Unterbrecherkondensator - die Innereien

[kahlo]

Was ich noch nicht verstanden habe: Kahlo: wo bist du anderer Meinung?

Gruß

Jan (von Natur aus neugierig).

Das würde zu weit gehen. Ich müsste die ganze Zündelektrik in eine Simulation packen, um das zu erklären. Meine Eloquenz mit Worten ist nämlich limitiert  .

Nicht, dass ich darüber nicht schon nachgedacht hätte. Die Software dafür ist da, Kondensatoren sind vermessen, Zündspule halb. Wieso halb? Weil die Sekundärseite keinen Durchgang hatte...
Aber vielleicht sollte ich es wirklich mal machen. Eh Sch...wetter.



Grüsse,
Kahlo.

[kahlo]

[Fastnachter]

Fühl dich nicht gedrängt.
ABER: Einen Leser hättest du! 
...wobei der Künstler ja nicht für andere schreibt, sondern für sich selber! 

Viele Grüße

Jan.

[Kees]

Zwei Leser.

[Anulu]

3

[unixv]

vier und das gerne!

[R25-2-3-7Hartmut]

Ich muss mal einiges dazu sagen
1. Wenn ein Kondensator einen Ohmschen Widerstand hat, dann ist er kaputt.
2.Hoch und Tiefpass haben immer einen ein und Ausgang und nie einen Kotakt in ihrer Schaltung.
Es ist ein simpler Funkengenerator. Und um schöne Funken zu erzeugen braucht es schnelle stromänderungen in der Spule. Das macht man heute ideal mit einem Transistorschalter. Den gab es zur zeit der R25 noch nicht. Deshalb wurde die Kombination Kontakt Kondensator entwickelt. Die das auch gut kann. Dabei hat der Kondensator die Aufgabe der Funkenlöschung.

[Kees]

Ich muss mal einiges dazu sagen
1. Wenn ein Kondensator einen Ohmschen Widerstand hat, dann ist er kaputt.

Es ist eine Seriewiderstand, kann man also nicht einfach mit Multimeter messen, weil der Kondensator im weg ist. Jeder Kondensator hat das, der eine etwas weniger als die andere. 

https://en.wikipedia.org/wiki/Equivalent_series_resistance

[Harlekin]

Beruhigt bitte die Gemüter und lasst es nicht (wieder) eskalieren.

So sehe ich das auch Leute.

[CHAMBONDU]

Hallo

Seit ich diese Transistorbox eingebaut habe, springt der R26 beim ersten Kick an und der Motor läuft besser.

https://www.ebay.fr/itm/203899404859

Jean-Claude

[cledrera]

Bau wieder aus, geht gar nicht. 

Aber der Ansatz ist cool, danke!

[kahlo]

Fühl dich nicht gedrängt.
ABER: Einen Leser hättest du! 
...wobei der Künstler ja nicht für andere schreibt, sondern für sich selber! 

Viele Grüße

Jan.

Fast fertig  . Was war doch gleich der Schliesswinkel des Unterbrechers?

Grüsse,
Kahlo.

[Heiko]

So sehe ich das auch Leute.

Das ist doch nur eine fachliche Diskussion! 

[kahlo]

Ok, alles vermessen und virtuell zusammengebaut. Irgendwann hat hier im Forum jemand dieses grandiose animierte GIF produziert  :




Nach dem gleichen Schema der Schaltplan für die Simulation:




Eine anonym bleiben wollende Quelle hat mir ein paar Oszilloskopbilder geschickt, die mir zeigen, dass die Simulation sehr nah der Realität ist  . Also könnte man nun zum Beispiel untersuchen:

• die Wirkung des Kondensator-ESR's und der Kapazität,
• Den Mythos von schwachen Funken bei hohen Drehzahlen
• das generelle Verhalten bei verschiedenen Drehzahlen
• Spannungspeaks, speziell wichtig für die Dimensionierung des Kondensators

Womit soll ich anfangen?
Eine kleine Einschränkung: Die Zündkerze zündet zwar virtuell, aber der Unterbrecherkontakt kann das nicht. Aber man kann anhand der auftretenden Spannungen Vermutungen anstellen...

Grüsse,
Kahlo.

[cledrera]

Bitte, bitte    hier:

die Wirkung des Kondensator-ESR's und der Kapazität,

Verdammt Chips sind aus ....

[Eppo]

Ich verstehe jetzt auch warum der Kondensator eher klein sein sollte, aber warum nicht unendlich klein?

Warum der Kondensator nicht zu klein dimensioniert sein sollte, erschließt sich auch aus dem Verhalten von Spule (Spannungsspeicher) und Kondensator (Stromspeicher).
Wie weiter oben bereits erwähnt, steigt die Spannung in der Spule bei geöffnetem Stromkreis theoretisch gegen Unendlich und kann dabei auch die Durschlagspannung der Isolierstoffe überschreiten (daher Freilaufdiode an Relaisspulen).
Der Kondensator bewirkt jedoch einen Stromfluss während dieser geladen wird.
Ist allerdings der Kondensator voll geladen, erfolgt kein Stromfluss mehr. Dabei kann es wieder vorkommen, dass die Spannung in der Spule ansteigt und eben die Durchschlagsspannung des Kondensators überschritten wird -> der Kondensator geht kaputt.
Dies passiert in Bruchteilen von Sekunden und sobald der Unterbrecher wieder geschlossen ist, kann der Strom wieder weiter fließen und die Spannung wird wieder kleiner.

Um sich das als Laie besser vorstellen zu können, kann man sinnbildlich das Pascalsche Experiment zum Schweredruck der Wassersäule heran nehmen.

Dabei ist das untere Fass der Kondensatorspeicher und im oberen Behälter werden die Ladungsträger in Form des Wassers zurück gehalten.
Ist die Wassermenge im oberen Behälter gleich groß wie das Vassungsvermögen im unteren Fass, dann entleert sich das Wasser über das Verbindungsrohr nach unten komplett.
Ist jedoch mehr Wasser im oberen Behälter als in das untere Fass hinein passt, dann verbleibt ein Teil des Wassers im Verbindungsrohr.
Überschreitet dieser verbliebene Teil Wassersäule eine kritische Höhe, dann bringt der Schweredruck das untere Fass zum zerplatzen, dass ist dann vergleichbar mit der Durchschlagsspannung am Kondensator.
Dabei ist es egal wie dick das Rohr ist (also wie viel Ladungen kommen), sondern davon abhängig wie stark deren Antrieb (Spannung bzw. Schweredruck der Wassersäule) ist.

Wenn ich dazu kommen sollte, baue ich noch eine Versuchsschaltung am Prüfrex auf und dann teste ich praxisnah wie sich die Kapazitätsgröße auf den Unterbrecherfunken und den Zündfunken auswirkt.
Rein qualitativ 😁.

MfG
Eppo

[Kees]

• das generelle Verhalten bei verschiedenen Drehzahlen

Womit soll ich anfangen?

Ich denke erst dieser damit wir einÜberblick haben. Danach natürlich alle andere varianten.

[kahlo]

Bitte, bitte    hier:
Verdammt Chips sind aus ....

Setting: Ein Kondensator, wie man ihn heute als Ersatzteil bekommen kann und ich ihn vermessen habe (226nF, ESR 11 Ohm). Drehzahl am Anschlag mit 6000 U/min.

Spannung am Kondensator und Unterbrecher:

Der Kontakt geht bei 5ms auf und bei 10ms zu. Der Zündfunken ist etwa 700µs lang.

Der Teufel steckt natürlich im Detail, in das man hineinzoomen muss zum Moment des Öffnens des Kontaktes.:


Hier sieht man, dass die Spannung beim Öffnen des Kontaktes praktisch sofort auf 20V springt. Das ist die direkte Auswirkung des ESR. Der Kontakt ist hier gerade am Öffnen und die Lücke ist minimal. Der Funken bildet sich sofort.

Wenn ich einen originalen Kondensator mit einem gemessenen ESR von 5,6 Ohm einsetze, sinkt die initiale Spannung am Kontakt auf 10 V. Die Funken werden kleiner.


Wenn ich meinen MKT-Kondensator einsetze, sieht das so aus:


Und bei einem MKP-Kondensator mit kaum messbaren ESR wird im Moment des Öffnens die Spannung von beginnend von 0 V ansteigen.
Es kann natürlich trotzdem kleine Funken geben, besonders bei niedrigen Drehzahlen, wenn sich die Kontakte so langsam bewegen, dass der Spannungsanstieg nach dem Öffnen die Distanz der Kontakte doch noch mit einem Funken überbrücken kann.

Das war der ESR...
Kahlo.

[Einzylindär]

Ein Bild sagt mehr als 1000 Worte... KLASSE!

Danke. Ich werde nun den Käfer Kondensator unbekannten Alters durch einen Wima MKP10 ersetzen übern Winter. Ich habe ja noch ein paar aus der Edersee Bestellung über....

Gruß
Stefan, der Einzylindär

[Kees]

Wunderbar wie das aussieht. Wirklich genau wie am realen Zündung.

Hier einige Oscillator Bilder die ich mit eine Boxer Magnetzündung gemacht habe:

https://geocities.restorativland.org/MotorCity/Speedway/3213/measurements.html

[Eppo]

Klasse Bilder Kahlo 

Man sieht auch das der Peak im Vergleich von erster zur letzten Kurve später kommt (ca. 0,005ms).
Liegt vielleicht auch an der Streuung der Kapazitätswerte.
Vielleicht kannst du ja noch einen Vergleich von zwei Extremwerten eines gleichen Kondensatortyps machen. Sofern du min/max Kondensatoren als Prüflinge hast.

MfG
Eppo

[kahlo]

Die Kapazität des Kondensators bestimmt die Grösse des Spannungspeaks am Kontakt beim Öffnen des Kontaktes:



Grundsätzlich scheint hier zu gelten: Grösser ist besser. Es sieht so aus als ob der Wert relativ unkritisch ist, solange er über 200 nF ist. Aber: Die im Kondensator gespeicherte Energie steigt mit der Kapazität. Wenn der Unterbrecherkontakt wieder schliesst, fliesst die Restenergie schlagartig gen Masse. Schliesslich ist der Kondensator in diesem Moment etwa mit der Batteriespannung geladen. Es macht einen Unterschied, ob dann 250 nF oder 1 µF auf Masse gelegt werden. Man sollte hier also nicht übertreiben und zwischen 200 und 300 nF bleiben.

Grüsse,
Kahlo.

[kahlo]

Nun noch die Quizfrage: Werden die Funken bei hohen Drehzahlen schwächer?

Der Zündfunken hat seine volle Stärke und Länge, wenn die Primärseite der Zündspule genügend Zeit hat, sich voll aufzuladen. Bei 300 U/min sieht das so aus:



In grün der Ladestrom, in rot die Funkenbildung an der Zündkerze.
Die Spule ist "voll", wenn der Ladestrom nicht mehr ansteigt. Bei Leerlaufdrehzahl hat sie alle Zeit der Welt. Aber wie sieht es bei Höchstdrehzahl, bergab mit Rückenwind aus? Sagen wir 6000 U/min:



Man sieht, dass der Maximalstrom von 2 A nicht mehr ganz erreicht wird. Aber das ist noch unkritisch, der Zündfunke bleibt etwa gleich stark und lang.
Fazit: Der mittlere Spulenstrom geht mit steigender Drehzahl zurück, aber die Funken behalten ihre Stärke. Fein abgestimmt  .

Gute Nacht.
Kahlo.

[Kees]

Zwei Fragen.

Mit immer grössere Kapazität der Kondensator wird die Flanke immer träger. Hat das Einfluss auf die Stärke der Zündfunke?

Und kannst du simulieren wie weit man die Kontaktschliesszeit verringern kann bis die Funke wesentlich schwacher wird bei 6000 Umdrehungen?

[Kees]

Ich habe meine alte Messungen noch mal angeschaut (Bericht #138). Und da meine ich das ESR Effekt der Kondensator ist auch zu sehen. Es gibt erst eine kleine Rampe von ein paar Volt bis die erste richtige Schwingung los geht. Ich hatte das damals anders interpretiert. Bei eine Magnetzündung ist alles ein bischen anders natürlich.

[kahlo]

Zwei Fragen.

Mit immer grössere Kapazität der Kondensator wird die Flanke immer träger. Hat das Einfluss auf die Stärke der Zündfunke?

Ich kann da keinen Einfluss erkennen. Ich habe aber auch keine absurd grossen Werte eingesetzt.

Und kannst du simulieren wie weit man die Kontaktschliesszeit verringern kann bis die Funke wesentlich schwacher wird bei 6000 Umdrehungen?

Die Zündkerze ist nicht wirklich ein elektronisches Bauelement, und die Ersatzschaltung ist limitiert. Ich bin davon ausgegangen, dass pro 1000V 1mm überbrückt werden können und der Funke dann bis zu einer gewissen Löschspannung an bleibt. Die Feinheiten der Ionisation kann ich nicht modellieren, und die sind für die Antwort auf deine Frage wichtig.
Was ich sagen kann: Es dauert 5,5ms, bis die Zündspule gesättigt ("voll") ist. Das entspricht rund 5450 U/min, wenn man ein Verhältnis von 50/50 bei Öffnungs- und Schliesszeit ansetzt. Bei kürzeren Ladezeiten wird der Funke schwächer. Wann er zu schwach ist, kann ich nicht sagen. Dafür muss dann jemand real probieren  .

Grüsse,
Kahlo.

[Kees]

Im Amateursprache. Der Kondensator muss gross genug sein zum funkenloesen abernicht zu gross damit der Zundfunke nicht verzoegert wird. Aber super kritisch ist der wert auch nicht. 

[Eppo]

Naja irgend ein Grund wird es ja geben, dass man 220nF gewählt hat.
Kenne keine andere Größe 🤷, Bei Unterbrecherzündung Ost wie West: 220nF.

MfG
Eppo

[kahlo]

Ab 200nF erfüllt der Kondensator gut seine Funktion. Grösser ist teurer. Und mit der Kapazität nimmt die Baugrösse schnell zu, auch heute noch.

Grüsse,
Kahlo.

[cledrera]

Funkenlöschkondensatoren für alte Bosch Kontaktzündungen liegen je nach Motortyp zwischen 0,17 bis max. 0,33µF Kapazität.

[strichzwojan]

Ist es eigentlich besser einen Kondensator mit einem höheren Wert zu nehmen, wenn man eine leistungsfähigere Zündspule hat?
Zum Beispiel statt einer innenliegenden "Originalspule" eine Beru ZS 215 oder gar eine dicke 6 Volt Boschspule (von der 75/5)?
Verschenkt man da sonst etwas?

Gruß, Jan