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Leistungsoptimierung von Zündanlagen! Teil 2
#1
Leistungsoptimierung von 12 poligen Bosch Magnetzündergeneratoren "Hochleistungszündung" !


Diese 12 poligen Bosch Zündanlagen in Leichtbauweise könnten 2½ mal mehr Energie erzeugen wie ihre bewährten 6 poligen Vorgänger,  vermutlich wurde diese zukunftsweisende Lichtmaschinentechnik für den Einsatz in größeren Zündapp Motorrädern als Gegengewicht zur japanischen Konkurrenz geplant. Aufgrund des Entwicklungabbruches der KS350 war auch das moderne Generatorkonzept irgendwie eine Totgeburt, in den frühen 80er Jahren wurden bei Zündapp  noch zahlreiche neue Motorfahrräder  und unter anderem auch die GTS50WC vom Typ 540 produziert. Möglicherweise  wurde deshalb vorgefertigtes Material und Entwicklungserfahrung von Bosch in Neufahrzeugen vom Typ CS25 / CS50 und GTS50WC verwendet.

[Bild: post-6-1057441577.jpg]

Diese Statoren haben 12 kleine Polflächen und ein leichtes Polrad mit Ferromagnetband, das Polrad läuft sehr schön und beinahe vibrationsfrei. Mit dem kleinen 370 Watt Drehstrommotor von meinem Prüfstand bringe ich diesen leichten Generator mühelos über 13000 Upm. Was die Bosch Ingenieure bei der Dimensionierung der Generatorspulen damals dachten, werde ich wohl niemals verstehen. Dieser Generatorteil wäre bei moderater Kühlung sicher für Leistungen um 200 Watt fähig, rechnet man 35 Watt für 2 Zündspulen an einen Zweizylinder Motorrad weg, dann blieben  noch bis zu 180 Watt Ressourcen bei hohen Drehzahlen übrig! Die damaligen Entwicklungstechniker muß geschmerzt haben, diesen Hochleistungsgenerator auf lumpige 15 bis 20 Watt Lichtspulenleistung zu drosseln: 
   
[Bild: post-6-1057441734.gif]

Ein Übersetzungsverhältnis von 1:14,25 bei 10000 Upm wäre etwa so schlimm als wenn man versuchen würde mit einem schnell übersetzten Kleinkraftrad im fünften Gang am Berg anzufahren. Auch das halbe Übersetzungsverhältnis 1:7,12 ist für 12 Volt 55 Watt Halogenlampen noch viel zu lang! Wenn man beide Tabellen vergleicht erkennt man, daß an 6Volt 20 Watt und 12 Volt 55 Watt Lampen bei niedrigen Spannungen  beinahe der gleiche Strom fließt.

[Bild: post-6-1057441848.gif]

Wer allerdings bei diesem Anker mit 4 Licht und 2 Bremslichtspulen auf das Bremslicht verzichten kann, der hat die Möglichkeit beide Spulen parallelzuschalten. Für hochdrehende Fahrzeuge mit Einfaden-Scheinwerferlampe (P26s) wäre dann eine 12 Volt 55 Watt H7 Lampe die richtige Wahl: 

[Bild: post-6-1057441957.gif]

Für 60 Watt Glühfäden von 12 Volt 55/60 Watt H4 Lampen reicht allerdings aufgrund des viel zu langem Übersetzungsverhältnis auch die Energie von 6 Generatorspulen nicht aus. Wer also sein Bremslicht für das Moped oder Motorfahrrad benötigt und trotzdem die bestmögliche Zweiradbeleuchtung haben will, der soll eine 24 Volt 70 Watt  H7 oder 24 Volt 70/75 Watt H4 Lampe in seinen Scheinwerfer einsetzen:

[Bild: post-6-1057442055.gif]

Anhand dieser Tabelle ist zu erkennen daß die Lichtspulenleistung bei 6000 Upm ca. 70 Watt beträgt, folglich leistet jeden einzelnen Anker etwa 17,5 Watt Wechselstrom. 24 Volt 70 Watt Glühfaden sind nur bis 7000 Upm Drehzahlfest, drehfreudigere Mopeds müssen noch eine Ausgleichslast (beispielsweise 24 Volt 4 Watt Lampe) parallelschalten. Die folgende Tabelle zeigt den 75 Watt Glühfaden für das Fernlicht, dieser wäre bis 11500 Upm unverwundbar:

[Bild: post-6-1057442154.gif]

Noch ein kleiner Hinweis am Rande: Der Einsatz von Biluxlampen mit unterschiedlichen Leistungen (40/45 Watt, 55/60 Watt, 70/75 Watt) bringt bei ungeregelten Generatoren immer Probleme. Ich habe früher in das vorgestanzte Loch für die Begrenzungslichtlampe eine Gummitülle eingesetzt und dort eine 4 Watt Lampe mit T9 Sockel montiert, bei Scheinwerfern ohne Begrenzungslicht bohrte ich ein zusätzliches Loch und entfernte den scharfkantigen Grat mit einem Blechschälbohrer. H7 Halogenlampen haben  einen anderen Brennpunkt wie P26s Einfadenlampen, folglich muß zwischen Reflektor und Lampe ein passender Zwischenadapter angefertigt werden. Besitzer von GTS50WC "Modell 540" sind leider arme Schweine, dort belegt die Lichtspule nur 3 Ankerköpfe und auch die Bremslichtspule ist im verkehrten Wicklungssinn gewickelt, sodaß parallelschalten unmöglich ist! In diesem Fall kann man die originalen 3 Lichtspulen runterwickeln und am besten gleich für 12 Volt 55 bis 60 Watt Halogenlicht auf vier Ankerköpfe wickeln:

[Bild: post-6-1057442282.jpg]

Der fehlende Spulenkörper kann auch behelfsmäßig aus geklebten Hartkarton oder besser aus dünnen FR-4 Leiterplattenmaterial gefertigt werden.  Ich habe in folgendem Beispiel die Lichtspulen  mit jeweils 44 Windungen und 0,85mm Cul gewickelt, damit wären 12 Volt 55 Watt H7 Lampen bis 13000 Upm unverwundbar!

[Bild: post-6-1057442519.gif]

Für 12 Volt 55/60 Watt H4 Lampen muß man die Übersetzung noch verkürzen, daß auch der 12 Volt 60 Watt Glühfaden ausreichend mit Energie versorgt wird,  allerdings darf dabei der schwächere  12 Volt 55 Watt Glühfaden nicht überlastet werden:

[Bild: post-6-1057442631.gif]

Ich achtete in diesem Beispiel darauf, daß der schwächere 55 Watt Glühfaden ohne Ausgleichslast bei Höchstdrehzahl nicht zerstört wird und der 60 Watt Glühfaden auch noch ordentlich leuchtet:

[Bild: post-6-1057442748.gif]

Ihr seht also daß Optimierungsmaßnahmen von ungeregelten Zweiradbeleuchtungen nicht zwangsweise mit hohen Kosten und wissenschaftlichen Kenntnissen verbunden sein müssen. Grobes schätzen von Spulenleistungen oder wildes probieren mit unterschiedlichen Lampen ist allerdings Fehl am Platz, hier geht es genau wie bei Motoroptimierungen um sehr exakte Feinabstimmung. Vor längerer Zeit postete ich eine Anleitung wie man 12 polige Sternanker mit 3 Lichtspulen (6 Volt 15 Watt) auf 4 Ankerköpfe (6 Volt 20 Watt) umwickeln soll:

[Bild: post-6-1054844726.jpg]

Dieser Anleitung gilt nur für den Einsatz von 24 Volt 70/75 Watt H4 LKW-Lampen welche etwa den gleichen Längsstrom wie 6 Volt 20 Watt Grundlast haben, mit schwachen Notlösungen gebe ich mich nicht zufrieden! Biggrin Vor kurzem wollte jemand wissen ob man mit 3 Lichtspulen wenigstens 6 Volt 25 Watt erreichen kann? Zuerst die schlechte Nachricht 6 Volt Betriebsspannung ist der völlig falsche Weg weil unnötig hoher Strom fließt, welcher vernünftige Mensch gibt sich heute noch mit lumpigen 6 Volt 25 Watt Glühwürmchen im Scheinwerfer zufrieden? Biggrin Nun die gute Nachricht: auch mit 3 Lichtspulen funktionieren an diesem guten 12 poligen Sternanker 12 Volt 55/60 Watt H4-Lampen noch immer besser als am 6 poligen Bosch Mhkz Stator mit 3 großzügigen Lichtspulen. Sie müssen aber unbedingt wie in der folgenden Tabelle umgewickelt werden:

[Bild: post-6-1059581790.gif]

Wenn das Moped nicht höher als 9000 Upm dreht, kann der schwächere 12 Volt 55 Watt Abblendlichtfaden ohne zusätzliche Ausgleichslast betrieben werden! So sieht man in jedem Fall im Nachbereich etwas, falls mal der Gegenverkehr vergißt "seinen starken Christbaum mit Xenon Licht" abzublenden! Brennspannungen über 15Volt enden für 12 Volt Halogenlampen schon nach wenigen Stunden tödlich, deshalb immer die höchste Betriebsspannung messen und im Zweifel kleine Ausgleichslasten dazuschalten!

Als Alternative zum Umwickeln kann man auch  Ringkerntransformatoren verwenden, aufgrund der hohen Frequenz von 12 poligen Statoren wird bei höheren Drehzahlen der Wirkungsgrad schlechter!


PS: Folgender ergänzender link behandelt kontaktlose Zündungen:
http://www.zuendapp.net/index.php?showtopic=1679

[Bild: post-6-1062153150.gif]
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Leistungsoptimierung von Zündanlagen! Teil 2 - von dennis - 14.07.2003, 15:48



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