• Toon onderwerp - Werking van de ontsteking
Werking van de ontsteking
door harmoldebijvank » wo maart 28, 2018 4:27 pm
Als je op google (of een andere zoekmachine) ontsteking intikt dan gaat het in 95% van de gevallen over menselijke en dierlijke ontstekingen. De afbeeldingen die je er dan gratis bij krijgt zien er veelal zeer eng uit.
Maar dit soort ontsteking bedoelen we natuurlijk niet.
Het gaat hier om een elektrische ontsteking en wel die van onze Kreidlers. (Of een ander merk)
Hier wordt de conventionele (met contactpunten, condensator en ontstekingsspoel) uit de doeken gedaan.
Een elektronisch ontsteking komt een andere keer aan bod.
Allereerst bekijken we de onderdelen die voor de ontsteking dienen. Zie figuur-1
Figuur 1 onderdelen van de ontsteking
1-Bougie (Fig.9) dient voor het ontstaan van de vonk in de cilinder
2-Bougiekabel vormt de verbinding tussen de ontstekingsspoel en de bougie.
3-Ankerplaat hierop zitten alle onderdelen gemonteerd welke benodigd zijn voor de
ontsteking en het opwekken van de spanningen benodigd voor ontsteking en verlichting.
4-Contactpunten dienen in combinatie met de ontstekingsspoel en de condensator voor het
op het juiste tijdstip afgeven van de bougievonk.
5-Spoel voor het stoplicht lampje (Niet van belang voor de ontsteking)
6-Ontstekingsspoel dient in combinatie met de contactpunten en de condensator voor het
opwekken van de bougievonk
7-Krukas Hierop wordt het vliegwiel bevestigd
8-Spoel voor de verlichting (Niet van belang voor de ontsteking)
9-Condensator dient in combinatie met de contactpunten en de ontstekingsspoel
voor het opwekken van de bougievonk
Tevens dient deze er voor om inbranding van de contactpunten te voorkomen
10-Dan is er is er nog het vliegwiel zie figuur 2.
Deze bevat magneten die dienen in combinatie met de spoelen voor het opwekken van
spanning voor de verlichting, de stoplichtspoel en de ontsteking.
tevens heeft deze de functie van (zoals zijn naam al zegt) van vliegwiel om het regelmatig
laten ronddraaien van de krukas te bevorderen
Figuur 2 Het vliegwiel
Om de werking van de ontsteking goed te kunnen begrijpen is iets basiskennis van de elektrotechniek benodigd.
Als eerste moet je weten hoe er spanning wordt opgewekt in een spoel.
De spoelen zoals in onze ontsteking toegepast bestaan uit een ijzeren kern met daaromheen gewikkeld een aantal lagen koperdraad. (Zie figuur 1 de stoplicht en de lichtspoel)
Nou moet je van me aannemen dat wanneer zich een spoel in een bewegend magnetisch veld bevind er in deze spoel een spanning wordt opgewekt. Dit is ook het geval in onze ontsteking. De ontstekingsspoel (en ook de licht en stoplichtspoel) bevinden zich in een bewegend magnetisch veld immers de magneten van het vliegwiel draaien rond om de spoelen.
Zie de figuren 3 en 4. In figuur 3 gaan de zgn. krachtlijnen van de magneten van links naar rechts (N->Z) door de spoel en bij figuur 4 gaan ze van rechts naar links (ook weer N->Z) door de spoel, maar is de richting van de krachtlijnen omgedraaid, doordat noord en de zuidpool zijn gewisseld. Uiteindelijk komt er een spanning/stroom uit de spoel die de vorm heeft van figuur 5. Als de motor stationair draait kun je dat vaak zien aan de verlichting, het is net of deze aan en uit gaat. Als de motor sneller draait is dat verschijnsel verdwenen om dat het vliegwiel en dus ook de magneten sneller draaien en dus ook het bewegen van de krachtlijnen in de spoelen sneller gaat.
Onderdelen benodigd voor de ontsteking.
De ontstekingsspoel.
De onstekingsspoel
Figuur-6.jpg (43.7 KiB) 1473 keer bekeken
De ontstekingsspoel is niet alleen een spoel maar ook een transformator. (vaak afgekort trafo) Hij bestaat uit een ijzeren kern met
hieromheen gewikkeld een of meerdere spoelen van geïsoleerd koperdraad.
Een transformator is in staat elektrische (wissel) spanning te verhogen of te verlagen.
In de onze ontsteking wordt het spanning verhogen toegepast.
In figuur 6 zie je links hoe de spoel er in werkelijkheid uitziet en rechts is het elektrische symbool.
Als het vliegwiel draait wordt er in de primaire kant van de spoel stroom opgewekt omdat de contact punten gesloten zijn (Fig. 10) in het voorbeeld heeft de primaire spoel 30 windingen. De secundaire kant heeft 9000 WNDG.
De verhouding tussen secundair en primair is dus 9000 : 30 = 300
Wanneer de contactpunten geopend worden ontstaat er spaningspiek in de primaire wikkeling door dat de stroom die door de primaire spoel loopt onderbroken wordt (elektrische eigenschap van een spoel) bijvoorbeeld van 50 volt.
Deze piek verschijnt ook op de secundaire kant maar dan vele vele malen hoger door de verhouding van 300 tussen de primaire en de secundaire kant. In ons geval 50 volt x 300 = 15000 volt (Zie figuur 6A). De combinatie van magneten, ontstekingsspoel en het moment van openen van de contactpunten is zo geconstrueerd dat het openen van de contactpunten ongeveer op punt T (Figuur 5) plaats vind. Op dit punt is de stroom in de ontstekingsspoel het hoogst en wordt de vonk aan de bougie dus ook het hoogst.
(In theorie zit er een verschuiving tussen spanning en stroom. Het gaat te ver om dit hier te verklaren)
Als de onstekingsspoel defect is, is er een onderbreking in een spoel (laat geen stroom meer door) of een gedeelte van een spoel is kortgesloten zodat er een aantal windingen niet meer ,,mee,, doen. Immers hoe meer windingen hoe hoger uiteindelijk de spanning. Ook kan het zijn dat de spoel (len) kortsluiting maken naar aarde (massa) waardoor eveneens een aantal windingen niet mee doen. Er is speciale apparatuur in de handel om de spoelen te testen.
Een condensator is een soort elektrisch reservoir waar in je elektrische energie op kunt slaan.
Hij bestaat veelal uit 2 opgerolde metalen foliën met daar tussen in een isolatiemateriaal.
In figuur 7 zie je links de condensator zoals die in de ontsteking wordt toegepast,
in het midden zoals hij er van binnen ongeveer uit ziet en helemaal rechts is het elektrische symbool.
In onze ontsteking wordt de condensator gebruikt voor het dempen van het vonken over de contactpunten en voor het opnemen van de energie die ontstaat bij het openen van de contactpunten. (zie uitleg ontsteking figuur 10 en 11 )
Als de condensator defect is zit er een sluiting tussen de twee opgerolde metalen foliën (door de isolatie heen geslagen) of het tegenovergestelde: er zit een onderbreking in de bodem aansluiting of de soldeeraansluiting.
Evenals voor de ontstekingsspoel is er ook voor de condensator testapparatuur in de handel. Vaak is dit een gecombineerd apparaat waar mee alle ontstekings onderdelen mee getest kunnen worden waaronder ook de bougie en de contactpunten.
De contactpunten
De contactpunten vormen een soort schakelaar.
De werking is als volgt: de grondplaat 1 is gemonteerd op de ankerplaat (figuur 1) dit is de massa. (aarde) de onderbreker hamer 5 is geïsoleerd scharnierend gemonteerd (3 scharnier bus) gemonteerd op het asje op de grondplaat.
Als het fiber 2 niet omhoog wordt gedrukt door de nok van het vliegwiel zijn de contactpunten 6 gesloten en maakt de aansluiting onstekingsspoel 4 verbinding met de grondplaat. Op het moment dat de ontsteking moet plaatsvinden wordt het fiber 2 omhoog gedrukt door de nok op het vliegwiel. Daardoor openen via de onderbrekerhamer 5 de contactpunten 6 en ontstaat er via de ontstekingsspoel een vonk aan de bougie.
De bougie is een soort vonkbrug. Als de spanning over de midden elektrode en de massa elektrode hoog genoeg is gaat de lucht tussen de beide elektroden geleiden en ontstaat er een vonk. Links zie je een voorbeeld van een bougie en rechts het elektrische symbool
Alle onderdelen samengevoegd: Figuur 10
In figuur 10 zien we het schema van de ontsteking wanneer alle onderdelen zijn samen gevoegd.
Links zien we het schema en rechts de betekenis van de afkortingen die zijn gebruikt. Hoe werkt het nu?
We gaan er van uit dat de motor draait. Het vliegwiel VW met de nok N en de magneten MN zijn één geheel (zie ook figuur 2).
De contactpunten CP zijn gesloten (De nok N drukt de contactpunten CP nog net niet open) en het uitcontact UC is open.
Door dat de contactpunten CP gesloten zijn is de condensator C kortgesloten en doet dus op dit moment niets. Wel vloeit er een stroom door de ontstekingsspoel, via de volgende weg: M massa -> OS ontstekingsspoel –> CP contactpunten -> M massa.
Anders wordt op het moment wanneer de nok in het vliegwiel de contactpunten CP opent zie figuur 11. Dit is exact het moment wanneer de bougie moet vonken.
Je ziet in figuur 11 dat het vliegwiel (links boven) verder is gedraaid en de nok de contactpunten CP hebben geopend.
Precies op het moment dat de contactpunten openen ontstaat er in de ontstekingsspoel een enorm hoge spanningspiek
(Uitgelegd bij de ontstekingsspoel figuur 6 en 6A). Je ziet dat door de geopende contactpunten de condensator niet meer is
kortgesloten maar verbonden is met de ontstekingsspoel OS. De condensator wordt opgeladen en ,,zuigt,, de energie uit de spoel waardoor de spanningspiek in de ontstekingsspoel nog steiler en hoger wordt. Door het onderbreken van de stroom in ontstekingsspoel hebben de contactpunten de nijging te gaan vonken waardoor ze op den duur inbranden.
De condensator voorkomt dit om dat hij werkt als een elektrisch reservoir (zie figuur 7) De condensator ontlaad zich weer als de contactpunten sluiten. Door de hoge spanning die in de secundaire kant van de ontstekingsspoel is ontstaan slaat de vonkbrug die de bougie vormt (figuur 9) door en er ontstaat een vonk, die de ontbranding van het benzine/lucht mengsel ingang doet zetten. Deze cyclus houd de motor draaiende.
Stop zetten van de motor
Hoe krijgen we de motor nou stop gezet?
Je kan dit op de ,,onbenullige,, manier doen door de hoogste versnelling in te schakelen en de koppeling los te laten zonder gas te geven. Dit werkt perfect alleen is dit niet al te best voor het mechaniek van de motor, de ketting en het achterwiel.
Niet geschikt en niet doen dus. Er zijn ook motoren waar bij een kleplichter (of ook wel decompressieklep genoemd) is
toegepast. Als de motor gestopt moet worden, wordt door een handeltje op het stuur een klepje in de cilinderkop opengezet waardoor de compressie in de cilinder wegvalt en dus de motor stopt. Dit is een al iets nettere manier als de eerste oplossing.
De mooiste manier is door de contact punten te overbruggen waardoor de bougie niet meer vonkt en de motor dus ook stopt.
Zie figuur 12. Hier zien we het zelfde als in figuur 11 alleen is hier het uitcontact UC ingedrukt waardoor de contactpunten en de condensator worden overbrugt. Er komt geen vonk meer op de bougie, en de motor stopt.
De uitknop wordt vaak gecombineerd met de lichtschakelaar (Zie figuur 13 afbeelding van een voor Kreidlers gebruikte schakelaar)
Voorontsteking
We horen vaak de term ,,voorontsteking,, Wat is dit nu precies ?
Voorontsteking betekend in het geval van verbrandingsmotoren dat de ontsteking iets vòòr het bovenste dode punt (BDP) plaats vindt. (Figuur 14).
Figuur-14-15.jpg (88.92 KiB) 1473 keer bekeken
Het BDP is het punt waarop de zuiger maximaal boven in de cilinder staat.
Waarom is dat? Als de verbranding start door de bougievonk duurt het even voordat het benzine/lucht mengsel in de gehele ruimte boven de zuiger volledig is ontbrandt. Dit is het geval in figuur 15
Als de bougievonk precies in het BDP komt duurt het net zo goed even voor dat de gehele ruimte boven de zuiger volledig is ontbrandt en krijg je een soort ,,na ontbranding,, Dit kost drukkracht verlies op de zuiger dus vermogens verlies.
Met de voorontsteking op het goede tijdstip is de verbranding in het BDP maximaal en ontstaat de meeste drukkracht op de zuiger.
Dit was de ontsteking.
Ik hoop dat het iets duidelijker is geworden hoe deze werkt.
Als je niet technisch (elektrotechnisch aangelegd) bent zal het wel moeilijk blijven wat ik me wel voor kan stellen.