Forum: Projekte & Code Synchrontester für Drosselklappen


von Arno S. (holibu)


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Hallo,

dieses kleine Projekt ist entstanden, um die Drosselklappen meines 
Moppeds endlich einmal akkurat synchronisieren zu können: Ein 
Synchrontester für die Drosselklappen / Vergasereinstellung.
Im Handel fand ich leider nur total ungenaue mechanische Uhren, die 
dabei schon teurer als meine Bastellösung sind, oder die brauchbaren, 
mehrere hundert Euro teuren Profigeräte. Das schrie nach Selbstbau: Man 
nehme zwei MPX-2100AP Drucksensoren, Messverstärker, 12-Bit ADC, ATMega 
und 3.2" TFT Modul - fertig. Die Anzeige basiert auf meinem KNX-Display.

Momentan sampelt die Software 1024 Werte von 2 Kanälen a 12Bit mit 100us 
Abstand, bildet daraus den Mittelwert und zeigt ihn für jeden Kanal in 
Balkenform an. Ein dritter Balken zeigt den Differenzdruck zwischen 
beiden Kanälen an. Dies ist die wichtigste Information zum Abgleich der 
Drosselklappen. Beim Programmstart erfolgt automatisch eine 
Offsetkorrektur zwischen beiden Kanälen.

Heute war der erste Praxistest im Tankrucksack. Ergebnis ist ein 
vibrationsärmerer Motorlauf und die Erkenntniss, daß ich dringend auf 
Seilzugverteiler umbauen muss, weil die perfekte Abstimmung mit der 
momentanen Konstruktion unmöglich ist (R1100GS '96 noch ohne 
Seilzugverteiler).
Die Sensoren sind übrigens erstaunlich empfindlich. Man erreicht durch 
anpusten der Schlauchenden schon einen deutlichen Ausschlag.

Die Funktion lässt sich natürlich noch weiter spinnen:
- Anzeige des Druckverlaufs über die Zeit (Oszi-Funtion). Damit könnte 
man u.U. auf den Zustand der Einlassventile schließen.
- Drehzahlerkennung aus dem Druckverlauf.
- Aufzeichnung auf SD-Karte zur späteren Datenauswertung.
- Zusätzlicher Drehwinkelsensor an Drosselklappe zur besseren 
Korrelation der aufgezeichneten Daten.
- ...

Vielleicht gibt es ja Interessenten, die diese Lösung mit mir 
weiterentwickeln möchten. Dann würde ich mehr Dokumentation schaffen und 
ggfs Hard- und Software auf eine gängige Platform umsetzen bzw. ein 
dediziertes PCB entwickeln.

Viele Grüße,
Arno

: Bearbeitet durch User
von Helmut (Gast)


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Hallo Arno,
und wie bringst Du die Druckmessgeräte in den Ansaugkanal?

Mit Schläuchen?

Gruß Helmut

von Helmut (Gast)


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Und noch was, wäre ein Sensor als Diff-Messungung mit zB dem MPX5100DP 
nicht auch möglich?

von Arno S. (holibu)


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Helmut schrieb:
> Hallo Arno,
> und wie bringst Du die Druckmessgeräte in den Ansaugkanal?
>
> Mit Schläuchen?
Richtig. Die Drosselklappengehäuse haben Nippel zum Schlauchanschluss.

>Und noch was, wäre ein Sensor als Diff-Messungung mit zB dem MPX5100DP
>nicht auch möglich?
Ich denke nicht. Laut Datenblatt haben die Sensoren der MPX-Baureihe nur 
einen positiven Messbereich. In meiner Anwendung oszillieren die beiden 
Luftsäulen aber mit 180° Phasenversatz. Deshalb wird ein MPX5100DP hier 
nicht sauber funktionieren. Die Druckdifferenz wäre mal kleiner und mal 
größer Null. Ausserdem wäre dann bei zwei Zylindern schluss. Na gut, für 
mich kein Problem :-)

Gruß,
Arno

von Stefan W. (dl6dx)


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Arno S. schrieb:
> Momentan sampelt die Software 1024 Werte von 2 Kanälen a 12Bit mit 100us
> Abstand, bildet daraus den Mittelwert

Ich frage mich gerade, ob das der optimale Algorithmus ist.

Wenn ich mich richtig erinnere (ich hab einen 2V-Boxer), ist der 
absolute Ansaugdruck gar nicht das entscheidende Kriterium. Vielmehr 
sind ein lastgleicher Leerlaufbetrieb und ein synchrones Ansprechen der 
Drosselklappen das Wesentliche.

Das müsste beim 4V-Boxer doch ähnlich sein, oder?

Weiter gedacht heißt das, beim Aufziehen des Gasgriffs sollte sich 
optimalerweise der Ansaugdruck an beiden Zylindern mit gleicher Tendenz 
und Geschwindigkeit ändern.

Wäre es dann nicht sinnvoll, wenn man je Zylinder den minimalen und 
maximalen Druck fortschreibt und dann deren Änderung über die Zeit erst 
durch einen passenden Tiefpass schickt und zum Schluss ins Verhältnis 
setzt?

In jedem Fall aber ein interessantes Projekt.

Grüße

Stefan

von Helmut (Gast)


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@Arno
an 180° habe ich nicht gedacht, Du hast natürlich Recht.

Sehr interessantes Projekt.

von Joachim D. (Firma: JDCC) (scheppertreiber)


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Die Anzeige der Drücke kannst Du weglassen. Interessant ist
usschließlich die Druckdifferenz.

Es gibt da das Twinmax, es zeigt mit einstellbarer Empfindlichkeit
die Druckdifferenz an. Synchronisieren ganz einfach.

von Arno S. (holibu)


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Hallo Stefan,
>> Momentan sampelt die Software 1024 Werte von 2 Kanälen a 12Bit mit 100us
>> Abstand, bildet daraus den Mittelwert
>
> Ich frage mich gerade, ob das der optimale Algorithmus ist.
Da bin ich bei dir. Dieser Algorithmus war einfach zu implementieren und 
liefert schon mal brauchbare Informationen. Ideal ist er nicht. Die 
Balken tanzen noch etwas hin- und her.

> Wäre es dann nicht sinnvoll, wenn man je Zylinder den minimalen und
> maximalen Druck fortschreibt und dann deren Änderung über die Zeit erst
> durch einen passenden Tiefpass schickt und zum Schluss ins Verhältnis
> setzt?
So in etwa stelle ich mir eine gute Lösung vor. Wichtig ist die 
Luftmenge im Zylinder, die dem Integral des gemessenen Drucks 
entsprechen sollte. Der Tiefpass wäre quasi das Integral. Zusätzlich 
sollte das Messintervall noch mit den Arbeitstakten synchronisiert 
werden, damit keine Fehler durch das Anschneiden der periodischen 
Druckkurve entstehen. Differenz oder Quotient - auf jeden Fall kommt es 
eigentlich nur auf die Unterschiede an.
Da unterscheiden sich 2- und 4-Ventiler natürlich nicht.

Im nächsten Schritt werde ich mal Messreihen aufzeichnen. Dann kann man 
die Kurven in Ruhe analysieren und geeignete Auswertungsalgorithmen 
entwickeln.

Viele Grüße,
Arno

von Arno S. (holibu)


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Hallo Joachim,
> Die Anzeige der Drücke kannst Du weglassen. Interessant ist
> ausschließlich die Druckdifferenz.
Ich gebe dir Recht. Zum Entwickeln und um generell ein Gefühl für die 
Druckverhältnisse zu bekommen ist die Anzeige aber hilfreich.

> Es gibt da das Twinmax, es zeigt mit einstellbarer Empfindlichkeit
> die Druckdifferenz an. Synchronisieren ganz einfach.
Das ist ein super Tipp, so ein Gerät hatte ich vorher noch nicht 
gefunden. Wer "nur" synchronisieren will kommt damit bestimmt schnell 
zum Ziel. Doch jetzt, wo ich einmal mit der Arbeit begonnen habe, ist 
bei mir der Forschergeist geweckt. Mal sehen wie die Kurven zeitlich 
aufgelöst aussehen und was man noch so alles daraus ableiten kann.

Viele Grüße,
Arno

: Bearbeitet durch User
von Stefan W. (dl6dx)


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Arno S. schrieb:
> Im nächsten Schritt werde ich mal Messreihen aufzeichnen. Dann kann man
> die Kurven in Ruhe analysieren und geeignete Auswertungsalgorithmen
> entwickeln.

Hallo Arno,

magst du die "rohen" Messwerte dann auch hier einstellen? Würde mich 
interessieren, wie die genau aussehen.

Hast du dir schon "Messszenarien" überlegt? Ad hoc würde ich an dies 
denken:
- Leerlauf
- langsames Aufziehen des Gaszugs aus dem Leerlauf (geschlossene
  Drosselklappe)
- langsames Aufziehen unter Last im "Drehzahlkeller" (Fahrbetrieb)
- schnelles Aufziehen aus dem Leerlauf
- schnelles Aufziehen aus niedriger Drehzahl im Fahrbetrieb

Das sind zumindest die Zustände, in denen mein 2V-Motor bei schlechter 
Synchronisierung rauh läuft..

Und magst du den Stromlaufplan deiner Messschaltung (Signalaufbereitung 
bis zum ADC) posten? Die Sensoren sind ja nicht soo teuer. Vielleicht 
fädel ich mir auch mal was zusammen.

Beste Grüße

Stefan

von Joachim D. (Firma: JDCC) (scheppertreiber)


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Moin Arno,

ich wollte mir auch so eins bauen ;) Der Sensor ist leider als 
Einzelstück
fast so teuer wie das TwinMax.

Dnepr (russischer 2 Zyl.Boxer) kann man nach Gefühl einstellen (wenn
der Rückspiegel nicht mehr zittert :-))), bei Guzzi geht das im Prinzip
auch, aber ... halt ein V.

Bei den neuen 4V-Chinesen (BMW) bringt es sehr viel die sauber zu
synchronisien (Konstantfahrruckeln weg etc.).

Die Absolutwerte sagen eigentlich gar nichts aus, man erkennt halt
daß der Motor läuft. Interessant wäre vielleicht der Druckverlauf
relativ zur Drehzahl (über das gesamte Dregzahlband synchron ?).

Interessant wäre, so einen Apparat mal fest einzubauen ...

Grüße Joe

von Arno S. (holibu)


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Hallo Stefan,
> magst du die "rohen" Messwerte dann auch hier einstellen? Würde mich
> interessieren, wie die genau aussehen.
Klar, kein Problem. Ich plane am WE die SD-Schreibfunktion einzubauen. 
Bin selbst neugierig :-)

> Hast du dir schon "Messszenarien" überlegt? Ad hoc würde ich an dies
> denken:
> - Leerlauf
> - langsames Aufziehen des Gaszugs aus dem Leerlauf (geschlossene
>   Drosselklappe)
> - langsames Aufziehen unter Last im "Drehzahlkeller" (Fahrbetrieb)
> - schnelles Aufziehen aus dem Leerlauf
> - schnelles Aufziehen aus niedriger Drehzahl im Fahrbetrieb
>
> Das sind zumindest die Zustände, in denen mein 2V-Motor bei schlechter
> Synchronisierung rauh läuft..
Beim 4V merkt man schlechte Synchronisation eher an starken Vibrationen 
in statischen Lastzuständen. Die anderen Szenarien sind natürlich auch 
interessant. Um sie auszuwerten muss die SW auf jeden Fall 
Drehzahlerkennung beherrschen. Ideal wäre auch eine Messung der 
Gasstellung. Eins nach dem Anderen.

> Und magst du den Stromlaufplan deiner Messschaltung (Signalaufbereitung
> bis zum ADC) posten? Die Sensoren sind ja nicht soo teuer. Vielleicht
> fädel ich mir auch mal was zusammen.
Mache ich gerne. Das analoge Frontend ist sehr simpel und besitzt eine 
synchron serielle Schnittstelle zum Mikro. Wenn du irgend einen Mikro 
mit Anzeige dranfummelst kannst du loslegen :-)

Viele Grüße,
Arno

von Arno S. (holibu)


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Hallo Joe,
> Der Sensor ist leider als Einzelstück
> fast so teuer wie das TwinMax.
Naja, bei Reichelt 11,70/Stk. Gesamtkosten des Analogteils für zwei 
Kanäle ca. 35€

> Bei den neuen 4V-Chinesen (BMW) bringt es sehr viel die sauber zu
> synchronisien (Konstantfahrruckeln weg etc.).
Das sag ich dir :-)

> Die Absolutwerte sagen eigentlich gar nichts aus, man erkennt halt
> daß der Motor läuft. Interessant wäre vielleicht der Druckverlauf
> relativ zur Drehzahl (über das gesamte Dregzahlband synchron ?).
Ja, das kommt als nächstes. Der absolute Druck hängt auch mit der 
Vorgeschichte Zusammen. Höchster Unterdruck herrscht z.B. beim Schließen 
der Drosselklappen bei Höchstdrehzahl (oh Wunder).

> Interessant wäre, so einen Apparat mal fest einzubauen ...
Der Aufbau passt bequem in den Tankrucksack. Wenn er "fester" sein soll, 
dann muss das Gerät Wasserdicht und Temperaturfest werden. Ginge 
bestimmt.

Viele Grüße,
Arno

von Joachim D. (Firma: JDCC) (scheppertreiber)


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Arno S. schrieb:
> Der Aufbau passt bequem in den Tankrucksack.

So einen Luxus habe ich nicht (dafür einen Beiwagen und einen
kleinen Anhänger - kriege ich schon unter).

Preis: ich hatte mal bei C geschaut ... der lag (glaube ich) bei
knapp 50 E.

von Arno S. (holibu)


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Hallo,

hier ist der Schaltplan des Analogteils. Übersichtlich, oder? Der ADC 
wird über eine synchron serielle Schnittstelle angesteuert. Die 
Betriebsspannung kommt aus dem 12V Bordnetz. Auf der Lochrasterplatine 
befindet sich noch eine Schutzschaltung gegen Verpolung und "Sauereien" 
auf der Versorgung. Im Forum gibt es einen besseren Vorschlag, deshalb 
dokumentiere ich meine Schaltung gar nicht erst.

Die Auswertung erfolgt durch einen ATMega128L8. Der läuft mit der 3.15V 
Interfacespannung des 3.2" TFT Moduls. Dieser Teil ist wie gesagt 
zweckentfremdet und für die Aufgabe nicht ganz ideal. Wenn aufwendigere 
Algorithmen für die Datenanalyse angewandt werden, wird das Teil 
vermutlich nicht mehr genug Performance für eine flüssige Anzeige haben.
Als Controller würde es auch ein Aduino o.ä. tun. Die ADC Steuerung muss 
allerdings echtzeitfähig sein, damit die Abtastzeitpunkte stimmen. Ein 
Raspberry o.ä. ist deshalb nicht die erste Sahne.

Viele Grüße,
Arno

von Ruut (Gast)


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Komplette Schaltung? Software?

von Trude (Gast)


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Sehe ich genauso. Ohne Schaltung und Code ---> Unbrauchbar
Dieser Beitrag kann genauso gelöscht werden.

von Stefan W. (dl6dx)


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Trude schrieb:
> Ohne Schaltung und Code ---> Unbrauchbar

Nur fürs Protokoll: Der TO hat den aktuellen Stand seines Projektes 
nachvollziehbar beschrieben (Angabe der Sensoren, der analogen 
Signalaufbereitung, der eingesetzten ADC-Parameter und der bisher 
verwendeten Algorithmen). Der Grad der Detaillierung reicht aus, um 
einen vergleichbaren Messaufbau erstellen zu können.

Für viele sind das definitiv brauchbare Angaben.

Grüße

Stefan

: Bearbeitet durch User
von Arno S. (holibu)


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Trude schrieb:
> Sehe ich genauso. Ohne Schaltung und Code ---> Unbrauchbar
> Dieser Beitrag kann genauso gelöscht werden.

Hallo Trude,

vielen Dank für dein Interesse. Wie in den Postings bereits beschrieben 
gibt es momentan ein Konzept und einen ersten Versuchsaufbau, der 
wichtige Ergebnisse für die weitere Entwicklung liefert. Der Ananlogteil 
ist detailiert beschrieben und kann 1:1 nachgebaut werden. Der 
Digitalteil, den ich momentan nutze, ist ebenfalls detailliert 
beschrieben:
Beitrag "LCD Touch für KNX/EIB"
http://bugs.freebus.org/projects/tati/wiki
Dieses Display und die darauf laufende Software ist aber für diese 
Anwendung ungeeignet. Deshalb habe ich auf eine detailierte Beschreibung 
der Hardwaremodifikation und der Software verzichtet. Es hätte mich Zeit 
gekostet und Niemandem genutzt. Für weitere Experimente ist just heute 
folgendes Kit eingetroffen:
http://www.amazon.de/SainSmart-STM32F103VCT6-Entwicklungs-Board-Module-Serial/dp/B0081JPBQU/ref=sr_1_1?ie=UTF8&qid=1409168960&sr=8-1&keywords=SainSmart+STM32+STM32F103VCT6%2B3.2%22
Hierzu werde ich sowohl die Software veröffentlichen, sobald sie 
portiert ist, als auch die entsprechenden Anschlüsse der Hardware 
beschreiben.

Der Grund für die frühe Veröffentlichung war schlicht die Hoffnung, daß 
ich bereits zu einem frühen Zeitpunkt Feedback oder sogar Hilfe von 
anderen Mitgliedern erhalte. Sofern du sofort und jetzt eine fertige 
Lösung suchst hat Joachim bereits einen Tipp abgegeben. Ansonsten schaue 
doch einfach später noch mal rein - sofern dieser Beitrag noch nicht 
gelöscht wurde.

Viele Grüße,
Arno

von Arno S. (holibu)


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> magst du die "rohen" Messwerte dann auch hier einstellen? Würde mich
> interessieren, wie die genau aussehen.

Hallo,

tata - die ersten Bildchen! Sind noch etwas umständlich mit Calc 
erstellt. Durch einen Bug in der Firmware hat das Gerät leider einen 
Kanal doppelt aufgezeichnet anstatt beide getrennt. Deshalb ist die 
Darstellung leider nur "Mono". Die Bilder im einzelnen:
1) Standgas
Dies ist der Druckverlauf bei Standgasdrehzahl ohne Gas zu geben.
2) Autobahn
Dies ist ein Abschnitt auf der Autobahn, als vor der Ausfahrt doch noch 
zwei Kilometer frei waren. Am Anfang hampelt noch eine Dose vor mir 
herum, dann Vollgas bis Höchstdrehzahl, vor der Ausfahrt Gas ganz zu und 
dann wieder leicht auf, den Autos hinterherbummelnd.
3) Vollgas
Gezoomter Abschnitt aus dem Vollgasteil.
4) Gas_zu
Gezoomter Abschnitt direkt hinter Vollgasteil

Folgende Schlüsse lassen sich ziehen:
1. Der Analogteil liefert brauchbare Ergebnisse.
2. 100µs Zeitauflösung sind eine gute Wahl.
3. Die Drehzahl lässt sich sehr einfach aus den Kurven berechnen, ein 
separater Sensor ist nicht nötig.
4. Der Eingangsbereich des ADC wird leicht überschritten. Anscheinend 
gibt es im Ansaugtrakt Druckspitzen. Hoffentlich durch Resonanzen und 
nicht durch undichte Einlassventile. >> Gibt es hier Jemanden, der 
Erfahrung mit dieser Frage hat ? <<
Es gibt drei Lösungen: Verstärkung heruntersetzen, negative 
Offsetspannung oder höhere ADC Versorgungsspannung. Ich tendiere zur 
ersten und letzten Variante. >> Andere Meinungen sind willkommen <<
5. Die Messblöcke mit 1024 Werten (102.4ms) sind zu kurz für eine 
komplette Standgasperiode. Ist auch irgendwie klar, es ist ein 
Viertakter :-) Also entweder den Messblock auf 2048 Werte vergrößern, 
oder kontinuierlich messen und auswerten. Ich tendiere zu letzterem, das 
sollte der ST im Gegensatz zum ATMega eigentlich packen. Dann entfallen 
auch die unschönen Sprünge in den Messkurven.
6. Das Touchdisplay lässt sich auch im Kartenfach des Tankrucksacks 
durch die Klarsichtfolie mit Handschuhen problemlos bedienen, um z.B. 
die Aufzeichnung auf SD-Karte ein- und aus zu schalten.

Als nächstes steht die Portierung auf das STM32 Board an. Ich hoffe 
spätestens nächste Woche ein erstes Software-Release machen zu können. 
Weitere Schritte mit der alten ATMega-Hardware sind nicht sinnvoll, weil 
die nun folgenden Erweiterungen, z.B. synchronisierte Kurvenauswertung, 
deutlich rechenintensiver sind.

Viele Grüße,
Arno

von Stefan W. (dl6dx)


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Hallo Arno,

das sieht aber wirklich gut aus! Bin schon gespannt auf den nächsten 
Bericht.

Viele Grüße

Stefan

von Seppi (Gast)


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Trotzdem: Ohne kompletten Plan und Sourcecode ist das nix für die 
Projekte/Codesammlung.
Wo ist das Porjekt?
Wo ist der Kod?

von Arno S. (holibu)


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Hallo zusammen,

ich habe lange keinen Status abgegeben und Seppi wird anscheinend 
langsam ungeduldig :-)
Der Zeitplan war wie so oft zu ambitioniert, doch so langsam wird's was.

Zur Hardware: Ich verwende nun das HY-MiniSTM32V Modul mit 3.2" Touch 
Display. Die Ausgänge der Messverstärker sind jetzt an PC0/IN10 und 
PC11/IN11 angeschlossen. Der externe ADC wird nicht mehr benötigt. Die 
komplette Schaltung der Sensorik zeigt der angehängte Schaltplan. Den 
Schaltplan des Anzeigemoduls findet ihr unter 
http://www.hotmcu.com/hyministm32v-dev-board-32-tft-lcd-module-p-5.html?cPath=1_20

Die Software ist noch nicht so weit. Es ist mein erstes ARM Projekt 
überhaupt und ich musste mir zuerst etwas Übersicht verschaffen. Als IDE 
läuft bei mir jetzt Eclipse unter Ubuntu 14.04LTS. Die Hardware ist über 
SWD angebunden. Das Aufsetzen hat mehr Zeit gekostet als gedacht. Im 
Rückblick war es eigentlich ganz einfach :-)

Die dem Modul beiliegende Software habe ich wohlweislich nur mit der 
Kneifzange angefasst. Immerhin war der Displaytreiber dabei und 
funktionierte auf Anhieb. In den nächsten Tagen sollte Messwertaufnahme 
und Mittelwertbildung fertig sein. Dann werde ich einen ersten Stand des 
Programmcodes posten.

Viele Grüße,
Arno

von Joachim D. (Firma: JDCC) (scheppertreiber)


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Hau rein, Arno. Ich finde das interessabt ...

von der_Dicke82 (Gast)


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Moin Arno,

ich finde dein Projekt super interessant, ich stelle zwar Vergaser am 
Auto ein, aber das ist ja 1 zu 1 übertragbar.

Bislang haben wir das immer mit diesen Analogendruckanzeigen gemacht, 
die man auf die Vergaser aufsetzt. deine Lösung finde ich echt super! 
Eigentlich jeder Vergaser hat einen Unterdruckausgang und kann also mit 
deiner Schaltung verbunden werden. Der Nachbau ist schon so gut wie in 
Gang ;-)

Zu deinem Problem:

Arno S. schrieb:
> 4. Der Eingangsbereich des ADC wird leicht überschritten. Anscheinend
> gibt es im Ansaugtrakt Druckspitzen. Hoffentlich durch Resonanzen und
> nicht durch undichte Einlassventile. >> Gibt es hier Jemanden, der
> Erfahrung mit dieser Frage hat ? <<
> Es gibt drei Lösungen: Verstärkung heruntersetzen, negative
> Offsetspannung oder höhere ADC Versorgungsspannung. Ich tendiere zur
> ersten und letzten Variante. >> Andere Meinungen sind willkommen <<

Ich bin mir sehr sicher, das es sich um Resonanz handelt. Ein undichtes 
Auslassventil würdest du auch am Motorlauf merken und an fiesen 
Geräuschen aus dem Ansaugtrakt ;-)
Es gibt eigentlich nur zwei Möglichkeiten:
1. Der Motor ist sehr gut ausgelegt und erreicht bei Volllast eine 
Füllung von über 100% --> mehr als 100 kPa
2. Die beschleunigte Luft prallt auf das sich schließende Ventil und 
erzeugt so die Druckspitzen im Ansaugtrakt.

Beides ist unbedenklich!



Ich würde da auch gar keine Änderung vornehmen, die Aufmerksamkeit 
sollte Leerlauf und evtl. noch Teillast gelten. Bei Volllast sind die 
Optimierungsmöglichkeiten durch einstellen der Drosselklappen gleich 
Null!
Die Hersteller selbst nehmen bei ca. 60-70% Öffnungswinkel der 
Drosselklappe Volllast an und ändern dann nichts oder kaum noch was an 
der Einspritzmenge egal ob nun 75% oder 100% Öffnungswinkel.

Die Drehzahl ist auch ein Wert, der dir eigentlich egal sein kann! Viel 
interessanter wäre es das Drosselklappenpoti anzuzapfen (oder einen zu 
verbauen) und damit dann das Verhältnis von Öffnungswinkel zu 
Saugrohrdruck aufzuzeigen!

Auf jeden Fall ein Tolles Projekt!

Dickes Danke für die Veröffentlichung hier!

Gruß, Stefan

von Arno S. (holibu)


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Hallo Stefan,

vielen Dank für deine Kommentare. Du hast Recht, jeder Vergaser, an dem 
etwas einstellbar ist, sollte die Anschlüsse für Messuhren besitzen. Die 
Art des Fahrzeugs ist egal. Ein Bekannter hat die 4-Kanal Variante auch 
schon angemahnt :-)

Ich vermute auch, daß die Druckspitzen durch deinen Punkt 2. entstehen.
>2. Die beschleunigte Luft prallt auf das sich schließende Ventil und
> erzeugt so die Druckspitzen im Ansaugtrakt.
Die Ansaugrohre zwischen Airbox und Ventilen sind bei den alten Boxern 
um die 20cm lang. Ein Tip besagte, daß Undichtigkeiten sich im direkten 
Vergleich der Druckkurven einzelner Zylinder zeigen. Das wird man sehen, 
sobald das neue Setup zweikanalige Ergebnisse liefert.

Die Drehzahl ist interessant um die Druckkurven besser korrelieren zu 
können. Drosselklappenpoti ist vorhanden. Es sollte möglich sein das 
Signal hochohmig abzunehmen. Die Funktionssicherheit der Motorsteuerung 
sollte gewährleistet bleiben. Am liebsten wäre mir daher ein seperater 
Sensor, aber das würde mechanisch aufwändig und rechtfertigt das Risiko 
des Anzapfens.

Messen von Geschwindigkeit und Gang ginge auch noch. Dann hat man quasi 
einen Fahrenden Motorprüfstand. Am Ende müssen die gewonnenen Daten aber 
auch sinnvoll auswertbar sein. Was nützt ein mehrdimensionales Messfeld, 
wenn man die Informationen nicht interpretieren kann? Ok, wir werden 
sehen: Erst mal aus Neugierde messen :-)

Viele Grüße,
Arno

von Kai Eberle (Gast)


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Hallo Arno,

keine Ahnung, wie weit Dein Projekt ist - und ob es überhaupt noch aktiv 
ist. Bin eher zufällig darüber gestolpert.
Ich hab sowas Ähnliches in meinem Hobby-Programm:
http://www.kaieberle.de/index.php/elektronikprojekte/synchrontester

Vielleicht können wir uns ja gegenseitig noch weitere Anregungen zur 
Verbesserung unserer Geräte geben.

Gruß
Kai

von Arno S. (holibu)


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Hallo Kai,

> keine Ahnung, wie weit Dein Projekt ist - und ob es überhaupt noch aktiv
Es schlummert :-)
Ich habe Hard- und Software ende letzten Jahres auf das STM32-Board 
umgebaut. Die Software hat noch einige Macken, deshalb hatte ich den 
neuen Stand nicht veröffentlicht. Dann kam der Winter und das Motorrad 
verlor gegenüber anderen Vorhaben an Priorität ...

> Ich hab sowas Ähnliches in meinem Hobby-Programm
Sieht sehr schick aus. Du hast dir ein PC-Messvorsatz gebaut. Da ich 
auch mobil messen will arbeitet meine Lösung stand-alone. Es gibt eine 
Aufzeichnungsfunktion auf SD-Karte und man könnte die Daten auch über 
USB online übertragen. Diese Daten kann man dann am PC analysieren. 
Hierzu fehlt allerdings noch die Software.
Bei der Hardware war ich faul und habe direkt entsprechende 
Messverstärker benutzt. Den Nullabgleich nehme ich in der Software vor.

Ein Forumsmitglied hat angeregt auch noch andere Größen während der 
Fahrt zu erfassen, z.B. den Federweg. Mit diesen Informationen kann man 
dann das Dämpfer-Setup optimieren. Hier stehe ich momentan noch ganz am 
Anfang.

Die Software findest du unter https://github.com/ArnoStock/SyncTool. Ist 
aber wie gesagt noch im Entwicklungsstadium. Für Verbesserungsvorschläge 
bin ich stets offen.

Viele Grüße,
Arno

von Kai Eberle (Gast)


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Hallo Arno,

> Dann kam der Winter und das Motorrad
> verlor gegenüber anderen Vorhaben an Priorität ...
Kenne ich nur zu gut :-)

> Sieht sehr schick aus. Du hast dir ein PC-Messvorsatz gebaut. Da ich
> auch mobil messen will arbeitet meine Lösung stand-alone.
Mobileinsatz hatte ich nie in Betracht gezogen, klingt aber interessant.
Ich baue mir aktuell gerade einen generellen Protokollierer, mit dem man 
Langzeitsignale von verschiedenen Peripherien auf SD-Karte aufzeichnen 
kann. Den könnte ich auch mit dem Synchrontester verbinden. Wäre dann 
aber ein ziemlicher Verhau (4 Unterdruckschläuche unter dem Tank, 
Synchrontester, Protokollierer) während der Fahrt. Aber interessant wäre 
es schon mal zu sehen.

> Ein Forumsmitglied hat angeregt auch noch andere Größen während der
> Fahrt zu erfassen, z.B. den Federweg. Mit diesen Informationen kann man
> dann das Dämpfer-Setup optimieren.
Das hat bei meiner Alten eh keinen Wert :-) Die hat genau 5 
Raststellungen, mit denen man die Vorspannung einstellen kann...

> Die Software findest du unter https://github.com/ArnoStock/SyncTool. Ist
> aber wie gesagt noch im Entwicklungsstadium. Für Verbesserungsvorschläge
> bin ich stets offen.
Danke, werde ich mir mal anschauen.

Schöne Grüße und gutes Gelingen
Kai

von Dieter J. (fossi)


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Kai Eberle schrieb:

>> Ein Forumsmitglied hat angeregt auch noch andere Größen während der
>> Fahrt zu erfassen, z.B. den Federweg. Mit diesen Informationen kann man
>> dann das Dämpfer-Setup optimieren.
> Das hat bei meiner Alten eh keinen Wert :-) Die hat genau 5
> Raststellungen, mit denen man die Vorspannung einstellen kann...
>
Hallo Kai,
da hast Du etwas falsch verstanden. Die Vorspannung der Feder hat nur 
indirekt was mit der Federwegsmessung zu tun. In deinem Fall kann man 
dann die Auswirkungen im Federweg sehen, die die Veränderung der 
Federvorspannungim Fahrbetrieb mit sich bringt.
Wenn ich den Federweg messe, messe ich mit einem Linearpotentiometer 
paralle den Weg zum Federelemet(Federbein) , also die Länge des 
Federbeines zwischen dem oberen und unteren Befestigungspunkt. Es gibt 
aber auch weiter Möglichkeiten, den Ein-Ausfederweg z.B. direkt über ein 
Fadenpoti an der Schwingenachse zu messen (ist allerdings mit einem 
kleinen Fehler verbunden, da die Schwingenachse ja eine Kreisbewegung 
durchführt, kann aber im Bedarfsfall herausgerechnet werden). Sollte an 
solchen Messungen Interesse bestehen, so kann ich mit Sensoren und und 
Meßtechnik im Bedarfsfall mal sowas vorführen. Alles natürlich im 
Fahrbetrieb.
PN genügt.
Ort wäre im Großraum München.

von Kai Eberle (Gast)


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Dieter J. schrieb:
> da hast Du etwas falsch verstanden. Die Vorspannung der Feder hat nur
> indirekt was mit der Federwegsmessung zu tun.

Hallo Dieter,
danke.
Was ich sagen wollte ist, dass meine Alte mit ihren 5 Vorspannrasten 
nicht wirklich viel Optimierungspotential ("Dämpfer-Setup optimieren") 
bietet, als dass es sich lohnen würde, das per eigener Messschaltung 
nachzumessen :-)

Die Optimierungsmöglichkeiten beschränken sich auf:
1. Raste: Frau am Steuer
2. Raste: Ich am Steuer
3. Raste: Ich + Gepäck hinten drauf
4. Raste: Ich + Frau hinten drauf
5. Raste: Ich + Frau + Gepäck hinten drauf
Bei der Fülle an Einstellmöglichkeiten kann man die Optimierung notfalls 
auch noch mit der guten alten Schneiderkreide machen :-)

Hält das Messpoti denn lange durch? Ich hätte vermutet, dass sich der 
Abgreifer bei der ständigen Bewegung schnell in die Schleifbahn 
einschleift.

Gruß
Kai

von Dieter J. (fossi)


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Hallo Kai,

es gibt 2 Arten von Messpotis. Die eine Variante sind Linearpotis, sehen 
aus wie kleine Stoßdämpfer, Durchmesser ca. 15mm und in den 
unterschiedlichsten Messlängen. Teile sind nicht gerade billig aber 
funktionieren, wenn sie entsprechend behandelt werden recht gut und 
zuverlässig. Bei diesen Teilen ist die Betätigungsstange das Problem. 
Bei kleinen mechanischen Beschädigungen kann diese krumm werden und 
fängt an zu klemmen. Die Potibahn bzw. die Schleifer darauf sind nicht 
das Problem. Man sollte die Teile natürlich nicht über 100 000km im 
Fahrzeug belassen, d.h. Potis einbauen, ein paar Messungen machen und 
danach wieder ausbauen. Das schont den Geldbeutel. Sollten neue 
Abstimmungen gemacht werden, so muß halt das Poti wieder für kurze Zeit 
eingebaut werden. So halten die Dinger eigentlich relativ lange. Ein 
Ausfall der Potis ist aber dann bei der Auswertung der Datenerkennbar, 
wenn die Widerstandsänderungen bzw. Wegänderungen Sprünge im 
Kurvenverlauf aufweisen (Rohsignal anschauen, keingefilterter Meßwert!).

Die andere Alternative sind sogenannte Fadenpotentiometer. Diese sind 
mechanisch nicht ganz so empfindlich und bezüglich des Einbaues im Fzg. 
unproblematischer. Ev. muß man dann aber per Software den Einfederweg 
umrechnen, wenn die Anbringung des Potis mit Faden nicht paralell zum 
Federbein erfolgt.

exemplarische Hersteller z.B.
http://www.asm-sensor.com/asm/homepage.php?lang=de
http://www.megatron.de/kategorie/potentiometrische-positionssensoren.html?gclid=CNiyhLLmoscCFeHMtAodXmYE2A

Dort findet man auch Angaben für die mittlere Lebensdauer

von Noren Red (Gast)


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Hallo zusammen,
habe als Handwerker, überhaupt keine Erfahrung im Programmieren von 
Controller.
Und habe als Unstudierter lediglich unbedeutende Tools hobbymässig 
umgesetzt. Zum Beispiel für die Berechnung der Abremsung von 
Nutzfahrzeugen(C und C++) und quantitative Änderung der Achsgeometrie 
vor anstehenden Einstellungen).
Komme jedoch aus Werkstattbetrieb und bin stark Automotive - 
Begeisterter.
Daher einer der Kernfragen zum obigen Projekt:
Beim 2 Zylinder Boxermotor der R1200GS ab 2008-2012 4V Radialventiler, 
wie bei jedem anderem Motor, sind Arbeitstakte und ebenfalls Ansaugtakte 
zeitlich versetzt. Bei Leerlaufdrehzal (ca 1200 U/min = 20 U/sec d.h. 10 
Arbeitszyklen/sec.) sind Saugtakte zw. Zylindern um 360 Grad 
Kurbelwinkel versetzt. Das macht zeitlich eine Verzögerung von 0,05sek 
aus.
Eine gute Unterdruckmesshardware müsste bei Druckanstieg und -abstieg 
zusammen mit wenigstens 10 Messpunkte auskommen. Jeder davon muss also 
in der Zeitspanne von 0,05/10 = 0,005 sec gemacht werden.Daher sind 100 
Microsekunden = 0,0001Sek oben einfach super.
Das grösste Problem bei der Grund - Synchronisation ist die 
fehlgeleitete Annahme das Druckverlauf unter Vernachlässigung bzw. 
Ausgleich der System - Tolleranzen gleichgestellt werden soll.
Die 0,05 sek Zeitversatz bei LLDr(zeilicher Versatz ist Funktion der 
Drehzahl) werden algorithmisch gar nicht erfasst, wodurch auch bei 
Profigeräten nur mittelgedämpften LED - Anzeigewerte der 
Absolutdrücke(mittlere Zeitliche Auflösung) und ungedämpften 
Durchschnittswerte verwertbar sind.
Wünschenswert wäre Funktion die diese Zeiten Dreh- und Zylinderzahl 
abhängig kompensiert, da Saugkanäle meistens vollständig separiert sind.
Ansonsten stellt sich (wie bei meisten angebotenen LED Synchrontester) 
immer noch die Notwendigkeit eines erfahrungsroutinierten Vorgehens ein 
um sauberen Motorlauf (z.B bei der Drosselklappengrundeinstellung der 
GS)zu erreichen.
Wie kann diese Funktion Schaltungstechnisch umgesetzt werden? Ideen?


MfG. Noren Red. schrieb am 18.12.2015

von Joachim D. (Firma: JDCC) (scheppertreiber)


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Hi Noren,

als Mann vom Fach solltest Du nach Gehör oder mit den Fingern
hinter dem Auspuff synchronisieren können ;)

Ansonsten: Die absoluten Werte interessieren nicht, es geht um
den Gleichlauf - also die Druckdifferenz (da gibt es zB TwinMax
das das genau macht). Mach es nicht so kompliziert. Gerade bei
den BMW-Boxern ist das eine etwas vermurkste Konstruktion.

Mit einer vernpnftig gemachten Synchronisation geht sogar das
Konstantfahrruckeln weg (Grundstellung der Drosselklappen stimmt
meist ab Werk nicht).

Grüße Joe.

von Dieter J. (fossi)


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Joachim D. schrieb:
> Hi Noren,
>
> Mit einer vernpnftig gemachten Synchronisation geht sogar das
> Konstantfahrruckeln weg (Grundstellung der Drosselklappen stimmt
> meist ab Werk nicht).
>
> Grüße Joe.
Was verstehst Du unter Grundstellung und wo nimmst Du diese Behauptung 
her?

Es gibt bei Drosselklappenvergasern eine Grundstellung. Da geb ich dir 
Recht.
Dies ist eine mechanische Einstellung der Drosselklappe bei der die 
Drosselklappenscheibe in der Durchlassbohrung gerade im ganz 
geschlossenen Zustand nicht klemmen kann. Diese Einstellung wird beim 
Vergaser- oder Drosselklappenhersteller mit einer Einstellschraube 
justiert. Um Fertigungstoleranzen auszugleichen wird dann unter 
Betrachtung der Fertigungsstreungen auf einer Fließbank auf minimalsten 
Luftdurchsatz nachjustiert. Dieser Wert ist dann für die ganze Serie 
bindend. Danach wird die Einstellschraube mit Sicherungslack markiert. 
Diese Schraubeinstellung sollte auf keinen Fall von einem Edelbastler 
verändert werden, da ihm die notwendigen Meßmittel zu einer Neujustage 
fehlen dürften.
Mit dieser Grundeinstellung wird dann der Vergaser (Drosselklappe) am 
Fzg. montiert. Mit der mechanischen Leerlaufeinstellschraube (nicht die 
mit Lack gesicherte) können dann die Toleranzen zwischen den einzelen 
Zylindern kompensiert und einegstellt werden. Dies kann dann mit irgend 
einem Unterdruckmessgerät erfolgen. Zusätzlich kann bzw. muß dann noch 
mit der Leerlaufgemischschraube die entsprechend Benzinmenge eingestellt 
werden, um ein sauberen Leerlauf (Leerlauf-CO) zu erreichen. Da sich die 
beiden letzgenannten Einstellungen gegenseitig bzgl. Leerlaufdrehzahl 
beeinflussen, muß der Vorgang ev. mehrmals wiederholt werden.

Gruß

fossi

von Joachim D. (Firma: JDCC) (scheppertreiber)


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Moin Fossi,

ich glaube Du redest von älteren 2-Ventilern ? Diese Bing -
Gleichdruckvergasern ?

Grüße Joe

von Dieter J. (fossi)


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Joachim D. schrieb:
> Moin Fossi,
>
> ich glaube Du redest von älteren 2-Ventilern ? Diese Bing -
> Gleichdruckvergasern ?
>
> Grüße Joe

Hallo Joe,

im gewisser Weise ja.
Ist aber gegenüber der Einspritzvariante kaum ein Unterschied, außer daß 
da die Einstellung Leerlaufgemischschraube entfällt. Der Rest ist aber 
identisch.
Zusätzlich muß dann aber bei der Einspritzvariante das 
Drosselklappenpoti entsprechend justiert werden, da sonst die 
Einspritzzeit nicht korrekt berechnet werden kann. Die Einspritzung (BMW 
Motorrad) ist eine alpha-n Einspritzung, d.h. die beiden Eingangsgrößen 
für die Motorsteuerung sind Drosselklappenwinkel und Motordrehzahl. 
Deshalb auch diese Einstellung nicht verändern, da auich diese 
Einstellung beim Hersteller getätigt wird und nur schwer mit 
Bastlermitteln wieder korrekt eingestellt werden kann. Mit BMW 
Diagnosegeräten ist das natürlich möglich, aber wer kann sich die schon 
leisten.

Gruß
fossi

von Joachim D. (Firma: JDCC) (scheppertreiber)


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Ein Freund von mir hat eine Motorradwerkstatt. Laut seiner  Aussage
ist gerade die ziemlich lausige Synchronisierung der Drosselklappen
bzw Potis ab Werk das Problem. Sie machen das nicht mechanisch sondern
elektronisch. Er hat mit einer präzisen mechanischen Synchronisation
die Ruckelei wegbekommen (eine BMW-Werkstatt konnte das nicht).

Es war ein 4V-Boxer = Rollende Spielknosole ...

Grüße Joe.

PS: Ich habe nur Motorräder mit "richtigen" Schiebervegasern, da ist
das einfacher ;)

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