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Leistungsverlust durch moderate Frühzündung?
Mal angeregt durch diverse Zündzeitpunkt-Threads, in denen immer ein paar Fakten kolportiert werden:
1.) die Verstellung habe ihre maximale Auslenkung ab unter 3000 Touren
2.) je früher, desto besser, bis es eben noch nicht klingelt
3.) bei Serienmotoren könne man ruhig auf 10? gehen, dann gehe er besser.
Da ich ja auch immer noch darüber nachdenke, das mal elektronisch zu regeln (just for fun), habe ich mal etwas rumgespielt (Anmerkung: ich stelle immer nur statisch ein. Habe noch nie ein Stroboskop verwendet oder gebraucht.). Dabei fiel mir auf, dass das Ergebnis eher enttäuschend war: Stelle ich den ZZP nur eine Winzigkeit VOR die Kerbe, fehlt in den höheren Drehzahlen was. Untenrum scheint er etwas mehr Krach zu machen, unspektakulär.
Aber da, wo es mir drauf ankommt, beim Beschleunigen zwischen 50 und 60 im zweiten Gang und zwischen 90 und 100 im Dritten, da kommt dann kein Druck mehr. In der Standardeinstellung hingegen geht da noch was.
Klingeln tut nix, da bin ich sicher.
Hat einer eine schlüssige Erklärung? Nach den gängigen Theorien dürfte es doch diesen Effekt nicht geben, oder?
Grüße,
Michael
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11 Antworten
Hast Du die Versuche gemacht mit einfachem U-Kontakt oder schon mit einer Elektronik, die es ermöglicht, die Zündzeitpunkte zu verstellen auf rein elektronischem Weg?
Im letzteren Fall kannst Du die statische Einstellung knicken und musst auf das Strobiskop gehen.
Und dann stelle ich es mir schwierig vor, bei 4000 U/min zu sagen, ob er klingelt oder nicht.
Bisher nur Unterbrecher. Is schon klar, dass sich sich die Elektronik über die Zeit behelfen muss, es sei denn, man flanscht einen hochauflösenden Encoder an die Verteilerwelle, aber ich wollte die Mechanik als Redundanz, daher fällt das weg.
Mir gehts ja ums Prinzip, wollte ja selbst was bauen mit nem kleinen Microcontroller, und das Ganze dann am liebsten selbstlernend. Kommt drauf an, ob ich die Drehmomentsensoren auf die Reihe kriege und einen Klopfsensor, aber das ist eine andere Geschichte.
Nur - wenn der ganze Kram nichts bringt, weil der Serienverteiler in einem Serienmotor mit Serieneinstellung eben optimal ist und alle Veränderungen den Zustand nur verschlechtern, dann kann ich mir den Aufwand auch sparen.
Und mir geht es natürlich auch um Belege für das, was hier einer dem anderen erzählt. Ich glaube, ich bastel mir erst einmal eine Sensorik und eine Visualisierung der Daten, damit ich weiß, was vorgeht.
Grüße,
Michael
Ich würde gerne helfen, aber ich bin zu blöd für den Text. Ich verstehe nicht, worauf du hinauswillst.
Mein Motor hat genau so eine frei programmierbare Zündung wie du sie gerne hättest... und ich verstehe mein kleines Motörchen auf's Bit genau.
Schreib nochmal was du wissen willst.
Serienverteiler in Serienmotoren mit Serienzündeinstellung sind ein Kompromiss zwischen Haltbarkeit, Wirtschaftlichkeit, Abgaszusammensetzung und damit direkt zusammenhängend dem Benzinverbrauch.
Im Laufe der Jahrzehnte kamen hauptsächlich Zündzeitpunkte um 7,5GradvOT in die Betriebsanleitungen. Das letzte Produktionsjahrzehnt war geprägt von den kalifornischen und weiter ff. den deutschen Abgasgesetzen.
Jetzt kannst man nicht abschätzen was z.B 7,5Grad vOT zu 5Grad nOT(wg.Abgasgetzen) ausmachen, ohne es selbst mal gemacht zu haben. Dazu muss man zuerst bei Änderungen der Vorzündung die geänderte Leerlaufdrehzahl wieder einregeln. Allein das, die geänderte Leerlaufdrehzahl, ist schon ein Indiz für eine Änderung im Verbrennungsablauf. Und der wird damit weiter ff. geändert in insgesamt weniger Vorzündung( 5GradnOT) oder mehr Vorzündung ( bei z.B.10GradvOT) bis zu einer motor(Klopfen)-verteilertypischen Begrenzung.
So kann man einen laufenden Motor an dem Verteiler drehend die Leerlaufdrehzahl ändern, bis er ausgeht oder 1500U/min dreht.
Was jetzt lang und breit geschrieben wurde, kann man zusammenfassen in einem Satz: die Verbrennungszeit wird verkürzt oder verlängert- je nach Einstellung.
Der nächst einfache Satz ohne lange Erklärungen ist: je mehr Vorzündung, umso mehr Pleuellagerbelastung. Je weniger Vorzündung, umso schondender für die o.g.- macht sich weicheren Lauf bemerkbar, aber auch im z.T. stark erhöhten Benzinverbrauch.
Die Gradpunkte der Verstellung entscheiden über die gefühlte- nicht die per Leistungsprüfstand messbare - Veränderung.
So reagieren Motoren mit serien 5GradnOT ZZtP aggressiver auf eine Änderung, als die mit 10GradvOT( ich glaube das waren 30PS Motoren) Serieneinstellung.
So musst du ein selbsterstelltes Diagramm mit verschiedenen Zündzeitpunkten im wahrsten Sinne erfahren und die Strecke, Zeit messen, nicht fühlen. Es kann sein das dein Motor speziell erst auf 12GradvOT gefühlsmässig und auch deutlich messbar reagiert. Dabei darf er in keinem Betriebszustand klopfen; dazu gehört auch Erfahrung. Dazu der schwer zu ermittelnde Begriff der direkteren Gasannahme, die sich auch ändern wird, ebenso das gefühlte Laufverhalten z.B. im Leerlauf, der als 'weicher' oder 'härter' aufgefasst wird.
So kann ich aus gesicherter Erkenntniss folgendes sagen: bei einem getunten Motor kann ich momentan nicht über 5GradVOT gehen, weil bei 10GradVOT die Kupplung anfängt im 3. und 4. gang beim Gangwechsel zu rutschen; so viel macht das aus. Die schon jetzt" mach 'ne andere rein" sagen, ist nicht so, oder nicht mehr so einfach erhältlich, leider. Aber es ist'gefühlt' bei 10 Grad vOT schon 'ne deutlich andere Liga.
So, Kollegas, wer sich wundert über den Text..... ich habe gerade Zeit zu schreiben.
Hehe, Flatfour, ich LIEBE es, wenn Du Zeit hast zum Schreiben!
Meine Idee war die (und auch das nur eine Phantasterei bisher): ich wollte - zumindest zeitweise - einen geschlossenen Regelkreis draus machen, um mir die Kurvensucherei zu ersparen, nur eben just for fun und aus Interesse. Dehnungs- oder Druckmessstreifen in den Getriebelagern könnten vielleicht das aktuelle Drehmoment erfassen (ich brauche ja nur die Änderung und keine Absolutwerte), und der übliche Sensorenkram eben, Kopftemperatur, Drehzahl und was auch immer. Aus der Datensammelei sollen dann automatisch ein oder mehrere "optimale" Kennfelder generiert werden. Die direkte Rückführung auf Dauer erscheint mir etwas zu kompliziert und vor allem auch zu fehlerträchtig (ich will ja nicht, dass mir der Compi die Zündung verstellt, nur weil ich über einen Huppel fahre), aber statistisch sollte sich langfristig schon irgendwas Auswertbares ergeben. Je länger ich dann unterwegs bin, umso präziser würde das Ganze.
Aber das ist alles nur Gedankenspielerei bisher. Ich bastel ja noch an der Theorie drumherum.
@Red1600i:
Eigentlich wollte ich nur eine Erklärung haben für meine Beobachtung, dass meine 34 Pferdchen nicht mehr so mühelos schnell laufen wollen, wenn ich die mechanische Zündung gegenüber der Werksvorgabe eine Winzigkeit VORverstelle. Ich hätte das so nicht erwartet.
Grüße,
Michael
Zitat:
Original geschrieben von flatfour
Die Gradpunkte der Verstellung entscheiden über die gefühlte- nicht die per Leistungsprüfstand messbare - Veränderung.
Moin,
die würde ich als Elastizität bezeichnen und die ist messbar über die Zeit, in der ein Fahrzeug von v1 auf v2 beschleunigt, Referenzstrecke vorausgesetzt.
Zitat:
Original geschrieben von Robomike
Da ich ja auch immer noch darüber nachdenke, das mal elektronisch zu regeln (just for fun), habe ich mal etwas rumgespielt (Anmerkung: ich stelle immer nur statisch ein. Habe noch nie ein Stroboskop verwendet oder gebraucht.). Dabei fiel mir auf, dass das Ergebnis eher enttäuschend war: Stelle ich den ZZP nur eine Winzigkeit VOR die Kerbe, fehlt in den höheren Drehzahlen was. Untenrum scheint er etwas mehr Krach zu machen, unspektakulär.
Aber da, wo es mir drauf ankommt, beim Beschleunigen zwischen 50 und 60 im zweiten Gang und zwischen 90 und 100 im Dritten, da kommt dann kein Druck mehr. In der Standardeinstellung hingegen geht da noch was.
Überraschend finde ich das nicht. Bei der mechanischen Zündverstellung hast Du ja den Unterdruckteil und den Fliehkraftteil. Man kann davon ausgehen, dass die Motoren auf gleichmäßige Leistung bei höheren Drehzahlen ausgelegt sind (Landstraße, Autobahn). Dies ist Aufgabe der drehzahlabhängigen Fliehkraftverstellung. In dem Bereich klopft der Motor normalerweise nicht. Den Bereich hast Du aber verdreht.
Eine ganz andere Situation ist das Beschleunigen von unten raus: der Motor würde beim Gasgeben stark abmagern und ausgehen. Dagegen steuert man mit der Beschleunigerpumpe für mehr Sprit und der Frühzündung durch die Unterdruckdose (Sprungantwort). Und die halte ich aus eigener Erfahrung für den Knackpunkt - wenn die die Frühzündung nicht bringt, hat man eine schlechte Elastizität. Eine allgemeine Vorverlegung des ZZP bringt zwar unten raus ein besseres Gefühl, verstimmt aber die Regelung im oberen Bereich (ich bleibe bei meiner Behauptung dass es hier um eien Regelkreis geht).
Die Unterdruck-Frühzündung kann man mit einem Schließwinkelmessgerät messen. Ich habe das getan und da fehlte einiges. Die Unterdruckdose war nach 28 Jahren ausgelutscht. Mit einer neuen sah es ganz anders aus und fühlte sich auch ganz anders an. Übrigens bleibt der Verbrauch gleich, da der ja durch die Luftklappe gesteuert wird.
Ich würde also erst mal die tatsächliche Unterdruckfrühzündung ausmessen um diesen evtl. fehlerhaften Einfluss auf deine Betrachtung auszuschließen. Wenn Du die durch Elektronik ersetzen möchtest, wirst Du einen Luftmassenmesser benötigen.
Grüße, Ulfert
(heute auch mit Lust auf mehr Text, da die Abbildung des alten Vergasersystems als Regelkreis meine Daumen nach oben richtet 
)
Hallo Ulfert,
danke für Deine Darstellung.
Aber die lassen immer noch meine Frage offen, denn meine Teil-Frage ging noch gar nicht um die Situation im Beschleunigungsbereich bei tiefen Drehzahlen. In diesem Bereich war meine Ansicht sogar eher, dass sich die Dose durchaus rausprogrammieren lässt: der Unterdruck sollte eigentlich nur eine Situation abbilden, die sich aus aktueller Drehzahl und Drosselklappenstellung ergibt. Der Motor zieht bei bestimmter Drehzahl ein fixes Volumen pro Zeit durch das Saugrohr, und die Klappe drosselt dieses Volumen definiert. Wenn ich Drehzahl und Klappenstellung weiß, so meine Vorstellung (die ich hier auch schon mal nachgefragt hatte), brauche ich theoretisch weder Dose noch Luftmassenmesser, den unterschiedlichen Atmosphärendruck erst einmal (unzulässigerweise) vernachlässigend.
Nein, mir ging es eher darum: wenn der Verteiler bei unter 3000 Touren schon die Fliehkraftverstellung an den Anschlag geregelt hat (wie man hier immer liest, geprüft habe ich das nicht), und ich da noch mal ein Drittel schneller drehe, wollte ich erwarten, dass etwas mehr Frühzündung noch einmal einen kleinen Vorteil verschafft. Leistungsmäßig, versteht sich, thermisch etc. ist eine ganz andere Sache. Ich hatte gedacht, dass nur deshalb nicht weiter geregelt wird, weil sich das negativ auf die Standfestigkeit des Motors auswirkt (was man bei entsprechender Sensorik vielleicht kurzzeitig in Kauf nehmen könnte). Die Beobachtung (die zugegebenermassen sehr subjektiv ist) zeigte aber einen Leistungsverlust in diesem Bereich, und ich hatte gehofft, dass da jetzt einer kommt und sagt: "Ist doch klar, weil (derundder Denkfehler)...."
Wie gesagt, ich werde das alles erst protokollieren müssen, damit ich eine Ahnung bekomme, was wirklich vorgeht. Falls ich es dann noch wissen will. 
Grüße,
Michael
Zitat:
Original geschrieben von Robomike
Nein, mir ging es eher darum: wenn der Verteiler bei unter 3000 Touren schon die Fliehkraftverstellung an den Anschlag geregelt hat (wie man hier immer liest, geprüft habe ich das nicht), und ich da noch mal ein Drittel schneller drehe, wollte ich erwarten, dass etwas mehr Frühzündung noch einmal einen kleinen Vorteil verschafft. Leistungsmäßig, versteht sich, thermisch etc. ist eine ganz andere Sache. Ich hatte gedacht, dass nur deshalb nicht weiter geregelt wird, weil sich das negativ auf die Standfestigkeit des Motors auswirkt (was man bei entsprechender Sensorik vielleicht kurzzeitig in Kauf nehmen könnte). Die Beobachtung (die zugegebenermassen sehr subjektiv ist) zeigte aber einen Leistungsverlust in diesem Bereich, und ich hatte gehofft, dass da jetzt einer kommt und sagt: "Ist doch klar, weil (derundder Denkfehler)...."
Moin,
ich bin relativ sicher, dass sich die Frühzündung nicht beliebig linear hochskalieren lässt. Das solltest Du beachten. Vermutlich wird es eine Art Maximum von ZZP und Kompression geben. Wenn Du zu weit vor dem Kompressionsmaximum zündest, wird sich das negativ auswirken. Das könnte auch als Erklärung herhalten, warum die Fliehkraftfrühzündung irgendwann endet.
Grüße, Ulfert
Zitat:
zeigte aber einen Leistungsverlust in diesem Bereich, und ich hatte gehofft, dass da jetzt einer kommt und sagt: "Ist doch klar, weil (derundder Denkfehler)...."
Um den maximalen Verbrennungsdruck immer im optimalen Bereich zu haben (einige Grad nach OT), wird früher gezündet (der maximale Druck muss sich ja erst aufbauen). Je mehr Drehzahl, desto früher muss gezündet werden um den Maximaldruck immer noch bei diesen paar Grad nach OT zu haben.
Das ganze wird halt eingeschränkt, da man ja nicht schon 50° vor OT zünden kann (noch zu wenig Kompression, Ventil steht evtl. noch offen, es wird schon viel Druck aufgebaut, bevor OTerreicht ist, etc. etc.. Also regelt man den ZZP bis zu einer Drehzahl, wo das technisch noch geht. Über dieser Drehzahl erfolgt dann die Verbrennung nicht mehr zum optimalen Zeitpunkt.
Zitat:
Original geschrieben von Ulfert
Zitat:
Original geschrieben von flatfour
Die Gradpunkte der Verstellung entscheiden über die gefühlte- nicht die per Leistungsprüfstand messbare - Veränderung.
Moin,
die würde ich als Elastizität bezeichnen und die ist messbar über die Zeit, in der ein Fahrzeug von v1 auf v2 beschleunigt, Referenzstrecke vorausgesetzt.
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Die Elastizität eines Motors hat einen Zahlenwert.
Das Verhältnis von max Drehmoment und das Drehmoment bei der Höchstleistung und das Verhältnis von den o.g. Werten, nur diesmal mit den dabei anliegenden Drehzahlen gerechnet.
Beide Verhältniszahlen multipliziert ergeben einen Zahlenwert. 3 ist supergeschmeidig, 1 ist nicht so gut.
Jetzt mal grundsätzlich zur Vorzündung, einige haben ja schon korrektes gesagt, hier nur zur Vervollständigung:- die Verbrennungsgeschwindigkeit beträgt etwa 20 -40m/s, Rennmotoren sind noch schneller lt. Literatur. Die Verbrennungszeit beträgt zw. 0,0004s oder 0,4ms bis hin zu 0,05s, also 50ms.
Und das muss man auch als erstes unterscheiden: Verbrennungsgeschwindigkeit und -dauer!
Allein da sieht man schon, die Moleküle sind sich im bestimmten Brennräumen nicht einig wie schnell gezündet und wie schnell verbrannt werden soll. Hinzu die unterschiedlichen Gemische im Leerlauf, Teillast und Vollast. Nicht allein vom Vergaser, sondern auch von der Verwirbelung, die Gleich – oder Ungleichmäßigkeit in der Zeit und der Geschwindigkeit erzeugt.
Wenn man z.B. bei 1000U/min im Leerlauf den Kurbelwinkel betrachtet, sind das schon bei 6Grad/ 0,001s = 1ms. Wenn der Motor 3ms zum Verarbeiten inkl. Zündkette(Hochspannungsaufbau, weiterleitung durch Kabel, V.-finger ect.) braucht, sind das schon 18Grad früher die er zünden muss.
Das man die Zündvorverstellungs-Grade nicht einfach mit der Drehzahl proportional hochrechnen kann, ergibt sich aus dem Verbrennungsprozess, der ja nicht immer und in allen Bereichen gleichmässig verläuft und der beispielhaften Ansage das man bei 7000U/min hochgerechnet bei 60Grad vOT landen müsse – denn da beginnt der Kolben gerade gut den Aufwärtsprozess im Zylinder und schon kriegt er einen auf'm Deckel.
Die Verbrennungsgeschwindigkeit ist zwar ziemlich konstant, aber eben nur ziemlich und für jeden Motor eigentlich individuell. Zudem habe wir die obige Rechnung zwar mit der Zeit aber ohne folgende Wirte gemacht: Temperatur, Gemisch und Verdichtungsgeschwindigkeit( wie schnell wird verdichtet) gemacht.
So führt alles dazu, das man mit mehr Frühzündung vor allem im unteren Bereich mehr Leistung heraus holen kann, aber bei höheren Drehzahlen die Wirte die Rechnung wieder platzen lassen, so dass man – bei 2-Taktern z.B.- sogar die Zündung teilweise wieder reduzieren muss in hohen Drehzahlbereichen, weil sie sonst zu heiß werden.
Und heiß werden die auch bei später Zündung, also nOT, wie es der Käfer beispielhaft mal in den 1970ern eine gewisse Zeit hatte, aber das hatte damals beim Käfer rein abgastechnische Gründe in den USA. Da verbrannte was oder enstand etwas was kühler (7,5Grad vOT) die bestimmten Abgasemissionen versaute.
Denn wenn nun genau im OT das Gemisch zündete, irgendwo kam der Bereich ja durch das Vorverlegen des Z.-verteilers, war der Kolben mit der Pleuelstange und dem Kurbelarm in einer Linie. Das bedingte einen Hebelarm = 0. Wo kein Hebelarm, da keine Kraft. Ganz einfach. Locker machte man das mit dem Gaspedal wett, trat weiter durch, weiter als früher mit 7,5GradvOT, und schon verbrauchten die Dinger 17l/100km und mehr.
Wenn man nun weiter die Frühzündung steigert, kommt der Punkt wo es auch zu heiß wird- s.o. Und das Teil fängt an zu klopfen bzw. klingeln.
So denn die allgemeine Faustformel:- insgesamt nie mehr als 30 -35Grad, denn darüber werden die Motoren nur heißer, ohne Mehrleistung abzugeben, bestehen bleibt.
Rennmotoren können durchaus auch 40Grad Gesamtvorzündung haben- wenn es besser ist.... Das Teil muss ja auch nicht lange halten. Wenn der Sieg mit einem klopfenden Motor errungen wird - der es noch durch die Ziellinie gerade eben schafft - ist das egal. Der Sieg zählt.
Was wir noch nicht in ihren Einflüssen verkompliziert haben ist der schnelle Hochspannungsaufbau einer elektronischen Zündung zu kurzen oder langen Funkendauer und umgekehrt zur Kontaktzündung nebst der kleineren oder größeren Funkenenergie.
Und ja, ich habe wieder etwas Zeit und Langeweile
Zitat:
Original geschrieben von flatfour
Die Verbrennungsgeschwindigkeit ist zwar ziemlich konstant, aber eben nur ziemlich und für jeden Motor eigentlich individuell. Zudem habe wir die obige Rechnung zwar mit der Zeit aber ohne folgende Wirte gemacht: Temperatur, Gemisch und Verdichtungsgeschwindigkeit( wie schnell wird verdichtet) gemacht.
Das ist ein wichtiger Punkt, von dem die Verbrennungsgeschwindigkeit abhängt, denn die ist ja druckabhängig. Und da es hier eine dynamische Druckänderung gibt, ändert sich mit der Drehzahl auch die Verbrennungsgeschwindigkeit, was dann gerne zu Klopfen und Leistungsverlust führt wenn man mit dem ZZP zu weit vorne ist.
Ich weiß nicht, ob das heute mit FEM-Tools ausreichend beschrieben werden kann. Fakt ist, dass man noch vor 15 Jahren mit dem Glimmermotor versucht hat, die Verbrennungsvorgänge zu verstehen. Einer stand hier in Göttingen im Laserlabor und es wurden LIDAR-Verbrennungsanalysen damit durchgeführt.
Grüße, Ulfert