Halbelektonische Zündung?

[Kupferkessel]

Juhu! Ich glaube das peile ich nie

[KayTee]

Das ist schwarze Magie. Die Hexer nennen das "Strom", aber wie seit Joseph Lucas jeder weis wird Dampf, und nicht sog. "Elektronen" übertragen. Wo ein Problem besteht tritt Dampf aus, kennt jeder.

Wer anderes behauptet sei dem Feuer auf dem Scheiterhaufen übergeben.

(Irgendwann in der 8. oder 9. mit Plattenkondensatoren und Tischtennisbällen hatt es sich für mich mit Physik ...)

Diskutiert bitte weiter, wir Unwissende freuen uns über ein "Dummbatze: kauft DAS!" am Ende

Gruß,
KayTee

[eisenarsch]

Hallo Arthur,

Ich kenne nur Transformatorzüngen bei der Harley. Abgesehen bei der Dyna S haben alle Harley-Zündungen symmetrische Schließwinkel und asymmetrische Öffnungswinkel. Schaue mal bei Gelegenheit nach Deiner Unterbrechernocke. Der Kontakt bleibt beim hinteren Zylinder länger auf.

ahh, ok, das erklärt einiges. Mich würde dennoch brennend interessieren wie das technisch ausgeführt ist. Ich kann beispielsweise beim Steuergerät der Dyna 2000i (oder so ähnlich) keine Leistungsstufe ausmachen. Von der Größe her dürfte hier kein sonderlich großer Kondensator oder Transformator hineinpassen. Ist der möglicherweise extern und in die Spulen integriert? Sprechen wir hier auch über Thyristor-Zündanlagen?

Bei dem Oszillogramm entspricht der Low-Pegel dem Schließwinkel. Habe leider keins für eine Nocke. Da sind die Schließwinkel symmetrisch UND kürzer im Tastverhältnis Öffnungs-/Schließwinkel. Daraus resultiert ein kleinerer mittlerer Strom, nicht aus der Asymmetrie. Ich frage mich halt immer wieder, ob bei höheren Drehzahlen die unterschiedlichen Zündenergien für die Zylinder infolge der Asymmetrie Einfluss auf Leistung, Abstimmung etc. haben.

Halte ich für plausibel. Nach meinen Messungen haben unterschiedliche Schließwinkel eine direkte Auswirkung. Hier kommt es schlussendlich einfach auf die passende Zündspule an. Zündspulen mit zu großer Induktivität (zumeist ja leider diese angepriesenen "Power-Zündspulen") haben gerade im oberen Drehzahlbereich erhebliche Verluste. Die Primärspule wird hier teilweise nur noch zu einem Drittel gesättigt. Ich würde meinen das hier unterschiedliches Verbrennungsverhalten garantiert ist.

Bei der Endstufe bevorzuge ich IGBTs aus dem Automotiv-Bereich. Sind auch spannungsgesteuert aber robuster und einfacher in der Ansteuerung (VGE(th) 0.6 bis 2.2 V, somit direkt vom Prozessor ansteuerbar). Die Zündenergie ist auch nicht kleiner als beim FET (bei einem RDSon von 0.27 Ohm fallen auch 1.2V ab).

Na wichtig war mir die Gate-Kapazität. IGBTs sind prima, aber ich benutze den IRFP460, ebenfalls TTL-Pegel. Nun habe ich nicht unbedingt einen Überblick, welchen Typ nutzt du? Direkt mit dem Prozessor ansteuern habe ich vermieden, nachdem bei höheren Frequenzen die Porttreiber gerne auch mal abrauchen. Immerhin entstehen immense Ströme beim entladen/laden das Gates. Ich verwende dafür einen fast unzerstörbaren Mosfet-Treiber, den MCP1407/MCP1406.

Bei meiner Zündung handelt es sich um eine VEZ (Vollelektronische Tranistorzündanlage), auch hier wieder klassisch mit Schließwinkel und Transistor als abschaltendes Element. Von Thyristor-Zündanlagen halte ich nichts, was sich im Automotivebereich ja auch bestätigt hat (ich komme beruflich aus der Ecke). Der Zündimpuls ist einfach zu kurz und eine gute Abstimmung auf exakt passende Zündspulen wichtig und recht anfällig.

Die von dir verwendete Endstufe würde mich dahingehend interessieren, ich lerne gern dazu. Im Gegenzug kann ich dir meine Endstufe ebenfalls zusenden?

Grüße, Richard

[Arthur]

Hallo Richard,

wir müssen erst eine gemeinsame Terminologie finden. Ich bin davon ausgegangen, dass Du unter Transformatorzündung das meinst, was ich als Batteriezündung bezeichne. Also eine Spule mit Primär- und Sekundärwicklung (= Transformator), die von der Batteriespannung versorgt wird und das Magnetfeld der Primärwicklung über einen mechanischen oder elektronischen Schalter abgeschaltet wird. Genau so funktionieren die (älteren) Harleyzündungen. Also keine CDI- oder Thyristorzündungen. Somit ist klar, warum die „Endstufe“ klein gehalten werden kann.

Zu der Sättigung der Spulen habe ich mir auch Gedanken gemacht. Die Spulen, die ich messen konnte, hatten alle eine Zeitkonstante um 4.5 ms (z.B. 3 Ohm/12mH). Also in die Sättigung kommen die auch nicht. Mein Traum wäre die Verwendung von niederohmigen Spulen (also z.B. 0.5 Ohm/4 mH). Über eine Schließwinkel-Regelung könnte die Verlustleistung gering gehalten werden bei gleichzeitig hoher Zündenergie (~200 mJ). Leider hatte ich noch keine brauchbare Idee, wie die Spule den Startvorgang mit dem Kicker überleben soll

Als Schalttransistor habe ich früher den VB027 von ST benutzt. Gibt es nicht mehr, wie so viele andere intelligente Coil-Driver von ST. Jetzt setze ich den STGBP10NB37LZ ein. Der Gate Charge beträgt 28 nC (der IRFP460 hat 147 nC). Prozessor-Ausgänge habe ich noch nicht gekillt. Benutze äußerst robuste Controller mit entsprechendem Temperaturbereich ( -40°C bis 125°C). Für den Automotivebereich habe ich auch noch keine FET Coil-Driver gesehen.

Wie dem auch sei, ich habe jetzt eine Zündung (zuerst die Hardware) entwickelt und auch schon layoutet. Aber bevor ich Prototypen herstellen lasse, würde ich gerne mit Dir über das Thema diskutieren. Letzten Sommer habe ich z.B. mit Klopfsensoren experimentiert. Leider nicht mit den erhofften Ergebnissen. Jetzt soll es nur eine Kennfeldzündung mit Temperatur- und Lasterfassung (Unterdruck) werden. Die Zylinder sollen einzeln befeuert werden, die Einheit keine externe Blackbox haben (Platine 60 x 45 mm) und die Einstellmöglichkeiten über Taster und eine 8-stellige alphanumerische Anzeige erfolgen. Die serielle Schnittstelle soll nur für Updates und Inbetriebnahme/Auswertung verwendet werden (wer fährt schon mit einem Notebook durch die Gegend?).

Also wenn Du an einem Gedankenaustausch interessiert bist, bin ich gerne dabei. Die Frage ist nur, ob hier übers Forum - wo die meisten Leute gelangweilt werden – oder über PN.


Gruß Arthur

[eisenarsch]

Hallo Arthur,

[..]Ich bin davon ausgegangen, dass Du unter Transformatorzündung das meinst, was ich als Batteriezündung bezeichne. Also eine Spule mit Primär- und Sekundärwicklung (= Transformator)[..]

Klassiker würde ich meinen

Zu der Sättigung der Spulen habe ich mir auch Gedanken gemacht. Die Spulen, die ich messen konnte, hatten alle eine Zeitkonstante um 4.5 ms (z.B. 3 Ohm/12mH). Also in die Sättigung kommen die auch nicht. Mein Traum wäre die Verwendung von niederohmigen Spulen (also z.B. 0.5 Ohm/4 mH). Über eine Schließwinkel-Regelung könnte die Verlustleistung gering gehalten werden bei gleichzeitig hoher Zündenergie (~200 mJ). Leider hatte ich noch keine brauchbare Idee, wie die Spule den Startvorgang mit dem Kicker überleben soll

Das Kickerproblem ist nicht trivial, über diese Problematik müssen sich heutige Zündungsbauer für die modernen Motoren ja keine Gedanken machen. Wir schon
Grundsätzlich hätte ich dafür eine Lösung. Du wirst sicher auch wie ich im nicht geregelten Modus das Eingangssignal 1:1 als Zündsignal umsetzen. Ich verwende softwareseitig dann für die Regelung ab regeldrehzahl den klassischen Frequenzzähler als Zündsteuerung. D.h. über zwei getrennte Timer. Der erste wird durch das Eingangssignal getriggert und zählt die Takte bis zum nächsten Signal = Frequenz = Drehzahl. Der zweite Timer wird dann einfach mit den entsprechenden Werten für Zündspule ein und aus getstartet und man erhält den gewünschten Zündzeitpunkt. Das Ganze mache ich mit einer vorberechneten Tabelle der ausgewählten Kennline. Beim Kickermodus lässt sich das Eingangssignal entweder mit einem festen Schließwinkel umsetzen (klassisch) oder bei solch schnell zu schaltenden Zündspulen ganz einfach 1:1 umsetzen (Signal schaltet Zündspule ein und 1 ms später sofort wieder aus). Der geringe Gradversatz Richtung spät ist meiner Ansicht nach zu vernachlässigen.

Jetzt setze ich den STGBP10NB37LZ ein. Der Gate Charge beträgt 28 nC (der IRFP460 hat 147 nC). Prozessor-Ausgänge habe ich noch nicht gekillt. Benutze äußerst robuste Controller mit entsprechendem Temperaturbereich ( -40°C bis 125°C). Für den Automotivebereich habe ich auch noch keine FET Coil-Driver gesehen.

Verstehe, gute Wahl, ich hatte den VB325 vorgesehen, jedoch gab es asu der Erfahrung die Problematik, dass die alten Motoren und ihre 6V-Elektrik dafür nicht ausreichend hohe Spannungen liefern konnten. Es waren zu hohe Verluste und zu geringe Zündenergie die Folge. Aus diesem Grunde habe ich mich entschieden eine direkte FET-Endstufe zu bauen. Die FET-Technologie hat sich ja auch erheblich weiterentwickelt, zudem sind die Verluste erheblich geringer als bei einem IGBT oder Coil-Driver und sie sind fast um den Faktor 10 schneller beim Schaltvorgang (IGBT = 150ns, IRFP = 18 ns)

Arthur, wir können uns gerne austauschen (bitte per Mail, nicht PN), ich bin immer dafür wenn es darum geht die Fehler Anderer nicht nochmal machen zu müssen. Insofern kann ich dir von meinen Erfahrungen mit der mittlerweile in der 4 Generation befindlichen Zündung berichten. Zudem ist sie mehrere Jahre an den verschiedensten Motorentypen im Einsatz und das hat innerhalb dieser Zeit einige wichtige Problematiken aufgezeigt.

Hier noch ein eventuell interessanter Artikel für alle Leser (auch für Amok)


Grüße, Richard

[Kupferkessel]

Jo dank Dir Richard ,nun bin ich erleuchtet!!!!!!!!:D
Elektrisches wird wohl nie mein Freund werden

[maruski]

Hey Amok - Glückwunsch zur Erleuchtung.
Ich sah auch hellen Schein nach dem Lesen - aber nur weil mir der Hut brannte danach.
Respekt, wenn du das nachvollziehen kannst.

Ich freu mich das wir hier solche Leute haben und lese solche Beiträge wie Lyrik mit dem Payoff, das alles auf der Welt von irgendeinem Menschen verstanden wird.
Das ist ein wirklich gutes Gefühl - auch wenn ich selber nicht die Bohne durchblicke.

Bitte weiter so weitermachen.
Gruß an alle Erleuchteten. Maruski

[Christian54]

Hy,
es wäre auch nicht schlecht wenn ihr eure Zündungen für beide Drehrichtungen bauen würdet. könnt man dann ohne Umau in
Shovel,Knuckel und Pan verbauen.

Gruß Christian