Konstruktion av brytarlöst tändsystem

Berätta om dina pågående projekt.
Kretskort
Inlägg: 182
Blev medlem: 5 februari 2008, 08:07:45
Ort: Göteborg

Konstruktion av brytarlöst tändsystem

Inlägg av Kretskort »

En del information om projektet kommer också postas på denna blogg: http://mechatronicsblogger.blogspot.se/
Sen jag var liten har det stått en Honda XR 75 cross hemma. Med betoning på stått. Jag tror faktiskt aldrig den fungerat mer än ungefär fyra timmar i sträck.
Det som ofta krånglat har varit det brytarbestyckade tändsystemet med mekanisk avancering av gnistan. Därför skulle man ju såklart bygga ett brytarlöst tändsystem till den. Sagt, men svårare gjort visade det sig.

Så här ser den ut ungefär (inte den på denna bild som jag grejar med, bild på den kommer senare):

Bild

Svänghjulet glappade i sidled så rev isär motorn för att undersöka.
Det visade sig att lättmetallen som ska hålla ramlagret hade spruckit.

Jag har ingen TIG svets för att svetsa lättmetall, men som tur vad satt lagret i en stålring. Då skulle det bara vara att svetsa på några små hållare på stålringen tänkte jag. Till min stora förvåning gick den överhuvudtaget inte att svetsa. Provade att svetsa med båda rutila och basiska pinnar och även MAG, men det enda som hände när man knackade på svetsen syns på bilden nedan.
P1060048.JPG
Svårsvetsat stål

Vad kan det vara för konstigt stål? Det är väldigt hårt.


Lösningen fick bli att gänga i aluminiumet runt ringen och sedan skruva/svetsa fast stålbitar som ska hålla lagret. Det hela blev ganska bra tror jag, tror det kommer hålla.
svets.jpg
Hemgjorda lagerhållare


Givare är ju lite fusk så utgångskonceptet beslutades till att bli att ta reda på vart svänghjulet befinner sig genom att kontrollera nollgenomgångarna från generatorn. Från nollgenomgång till nollgenomgång var tanken att anta att svänghjulets hastighet är tillräckligt konstant för att kunna antas vara konstant.
En tändkurva baserad på förtändning vid ett antal punkter knåpades ihop, och en funktion för interpolering mellan dessa.
Säg till den som vill ha det Open Office beräkningsblad som användes.
Allt fungerade perfekt på skrivbordet. En Atmega 168 och dess inbyggda komparator användes.

Efter lite experiment med olika värden på tändkurvan så startade den faktiskt. Dock gick den knackigt och ville inte varva upp. Jag satte en borrmaskin på svänghjulsmuttern kollade när gnistan kom med ett LED-stroboskop som gjorts till ära för projektet. Snart konstaterades problemet; såklart råkade man ut för fasförskjutning med stort f. Mellan ca 500-1000 RPM, (mer än så orkade inte borrmaskinen), flyttades nollgenomgången smått häpnande och oerhört irriterande ungefär 30 svänghjulsgrader.
Att den ens startade berodde på ett rent lyckokast med en inställda tändkurvan.
I det här läget skulle det vara bättre att få den att starta på robustaste enkla sätt, mäta upp fasförskjutningen över hela dess intervall och sedan kompensera för den i mjukvara.

I en låda hittade jag en databladslös hallswitch fick uppdraget att styra tändningen. Av ren tur visade den ha samma pinout som många andra hallswitchar jag kikade på.
Hållaren fick bli ett spikband som böjdes till lite. Hallswitchen fick lite smältlim och krympslang på sig och så här såg allt ut monterat:
P1060187.JPG
Hallgivare

Jag blev förvånad över hur exakt och konsekvent det gick att få hallswitchen att trigga varje varv.

Kvällen har nu gått åt till att inte förstå hur det kommer sig att den inte vill starta. Gnistan är klarblå och av magnitud nog att skrämma iväg en elefant. Jag har verifierat med stroboskopet och oscilloscopet att den tänder när den ska, mätt på svänghjulet.

Eftersom det är två magneter i svänghjulet tänder den två gånger per motorvarv (två takter). Detta innebär att den även ger en gnista under insugstakten. Det här bör ju kunna ge problem men den startade ju iallafall en stund igår med nollgenomgångstrigger-konceptet som också ger två gnistor per motorvarv. Då ska ju det gå med detta koncept också.
Har provat att låta den ge gnista i intervallet (-30) - (+5) i relation till TDC, men den har bara protesterat högljutt och skjutit eld både i förgasaren och tändsystemet omvartannat. Enligt Hondas rits på svänghjulet ska brytarna öppna vid runt -17 grader innan TDC så jag har ju täckt in ett ganska stort intervall runt denna punkt.
Har svänghjulet kanske lossnat från krysskilen. Hmm. Faktiskt ganska osannolikt.

Det absolut sista försöket blir nog att se till att den bara tänder en gång per motorvarv genom att lägga till en magnet någonstans eller kanske en optisk trigger på utsidan av svänghjulet.
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Senast redigerad av Kretskort 3 juli 2013, 15:21:09, redigerad totalt 2 gånger.
Användarvisningsbild
Glenn
Inlägg: 36667
Blev medlem: 24 februari 2006, 12:01:56
Ort: Norr om Sthlm
Kontakt:

Re: Konstruktion av brytarlöst tändsystem

Inlägg av Glenn »

Härligt skrivet :)

Jag har också meckat en del med en likadan hoj, min grannes sonson hade en och jag fick laga den när den gick sönder, det största felen med den var dock att krysskilsspåret i vevaxeln (för svänghjulet) var helt förstört, så det var mer att fila bort graderna och sen banka fast svänghjulet rätt och dra åt allt vad man kunde. ..En annan gång hade den stått ute en vinter och då gick den inte ens runt, det visade sej vara kolvringarna som rostat fast i loppet som jag bankade loss med lite rostolja :)

Skumt med stålringen där, eller ja, det är kanske inte stål men vad är det då tro..

Att den tänder två gånger per varv kallas wastefire och är nog inga problem, så gör många enklare motorer, och även tredjeparts tändsystem för större motorer.
Användarvisningsbild
YD1150
Inlägg: 1974
Blev medlem: 29 oktober 2010, 22:41:10

Re: Konstruktion av brytarlöst tändsystem

Inlägg av YD1150 »

Stålringen gjord av gjutjärn?

På jordfräsens motor (4-takt) gick kilen av (som håller svänghjulet i rätt läge).
då vart det tvärstopp, gick inte alls att starta motorn.
Kan vara värt att kolla det så att man kan utesluta det felet.

Blir signalen "rätt" från hallgivaren, eller måste den inverteras?
Blir det två "rena" pulser per varv eller fyra när svänghjulsmagneten/erna
åker förbi?

Sitter det en "belysningsspole" och tändspole under svänghjulet, eller
sitter tändspolen utanför?
Användarvisningsbild
Andy
Inlägg: 5893
Blev medlem: 26 september 2004, 18:24:52
Ort: Södern

Re: Konstruktion av brytarlöst tändsystem

Inlägg av Andy »

Ringen kan vara gjord av aducerat stål som inte är svetsbart under normala omständigheter.
Användarvisningsbild
SeniorLemuren
Inlägg: 8415
Blev medlem: 26 maj 2009, 12:20:37
Ort: Kristinehamn

Re: Konstruktion av brytarlöst tändsystem

Inlägg av SeniorLemuren »

Hur är tätningen till vevhuset anordnat. Den brukar sitta utanför kullagret så att lagret får smörjning från bränslet. För det var väl en tvåtaktare? Är inte vevhuset tätt så blir det ingen vevhuskompression.
Användarvisningsbild
Andy
Inlägg: 5893
Blev medlem: 26 september 2004, 18:24:52
Ort: Södern

Re: Konstruktion av brytarlöst tändsystem

Inlägg av Andy »

Det ser ut att vara en 4-takts maskin.
Användarvisningsbild
Glenn
Inlägg: 36667
Blev medlem: 24 februari 2006, 12:01:56
Ort: Norr om Sthlm
Kontakt:

Re: Konstruktion av brytarlöst tändsystem

Inlägg av Glenn »

Det är en fyrtaktare, dels vet jag att det är det, men honda gör ju knappt tvåtaktare :)
Kretskort
Inlägg: 182
Blev medlem: 5 februari 2008, 08:07:45
Ort: Göteborg

Re: Konstruktion av brytarlöst tändsystem

Inlägg av Kretskort »

Glenn: Tackar!
Det har varit problem med krysskilen här också. Vevaxeln är inte gängad ända in så det verkar som att man måste ha en distansbricka under svänghjulsmuttern för att svänghjulet verkligen ska sitta. Det låg ingen sån när crossen köptes och då hade krysskilen gått sönder. Är det tillverkningstekniskt så dyrt och svårt att fräsa svänghjul och axel rektangulärt eller dylikt egentligen? Hade ju besparat en ganska mycket pill och problem.

Och du är inte ensam om rost i cylindern heller. :) Undrar varför de inte använt sig av en kromad cylinder.
Såg att det var lite anfrätt efter att den stått så länge, men blev rätt bra efter lite honing. Kompressionen är uppmätt till runt 9 bar vid vanlig kickning och det brukar vara okej.

Andy: Jaså det får jag läsa mig in på. Det känns inte som något gjutjärn jag någonsin varit i kontakt med iallafall.

YD1150: Signalen från hallgivaren behöver inverteras så det gör jag i mikrokontrollern som styr tändningen. Jag har inte kunnat se något konstigt beteende från systemet i oscilloscopet.
Det blir två rena fina pulser varje varv. Den enda störningen jag kunnat se på givarsignalen är litet rippel när gnistan ges, men det är så kortvarigt att den inte verkar spela någon roll.

På den här sitter det en generatorspole innanför svänghjulet och en separat tändspole på ramen.

Jag ska prova om en övningskörningsskylt har en tillräckligt stark magnetism för att påverka en hallswitch. I sådana fall borde den ju vara ganska perfekt att skära isär och tejpa på utsidan av svänghjulet.
En liten remsa där triggning ska ges, och en bakvänd remsa på motsatt sida för att balansera det hela.
Kretskort
Inlägg: 182
Blev medlem: 5 februari 2008, 08:07:45
Ort: Göteborg

Re: Konstruktion av brytarlöst tändsystem

Inlägg av Kretskort »

Här är en film på test av timingen:



Det är en HE lysdiod som är ansluten till triggerkretsen. Jag låter lysdioden lysa ca 200 µS varje gång gnista ska ges.

Lysdioden lyser väldigt svagt då den triggas under en så kort period. Jag funderar på om det skulle hjälpa att minska seriemotståndet/öka drivspänningen.
Användarvisningsbild
JimmyAndersson
Inlägg: 26577
Blev medlem: 6 augusti 2005, 21:23:33
Ort: Oskarshamn (En bit utanför)
Kontakt:

Re: Konstruktion av brytarlöst tändsystem

Inlägg av JimmyAndersson »

Det fungerar fint att minska motståndet. I databladet för lysdioden
står hur mycket ström man kan ha vid viss tid (puls).

Det är ju inte alltid man vet vad ens lysdioder heter,
men det går nog att titta på ett par datablad för
lysdioder med liknande framspänningsfall och max-ström
och utgå från det till din lysdiod.

-Det är under förutsättningen att lysdioden ska hålla under en lång tid förstås. :D
Det *går* ju även att minska motståndet lite tills det ser bra ut.
(Lysdioder som får för mycket ström under längre tid brukar lysa svagare och svagare.
Det lär du säkert ha märkt om du har billiga lysdiodslampor med vanlig lampsockel.)


Kul projekt för övrigt! :)
Användarvisningsbild
Ulf
Inlägg: 399
Blev medlem: 15 februari 2006, 14:04:03

Re: Konstruktion av brytarlöst tändsystem

Inlägg av Ulf »

Vad är det för årsmodell på hojen?

Iom att det är en fyrtaktare så behöver du inte bry dig om wastefire.
Tidigt 80-tal hade jag en CB125:a -73, den hade bara en brytarspets och en tändspole med två utgångar.
Då det var en parallelltwin så var detta aldrig något problem.

På den senare hojen, en CB350 four -73, var det dubblerat, fyra cylindrar och två dubbeltändspolar och två brytarspetsar.

Det verkar inte vara riktigt samma placering av brytarna, på mina satt de på kamaxeln som hade en dubbelnock.
Av någon underlig anledning så blev det knas om man låg ett halvvarv fel med brytarna, minns inte det var ju så länge sedan.
Kretskort
Inlägg: 182
Blev medlem: 5 februari 2008, 08:07:45
Ort: Göteborg

Re: Konstruktion av brytarlöst tändsystem

Inlägg av Kretskort »

Kommer skriva en del på min blogg om detta projekt också, se: http://mechatronicsblogger.blogspot.se/

JimmyAndersson: Då kanske man ska prova att sänka motståndet lite då. Kul att du tycker projektet är kul :)

Ulf: Jaha, där ser man. Frågan är om det gäller med startgas också? Jag gör all debugging med startgas för litar inte på förgasaren. Det kanske är så lättantändligt att det det antänds även utan kompression vilket skapar problem.
Av någon anledning skjuter den hur som helst eld ur förgasaren då och då.


Nuvarande läge
För att göra en lång historia kort gör jag nu tester med en helt analog tändningskrets, främst för att likriktaren på mitt originalkort inte har tillräckligt med kräm för att göra hallswitchen nöjd. Då kunde man lika gärna göra en ny testdesign dimensionerat för nya förutsättningar.

Experimentbräda med analog tändkrets:
breadboard.jpg
Den första digitala kretsen baserad runt en Atmega168 ser ut så här:
krets.jpg
I båda kretsarna är det en IRF840 mosfet som leker brytarspets. Just denna för att det var det billigaste jag hittade som tål >400V.
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Kjelle
Inlägg: 972
Blev medlem: 25 december 2004, 23:01:46
Ort: Västsverige

Re: Konstruktion av brytarlöst tändsystem

Inlägg av Kjelle »

Med ditt första digitala koncept så får du 2 tändningar per motorvarv, blir ju nästan dubbel wastegate :)

Du får en tändning när kolven är nere och vänder i insugningstakten, insugningventilen brukar ju vara öppen en
en bra bit efter kolven har vänt så det är är nog orsaken till att den baktänder.
Den startar inte heller då blandningen redan är förbränd.


Kjelle
Kretskort
Inlägg: 182
Blev medlem: 5 februari 2008, 08:07:45
Ort: Göteborg

Re: Konstruktion av brytarlöst tändsystem

Inlägg av Kretskort »

Eureka!

Ventilspelet var fel så den hade ingen kompression. Det hela är konstigt för mätte kompressionen för ett tag sedan och då var den relativt hög, 8 bar med min mätare. Kanske att ventilspelet då var precis för lite, och nu när det är lite varmare ute så expanderade stålet så mycket att ventilen öppnade lite.
Nu är den uppe i 12 bars kompression, bland det högsta jag mätt med mätaren jag har.

Efter att ha fixat ventilerna startade den nästan genast. Först ville den inte varva upp och det lät som det gjorde när den inte får bensin. Det visade sig dock vara tändningen som stod lite för sent. Enligt Hondas originalkoncept ska förtändningen ligga på ungefär 17 ° innan ÖD då svänghjulet inte roterar och sedan avancera. Nu har jag ju ingen avancerigsmekanism, så provade att flytta hallsensorn till att trigga 30 ° innan ÖD och då gick motorn hur bra som helst sen. Film kommer.

Har lite problem med strömförsörjningen till hallswitchen och när den är fixad blir det att försöka få till det sensorlösa konceptet.

Lite småpill kommer här nedan.

Försökte skära ut en packning i något gummimaterial jag köpte på Biltema för ett par år sedan. Det visade sig tycka om bensin så mycket att den drog i sig så mycket den kom åt och blev så här stor.
expanded_carb_small.jpg

Originalet är någon o-rings historia som jag inte hade lust att vänta på. Jag köpte en stor o-ring från en lokal verkstad och fick tipset att man kan klippa upp dessa och limma ihop dem med superlim. Detta provades och verkar fungera bra.
carb_gasket2_small.jpg
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Kretskort
Inlägg: 182
Blev medlem: 5 februari 2008, 08:07:45
Ort: Göteborg

Re: Konstruktion av brytarlöst tändsystem

Inlägg av Kretskort »

Här startar den! :D

Filmbevis:


Bloggpost:
http://mechatronicsblogger.blogspot.se/ ... gress.html
Skriv svar