Hallo!
Ich bin leidenschaftlicher Modellbauer und baue meine eigenen kleinen
Benzinmotoren in meiner Werkstatt. Das komplizierteste daran ist eine
möglichst kleine und kompakte Hochspannungszündung.
Über eine andere Modellbauerseite bin ich auf eine Schaltung von einem
elektronischen Gasanzünder gestoßen, der schon erfolgreich umgebaut
wurde um damit Modellmotoren zu betreiben.
Ich hänge die Schaltung an.
Im Bild ist die obere Schaltung das Original. Der Oszillator läd den
Kondensator (470 nF, 100 V) auf. Sobald die 100 V erreicht sind wird die
Diode im Trigger Schaltkreis durchlässig und Veranlasst die Entladung
der Kondensators über den Thyristor MCR100-6. Durch die Entladung des
Kondensators wird über die 2. Spule eine Hochspannung von einigen kV
erzeugt. Es ist also prinzipiell eine kleine
Kondensatorentladungszündung (CDI) Das ganze wiederholt sich dann in
schneller Folge und man bekommt viele Funken.
Am Motor benötigt man aber einen kontrollierten Zündfunken mit möglichst
hoher Energie. Die beiden nächsten Schaltungen zeigen die bereits
bekannten Modifikationen. In allen Fällen wird der Kondensator auf 1 µF,
250 V getauscht um eine höhere Funkenenergie zu erhalten. Zusätzlich
wird ein 1 MOhm Leckwiderstand eingebaut damit das ganze nicht überladen
wird und die Spannung am Kondensator auf etwa 200 V begrenzt wird.
Jetzt geht es nur noch um die Entladung des Kondensators und das ist
mein Problem:
Ich habe bei meinen Motoren nur einen Schalter der auf Masse schaltet,
Umbauen kann ich hier nichts da ich einfach keinen Platz habe.
Daher fällt die erste modifizierte Schaltung schonmal flach, hier wird
einfach die Diode gegen einen Schalter getauscht. Aber wie gesagt +
geschaltet und das geht bei meinem Motorkontakt nicht.
Die zweite modifizierte Schaltung entspricht prinzipiell meinen
Vorstellungen, hier wird alles entfernt und es wird einfach mit einem
Schalter kurzgeschlossen. Das habe ich so probiert, leider habe ich dann
am Schalter (Unterbrecherkontakt am Motor) massiven Funkenflug und
abbrand? Ist doch ganz schön Saft drauf wenn der Kondensator geladen
ist....
So in der letzten Schaltung sieht man meine Idee: Könnte man das ganze
nicht über einen PNP Transistor steuern? Hier hätte ich doch dann einen
sehr kleinen Strom am Unterbrecherkontakt ohne Funkenflug?
Wenn möglich, welchen Transistor und welchen Widerstand in der
Basisleitung kann man wählen?
Vielen Dank für eure Hilfe!
Lieber Gruß,
Alex
Bei einem Verbrennungsmotor müssen die Zündfunken synchron zur Drehzahl
des Motors zu ganz bestimmten Zeitpunkten erzeugt werden. Die Zeitpunkte
hängen von der Drehzahl des Motors ab. Je höher die Drehzahl, desto
früher muss auch gezündet werden.
Am Motor ist dazu in der Regel ein Hall-Seonsor oder Schaltkontakt
angebracht. Dessen Signal wird zeitlich verzögert an die Zündspule
abgegeben. Eine mehr oder weniger intelligente Elektronik erfasst die
Drehzahl und verändert dementsprechend die Verzögerungszeit.
Wozu in dieser Schaltung ein Oszillator sitzt, ist mir daher sehr
rätselhaft.
Google doch mal nach "Transistorzündung" oder "CDI". Ich bin sicher, daß
die Zündanlage eines Mopeds auch im Kleinformat funktioniert - nach
exakt dem gleichen Funktionsprinzip.
Ach, jetzt hab' ichs. Der Oszillator soll die Batteriespannung erhöhen.
Warum hat man nicht gleich eine Zündspule mit geeignetem
Wicklungsverhältnis verwendet, die direkt mit der Batteriespannung
betrieben wird (wie beim Auto)?
Beim Transistor hast Du das Problem, dass er den Stromfluss nicht
"hält", bis der Kondensator entladen ist. Wenn der Schaltkontakt zu früh
geöffnet wird, erzeugt die Spule im Abschaltmoment einen Impuls mit sehr
hoher Spannung. Du brauchst also einen Transistor, der einige hundert
Volt (vielleicht gar einige tausend Volt) verträgt.
Hallo!
Bei meinen Motoren reden wir von Drehzahlen von wenigen 100 bis etwa
1000 Umdrehnugen pro Minute. Bei diesen Drehzahlen ist keine
Zündzeitpunktsverstellung nötig, daher ein einfacher Schleifkontakt auf
der Kurbelwelle bzw. Nockenwelle.
Selbstverständlich kann man auch eine Motorrad- oder Autozündung
verwenden. Das mache ich ja im Moment bei den Motoren auch so. Aber man
braucht eine KFZ Zündspule (groß!) und eine starke 12 oder 6 V
Stromversorgung (noch größer!) Daher ist die ganze Zündung dann größer
als der eigentliche Motor und das sieht verständlicherweise doof aus...
Die gezeigte Schaltung stammt wie bereits erwähnt aus einem
elektronischen Gasanzünder, das PCB ist etwa 3x2 cm groß und arbeitet
mit einer einzigen 1,5 V Batterie (AA oder auch AAA), ist daher extrem
klein und lässt sich gut verstecken.
Der Oszillator erzeugt aus den 1,5 V der Stromversorgung eine 100 V (200
V nach modifikation) spannung um den Kondensator zu laden. Wird dieser
Entladen erzeugt eine 2. Spule die eigentliche Zündhochspannung.
Mir geht es letztendlich nur darum, wie man den geladenen Kondensator
der Schaltung einfach ohne Funkenflug entladen kann. Mehr brauche ich
nicht ;)
Lieber Gruß,
Alex
Na dann versuch das mal mit einem Thyristor aus 2 PNP Transistoren.
Funken entstehen ja nur bei hoher Spannung oder hohen Strömen, doch an
der kritischen Stelle hast Du nicht mehr als 100 Volt und wegen dem
Thyristor auch nur einen geringen Strom.
Der Reed Kontakt muss allerdfings schon für 100 Volt geeignet sein -
manche vertragen nur 30.
Hmm wie soll man denn aus 2 PNP Transistoren einen Thyristor bauen? das
ist doch immer PNP + NPN?
Habe auch schonmal über Piezozünder nachgedacht und auch ausprobiert.
Leider ist mir noch kein Piezozünder über den Weg gelaufen, der länger
als etwa eine Motorlaufstunde (~100.000 Zündungen) überlebt hat.
Ist also auch irgendwie keine Lösung :(
>> Hmm wie soll man denn aus 2 PNP Transistoren einen Thyristor bauen? das
ist doch immer PNP + NPN?
Uups, ja Du hast Recht. Also ein NPN/PNP Pärchen nehmen und die andere
Basis zur Ansteuerung verwenden.
Ja der Gansanzünder macht problemlos ca. 30 Hz, also leicht ausreichend!
und ein einzelner PNP transistor meinst du entläd den Kondensator nicht
schnell genug? Die haben doch auch extrem schnelle Schaltzeiten?
Ersetze den Kontakt der Originalschaltung durch einen pnp-Transistor
aehnlich wie in deiner Schaltung und behalt den Thyristor bei.
Alles andere ist Mist.
Glaub mir, ich hab Erfahrung mit aehnlichen Schaltungen.
J.
Die Schaltung vom Helmut Lenzen ist ok.
Es genuegt jedoch jeder beliebige pnp. Die Basis kann auch 10x
hochohmiger sein. Ist alles voellig unkritisch.
Nur der 1M-Widerstand gefaellt mir nicht, weil die maximale Ladespannung
dadurch nicht wirklich definiert wird. Eine Zenerkette waer mir lieber.
J.
Hm, das mit dem 1 MOhm Widerstand scheint aber zu funktionieren und ist
einfach ;)
Also was ich jetzt machen werde:
Diode entfernen, PNP Transistor rein. Zwischen Transistor Collector und
Thyristor Gate ein ~ 500 Ohm Widerstand, damit der Thyristor innerhalb
seiner Spezifikation bleibt. Basisleitung des Transistors zum Schalter
mit 1 KOhm Widerstand. Sperrwiderstand (R4) 10 KOhm
rest bleibt wie es ist.
Einwände? :D
Alex schrieb:> Also was ich jetzt machen werde:> Diode entfernen, PNP Transistor rein. Zwischen Transistor Collector und> Thyristor Gate ein ~ 500 Ohm Widerstand, damit der Thyristor innerhalb> seiner Spezifikation bleibt. Basisleitung des Transistors zum Schalter> mit 1 KOhm Widerstand. Sperrwiderstand (R4) 10 KOhm>> rest bleibt wie es ist.>> Einwände? :D
jo..
schaltung.png
rätselhaft wie die (obere) originale schaltung, wie gezeichnet, funzen
soll ?
funzt die kleinsignaldiode als avalangediode.. wohl kaum.
..und selbst wenn, aufs gate 100V (bzw. 200)zu ballern gibt nur einen
einzigen funken, dann ist der th hin.
am gate dürfen max 5v ankommen.
wer, wie, was.. triggert den thyristor..? wie gezeichnet nur die
durchschlagende diode.. einmal.. grübel
noch ne kurze frage zum verständnis?
gängige motorenzündungen (spulenzündug) haben nen unterbrecher (öffner),
die hier gezeigten schaltungen verstehen den kontakt aber als schließer.
was macht dein kontakt..?
dein mod zu ändern wäre:
den emitter an die 1,5v. ; wie thy.png
Rgate = 150 ohm ; für irgendwas 10 mA zündstrom ; R1 thy.png
über Rgate nen 100 nF kondensator zum knackigen anzünden. ; so hält der
thyristor länger..
R4 evl bissl kleiner..
Hallo!
Es steuert original tatsächlich nur die Diode den Gate, sonst nichts.
Das funktioniert zuverlässig und problemlos.
Ich nehme an, dass der Widerstand der Diode bei 100 V nicht sofort auf 0
abfällt und dadurch die Gatespannung/Strom entsprechend niedrig bleibt.
sonst würde es ja nicht funktionieren...
Ob man nun einen Unterbrecher hat oder einen Schalter ist letztendlich
das gleiche, die Kontakte sehen auch gleich aus. Bei der klassischen
Motorenzündung entsteht der Funken nur beim Öffnen des Kontakts. In
meinem Fall halt beim Schließen. Das ist weiter kein Thema, muss halt
den Winkelunterschied beachten, dass der Zündzeitpunkt wieder
einigermaßen stimmt. Das sind bei den kleinen Kontakten aber nur etwa
10°. Das wird bei meinen Motoren aber nicht gemessen, sondern geht nur
nach Gefühl und wird einfach so verstellt bis er schön läuft ;)
Grob kann man immer exakt den oberen Totpunkt anpeilen, die
langsamlaufenden Motoren laufen so immer :)
Lieber Gruß,
Alex
Ich habe gestern noch alles zusammengelötet und es scheint einwandfrei
zu funktionieren. An einem Motor habe ich es noch nicht ausprobiert,
vielleicht komme ich heute dazu.
Klar gibt es Fotos, ich hänge ein paar an. Die ersten 3 sind alle fertig
und laufen problemlos. Motor 4 macht noch etwas Ärger, ist ein sehr
spezielles Design und läuft momentan nur ohne Auspuff, ich habe da noch
Spülungsprobleme. Mit Motor 5 habe ich gerade erst angefangen und es ist
bis jetzt nur die Kurbelwelle fertig. Es wird auch der mit Abstand
größte Motor. Der Kleinste ist Motor 3 mit einem Gewicht von ca. 700 g
und einem Schwungraddurchmesser von 10 cm.
Lieber Gruß,
Alex
Superschön. Großes Kompliment!
Wo hast du denn die schöne Schwungscheibe von Motor 2 her?
Ist die Kurbelwelle von Nr 5 komplett selbst gemacht?
Wie machst du hier die Pläuellagerung?
Was nimmst du als Vergaser?
Was für ein Treibstoff?
Fragen über Fragen :-)
Motor 2 und Motor 3 waren Gusssätze, also ich habe die unbearbeiteten
Gussteile gekauft und diese fertig bearbeitet. Die Schwungscheibe war
also als Rohguss enthalten.
Die Kurbelwellen von Motor 1, 4 und Motor 5 sind komplett selbst
gemacht. Bei Motor 1 war das sehr einfach, da sie nur einseitig gekröpft
ist. Bei Motor 4 und 5 war das wegen der mittigen Kröpfung sehr
schwierig. Man könnte es aus dem Vollen herausarbeiten, ist aber ne
große Materialverschwendung, daher sind meine Wellen gebaut. Man dreht
die Kurbelwangen grob vor und schweißt diese Punktweise fest zusammen.
Da nun alles zusammen ist kann man die beiden Löcher für Welle und
Hubzapfen in einer Aufspannung exakt achsparallel durchbohren. Das Loch
macht man 0,01 mm Untermaß damit die Welle gut klemmt. Nun kann man
wieder alles auseinanderflexen oder fräsen und montiert die Welle und
Hubzapfen. Die Welle lässt man noch an einem Stück und steckt sie durch
beide Kurbelwangen. Dadurch wird automatisch alles achsparallel.
Hubzapfen und Welle werden nun noch mit den Wangen Verstiftet um ein
Verdrehen auszuschließen. Jetzt kann man die Wangen auf Endmaß drehen
und den Gewichtsausgleich reinfräsen. Ganz zum schluss sägt man noch das
Stückchen Welle zwischen den Wangen raus - Fertig :)
Pleuellagerung einfach in Bronzebuchsen. Muss nicht so aufwändig sein.
Vergaser hatte ich früher einfache Venturivergaser. In dem kleinen
Maßstab sind die aber schwer einzustellen und die Motoren neigen oft zum
Absaufen und werden stark rußig. Daher hab ich jetzt alle Motoren auf
Oberflächenvergaser umgebaut und alle erdenklichen Probleme sind gelößt.
Als Krafstoff hatte ich früher immer normales Tankstellenbenzin. Anfangs
habe ich das auch mit den Oberflächenvergasern verwendet. Da
Tankstellenbenzin aber einen sehr breiten Siedebereich hat ändert sich
das Gemisch ständig da man erst die leichtflüchtigen Substanzen
rauszieht und irgendwann bleibt der Motor stehen obwohl noch etwas
Benzin da ist. Dann verdampft es einfach nicht mehr gut genug.
Mittlerweile verwende ich Waschbenzin vom Obi, das hat einen sehr engen
Siedebereich, ist fast geruchslos, verbrennt sauber und es bleiben auch
im Oberflächenvergaser keine Rückstände. Der Motor läuft bis der letzte
Tropfen sprit raus ist ;)
Hallo Alex,
finde ich sehr interessant und absolut faszinierend, deine Werke!
Hast du auch dampfbetriebene Motoren? Gibt es eine Webseite, wo man
deine Arbeit anschauen kann?
Gruß Michael
Hallo!
Ja ich habe bisher eine Dampfmaschine gebaut. Konzentriere mich aber
eher auf Motoren mit innerer Verbrennung ;)
eine Homepage gibt es:
http://www.pampa-traktor.de/motoren.html
Lieber Gruß,
Alex
schaltung.png
(370 KB)
