ansaugen, die Kompression beginnt stets mit einem Anfangsdruck, der unter dem atmosphärischen Druck liegt, im Leerlauf und unteren Teillastbereich sogar weit darunter, so daß der Kompressionsenddruck abfällt, die Flamme in diesem Falle langsamer brennt (im Extremfall solange, bis das Einlaßventil wieder öffnet und sie in das Saugrohr zurück schlägt, was bis zum Vergaserbrand führen kann). Daher muß in diesem Betriebsfall beim Viertakt die Zündung weit auf früh gestellt werden, was zumeist durch Messung des Unterdrucks im Saugrohr realisiert wird.
Anders beim Zweitakt: Hier wird immer so viel Abgas ausgespült, wie Frischgas dazukommt, im gedrosselten Fall ist das mitunter so wenig, daß kein zündfähiges Gemisch im Zylinder ist, daher kommt z.B. der unregelmäßige, polternde Leerlauf des Zweitakters. Die Kompression beginnt immer auf dem ungefähren Niveau des atmosphärischen Drucks, weil der zuletzt geschlossene Kanal der Auslaß ist, und der steht ja direkt mit der Umgebung in Verbindung. Daher ist beim Zweitakt der Kompressionsenddruck immer nahezu auf dem gleichen Niveau, die Brenngeschwindigkeit immer nahezu konstant bei rund 90 m/s, wenn es zu einer Zündung kommt. Daher ist eine lastabhängige Vorverlegung des Zündpunkts sogar schädlich, denn der Maximaldruck würde dann vor dem OT auftreten, die heißen Gase unnötig lange mit Kolben, Zylinder und Kopf in Kontakt sein, es würde massive thermische Probleme geben...
Nebenbei ist der Ballast der imZylinder verbleibenden Abgase von Vorteil, weil so NOx vermindert wird (ETZ250 z.B. 19mg/km).
Kurz und gut, unsere Altvorderen waren nicht ganz dumm, als sie für unsere Lieblinge auf die Unterdruckverstellung verzichteten....
Schönen Advent!
mfg, Chr.

[Kerl]

Die Frage ist ja auch, wie man eine Unterdruckverstellung realisieren will. Bei den kurzen Saugröhrchen, die vor bzw. hinter dem Vergaser hängen, würde der Saugrohrdruck derart stark schwanken, dass die Unterdruckdose ständig flattern würde. Bei Zylindern mit getrennten Ansaugwegen ist es also kaum machbar, selbst mit zusammengeführten Saugwegen schwierig bei nem Zweizylinder.

Die Sache mit dem Kompressionsdruck bei einem Zweitakter hab ich so noch gar nie bedacht, das ist wirklich interessant und völlig logisch, wenn man erstmal drauf kommt.
Das heisst wohl im Endeffekt, man kann sinnvoll nur eine drehzahlabhängige Zündverstellung realisieren. Und die dürfte beinahe linear verlaufen *vermut*

Gruss
Daniel

[ddomes]

Hallo,
finde ich auch ein spannendes Thema! Gut, um eine lastabhängige Zündwinkelverstellung zu realisieren, braucht es nicht zwangsläufig den Unterdruck, ein Drosselklappenpotentiometer oder in unserem Fall ein Schieberstands-Poti in Kombination mit der Drehzahl (die ja der controller ohnehin hat) geben auch Aufschluss über den Lastzustand. Dass das beim Zweitakter wenig Sinn macht, hat bujatronic ja sehr schön beschrieben!
Ich sehe bei all dem technisch machbaren (meine Zündanlage läuft auch an 4-Taktern) eher das Problem der Sollwertegenerierung. Drosselklappen- bzw. Schieberstellung und Drehzahl sind schnell gefunden, was aber mit den richtigen Zündwinkeln? Wer mal ein Kennfeld einer modernen Zündung gesehen hat, weiß was ich meine. Da bleiben nur aufwändige Prüfstandsläufe, konsequenterweise unter Berücksichtigung der Motortemperatur, des Verbrauchs und der Klopfgrenze.
Alles in allem, um mal Edmunds Gedanken aufzugreifen (obwohl ich seine Meinung bzgl. Digitaltechnik im Regler und in der Zündanlage aus vielleicht bekannten Gründen nicht teile ), soll man irgendwann die Kirche im Dorf lassen, wann das soweit ist, muss natürlich jeder selbst entscheiden.

Grüße
Daniel

[edmund]

[bujatronic]

die Kennfelder werden üblicherweise auf einem Prüfstand gemacht, wobei indiziert wird, d.h. der Verlauf des Zylinderinnendrucks über den Kurbelwinkel (oder Kolbenweg) wird grafisch dargestellt, anbei ein Beispiel eines Viertakters, wobei ich die genauen Daten des Betriebspunkts nicht kenne, das ist wohl auch eher schematisch zu sehen.
Die indizierte Energie eines Arbeitsspiels (also das, was aus dem Kraftstoff thermodynamisch rauszuholen ist) ist die Fläche unter der Kurve nach OT, durch Optimierung von Zündpunkt, -energie, Gemisch usw. sollte diese maximiert werden. Wenn die Kurve am Kompressionsende "ausfranst" (also mehrere Spitzen zeigt) "klopft" der Motor, das wird bei heutigen Motoren meist durch einen speziellen Sensor erfaßt, woraufhin eine Korrektur erfolgt, der damit verbundene Wirkungsgradabfall muß in Kauf genommen werden.
Bei unseren zweitaktenden Lieblingen ist auf eine Zündverstellung im Sinne der Anpassung an die Drehzahl verzichtet worden, die Fliehkraftverstellung ist nur eine Anlaßhilfe (Rückschlagsicherung). (Am Rande: Ich hatte mal für eine späte ETZ so etwas elektronisch realisiert, weil meine Zarte immer wieder Probleme beim Antreten hatte, es war kaum zu glauben, der Motor (300ccm) sprang mit OT-Zündung nicht an!)
Dieser Verzicht hatte neben der Vereinfachung des Motors auch den Hintergrund, daß Zweitakter (die ja alle mehr oder weniger die Schwingungen im Ansaug- bzw. Abgasweg ausnutzen) ohnehin nur in einem vergleichsweise engen Drehzahlband betrieben werden. Da durch die außerhalb dieses Bandes massiv ansteigenden Spülverluste (der Teil des Benzins, der im Auslaß verschwindet, ohne an der Verbrennung teilzunehmen) umgesetzte Energie und Wirkungsgrad ohnehin sehr abfallen, bringt eine Verstellung der Zündung mit der Drehzahl praktisch nichts.
Problematisch wäre allenfalls der Betrieb bei niedriger Drehzahl und großer Last, weil da die (eigentlich zu früh gezündeteten) heißen Gase recht lange mit den Teilen des Motors (v.a. Kolben) im Kontakt sind. Das wurde m.W. dadurch kompensiert, daß hier durch Anfettung des Gemischs (Teillastnadel gibt den Düsenquerschnitt völlig frei) die Innenkühlung (Verdampfungsenthalpie des Benzins) verstärkt wird.
Übrigens ist Doppelzündung (z.B. Alfa) eine Möglichkeit, die thermischen Probleme zu lösen. Die Brennwege werden kürzer, es er muß nicht mehr so früh gezündet werden, dadurch sind die heißen Gase nicht so lange im Kontakt zum Motor. MZ hat damit m.W. beim Wankel und beim EM200 (der neue Motor, der mit der TS kommen sollte) experimentiert, aber mit der Nichtbewilligung der nötigen Investitionen hatte sich das dann auch erledigt...
Nicht zu verwechseln mit der Doppelzündung an einigen Geländemaschinen oder der Escort, da ging es allein um Zuverlässigkeit.
Fazit: Eine Zündverstellung mit der Drehzahl ist nicht erforderlich und würde das Betriebsverhalten des Motors nur geringfügig verbessern, und der Aufwand dafür steht in keinem Verhältnis...
Aber wenn das mal wirklich jemand machen will, ich hätte ein Piezo-Zündkerze (allerdings falscher Wärmewert) und einen Körperschallaufnehmer, einen Ladungsverstärker könnte ich evtl. auch besorgen...
Dann braucht man nur noch ein Notstromaggregat (könnte man im Beiwagen unterbringen), einen Sensor für den Kurbelwinkel (was durch das Fehlen eines Anlasserkranzes nicht so einfach ist), einen schnellen Datenlogger, viel Geld und Geduld, obendrein müßte ja jeder Zylinder einzeln optimiert werden, denn durch die ungleichen Abgaswege, fürchte ich, laufen die auch nicht synchron.