123, Zündkabel, Anspringen und Antworten

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Hans-Uwe
Beiträge: 309
Registriert: Fr 4. Feb 2005, 12:58

Re: das macht aber keinen Sinn

Beitrag von Hans-Uwe »

Moin,

normalerweise antworte ich hier nur noch selten. In der Regel lass' ich die Dinge auch einfach unwidersprochen. Der letzte Beitrag verwirrt allerdings doch etwas. Wer spricht in diesem gesamten Thread denn eigentlich von einer Temperaturkompensation? Was soll das?
Ist mit der tollen Bezeichnug Primärinduktivität die Induktivität der Primärspule gemeint? Wenn ja, dann komm mal wieder auf den Boden der einfachen Physik zurück. Und wenn diese "Primärinduktivität" klein ist, dann ist diese sowieso frequenzunabhängig und braucht nicht einen Vorwiderstand. Wäre sie im Gegenteil gross, klänge das noch eher logisch.
Von Frequenz kann aber bei der niedrigen Drehzahl keine Rede sein. Während des Schliesswinkels (ca. 60°) ist die Primärspule konstant bestromt. Da wäre eine frequenzmässige Betrachtung höchsten die Flankensteilheit der Vorderflanke (Einschaltmoment) von Bedeutung. Da aber kaum mit Höchstdrehzahl gefahren wird, und dafür ist die Zündspule in Bezug auf ihre "induktive Ladung" ausgelegt, ist diese schon nach kurzer Zeit während ihrer Einschaltzeit (Bestromung) in ihrer Sättigung. Es ist also eher eine "ohmsche" Situation.
Wenn also die Induktivität "geladen" ist, dann wird durch das Ausschalten der Primärspule (Unterbrecher unterbricht) das Magnetfeld zum Zusammenbrechen veranlasst. Und dieses Zusammenbrechen (schneller magnetischer Flusswechsel) erzeugt die hohe Zündspannung. Bei diesem Vorgang spielt der Widerstandswert des Vorwiderstandes im Primärkreis nicht die geringste Rolle.

Beste Grüsse
HUF
MenrathU Verified
Beiträge: 1490
Registriert: Do 2. Jan 2003, 01:53

Re: das macht aber keinen Sinn

Beitrag von MenrathU Verified »

Hans-Uwe schrieb:
-------------------------------------------------------
> normalerweise antworte ich hier nur noch selten.
> In der Regel lass' ich die Dinge auch einfach
> unwidersprochen. Der letzte Beitrag verwirrt
> allerdings doch etwas. Wer spricht in diesem
> gesamten Thread denn eigentlich von einer
> Temperaturkompensation? Was soll das?

Moin Hans-Uwe,

Thomas in seinem Posting vom 20.05.07 um 20:31h deutete an, ich hätte wohl irgendwann mal diese These eingebracht.

> Ist mit der tollen Bezeichnug Primärinduktivität
> die Induktivität der Primärspule gemeint?

Ja.

> Wenn ja,
> dann komm mal wieder auf den Boden der einfachen
> Physik zurück. Und wenn diese "Primärinduktivität"
> klein ist, dann ist diese sowieso
> frequenzunabhängig und braucht nicht einen
> Vorwiderstand. Wäre sie im Gegenteil gross, klänge
> das noch eher logisch.

Genau das ist der Zweck moderner niederinduktiver Spulen mit Vorwiderstand: Niedrige Induktivität bedeutet geringere Frequenzabhängigkeit des Primärstorms und damit der maximal gespeicherten magnetischen Energie.

> Von Frequenz kann aber bei der niedrigen Drehzahl
> keine Rede sein. Während des Schliesswinkels (ca.
> 60°) ist die Primärspule konstant bestromt.

Nein. Der Strom durch die Primärspule bei konstanter Spannung ist zeitabhängig: di/dt = U/L. Er nähert sich seinem durch die Spannung und den ohmschen Gesamtwiderstand bestimmten Höchstwert genau genommen asymptotisch an.

> Da
> wäre eine frequenzmässige Betrachtung höchsten die
> Flankensteilheit der Vorderflanke
> (Einschaltmoment) von Bedeutung.

Genau das beschreibt die o.g. Differentialgleichung.

> Da aber kaum mit
> Höchstdrehzahl gefahren wird, und dafür ist die
> Zündspule in Bezug auf ihre "induktive Ladung"
> ausgelegt, ist diese schon nach kurzer Zeit
> während ihrer Einschaltzeit (Bestromung) in ihrer
> Sättigung. Es ist also eher eine "ohmsche"
> Situation.

Ja. Und diese Zeit ist umso kürzer, je niedriger die primärseitige Induktivität ist.

> Wenn also die Induktivität "geladen" ist, dann
> wird durch das Ausschalten der Primärspule
> (Unterbrecher unterbricht) das Magnetfeld zum
> Zusammenbrechen veranlasst. Und dieses
> Zusammenbrechen (schneller magnetischer
> Flusswechsel) erzeugt die hohe Zündspannung.

Stimmt. Auch hier gilt wieder die Differentialgleichung für die induzierte Spannung (diesmal streng genommen mit umgekehrtem Vorzeichen): -U = L di/dt.

diesem Vorgang spielt der Widerstandswert des
> Vorwiderstandes im Primärkreis nicht die geringste
> Rolle.

Das wurde auch nicht behauptet. Doch je niedriger die Induktivität, desto eher wird der Maximalwert der magnetischen Energie W = 1/2 L I² erreicht.
Beste Grüße, Uwe
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Thomas Held Verified
Beiträge: 5068
Registriert: Do 22. Jul 2004, 12:11

Re: das macht aber keinen Sinn

Beitrag von Thomas Held Verified »

Hallo Uwe,

> der Vorwiderstand dient nicht zur Kompensation von
> Temperaturänderungen, sondern bewirkt in
> Verbindung mit einer Spule mit kleiner
> Primärinduktivität, dass der Primärstrom weniger
> frequenzabhängig ist und damit auch bei höheren
> Drehzahlen ausreichend kräftige Funken erzeugt
> werden.

Ja, genau! So war das...

> Übrigens werde ich wohl demnächst mal Hans-Uwes
> These auf den Grund gehen, dass der Vorwiderstand
> ein PTC (Kaltleiter) sei. Das glaube ich nämlich
> erst, wenn ich's gemessen habe.

Ich auch, und habe mir dazu schon ein Milliohmmeter ins Auto gelegt, um genau das auch nachzumessen...muss allerdings erst noch meine Hinterradbremsen ueberholen (ist gerade alles abgebaut), bis ich wieder auf die Strasse kann (naechste Woche!?).
Gruss,

Tom



Gruß

Tom
Hans-Uwe
Beiträge: 309
Registriert: Fr 4. Feb 2005, 12:58

Es macht absolut Sinn.

Beitrag von Hans-Uwe »

Hallo,

ich versuche mal einen weiteren Erklärungsversuch. Ich lasse dabei wieder ganz bewusst die zugehörigen physikalischen Formeln weg. Diese sind bei dieser trivialen Situation m.E. nicht notwendig. Wer es dennoch wünscht, kann diese gerne nachgeliefert bekommen. Leider endet das erfahrungsgemäss in irgend welchen WIKIPEDIA-Linkverweis-Schlachten ;-)

Gehen wir einmal von einer normalen Zündspule für 14 Volt Betriebsspannung aus. Und keinen Vorwiderstand. Die typische Stromaufnahme solcher Zündspulen beträgt ca. 4 Amp. Draus ergibt sich ein Innenwiderstand von 3.5 Ohm (oder aus 3.5 Ohm und 14 Volt ergeben sich 4 Amp). Das bedeutet dass diese, für 14 Volt ausgelegte Zündspule, eine Leistungsaufnahme von 56 Watt besitzt. Ich mache hier ganz bewusst eine "ohmsche" Betrachtung.
Wird jetzt ein Kaltstart ausgeführt, bricht die Spannung der Starterbatterie auf ca. 9 Volt zusammen.
Bei einem Ri = 3.5 Ohm und eine Anschlussspannung von 9 Volt, stellt sich dann ein Strom von ca. 2.6 Amp ein.
Daraus ergibt sich eine Leistungsaufnahme von ca. 24 Watt.

Das sind bezogen auf die 56 Watt Betriebsleistung nur noch 41 %. Jetzt kann sich jeder ausmalen, wie es bei nur noch 41% "Zündleistung" mit dem Zündfunken aussieht ( Ich spreche hier nicht von modernen und/oder Hochleistungszündspulen).

Fälschlicher Weise wird bei Zündspulen-Vorwiderständen häufig von Startspannungsanhebung usw. gesprochen. Das beweist zwar meine Theorie, ist aber falsch zu verstehen. Eine Startspannung, also weder die 14 Volt Betriebsspannung, noch die ca. 12 Volt-Akkuspannung werden angehoben. Es bleibt bei nur 9 Volt Start-Spannung!
Es gibt also nur eine Möglichkeit, die Zündspule auch bei 9 Volt uneingeschränkt (100%) arbeiten zu lassen. Man legt diese für 9 Volt Betriebsspannung aus und wenn dann die Spannung nach der 9 Volt-Phase (Startvorgang) ansteigt (14 Volt) wird eben ein Vorwiderstand davorgeschaltet. An diesem fallen dann die ca. 5 Volt ab. (14V-5V=9V).
Die Einen machen das über ein Relais und die Intelligenten machen das mit dem Temperatur abhängigen Vorwiderstand. Die Wirkung ist im Grunde genommen dieselbe. Vor allen Dingen lassen sich die "temperaturabhängigen Zündspulen", ohne Umbau, überall nachrüsten.
Mit den heutigen, modernen Zündsystemen hat sich das allerdings erledigt.

Wer den Rvor einmal messen möchte, sollte das im ausgebauten Zustand machen (Indirekte Widerstandsmessung, also über Strom und den entspr. Spannungsabfällen). Ein Labornetzteil mit 9 Volt und 14 Volt und Stromanzeige recht dabei aus. Wer mit seinem Milli-Ohm-Messsystem während des Betriebes (und dann auch noch emotial geladen) an den Rvor geht, ist dann anschliessend noch "saurer" auf mich ;-) Das Milli-Ohm-Messsystem geht vermutlich dabei kaputt. Und wer nach dem Ausschalten misst, misst einen abgekühlten Rvor.

Grüsse
HUF
Pit
Beiträge: 2899
Registriert: Fr 17. Jan 2003, 18:39

Re: Es macht absolut Sinn.

Beitrag von Pit »

Hallo HUF,
Durch welche Temperatur wird der Vorwiderstand gesteuert? Durch die eigene Erwärmung durch Stromdurchfluss oder wirklich durch die Motorraumwärme?
pit
Hans-Uwe
Beiträge: 309
Registriert: Fr 4. Feb 2005, 12:58

Re: Es macht absolut Sinn.

Beitrag von Hans-Uwe »

Hallo Pit,

...durch den Stromdurchfluss und dem entsprechenden Spannungsabfall. Der Vorwiderstand hat im kalten Zustand ca. 0.8 Ohm. Die in Reihe liegende Zündspule ca. 1.7 Ohm. Das ergibt zusammen ca. 2.5 Ohm. Bei einer Startspannung von ca. 9 Volt ergibt sich daraus ein Stromfluss von 3.6 Amp. Daraus errechnet sich ein Spannungsabfall am Vorwiderstand von 3.6 Amp x 0.8 Ohm = 2.9 Volt. Und daraus wiederum die Leistung von 3.6 Amp x 2.9 Volt = 10.44 Watt. Diese Leistung wird praktisch dann in Wärmeenergie umgesetzt.

Das Ganze lässt sich in eine kürzere Formel packen, aber ich glaube , für die Erklärung ist es so verständlicher.

Mit dieser "Selbsterwärmung" steigt dann der Widerstand von ca. 0.8 Ohm auf ca. 2.3 Ohm. Das ist fast der 3-fache Wert. Da braucht man wirklich kein Milli-Ohm-Meter ;-)

Diese Werte sind statisch ermittelt und entsprechen nicht so ganz der Realität. Da kommen viele andere Dinge noch hinzu. Diese sind aber, was die eigentliche Sache/Erklärung angeht, nicht von grosser Bedeutung.

Wenn man davon ausgeht, dass der Motor ca. 5.000 RPM macht, dann hat der Verteiler eine Drehzahl von 2.500 RPM (2:1). Das sind dann 42 Umdrehungen/sec. Oder für eine Umdrehung 23 msec. Teilt man das bei einem 4-Zylinder wieder durch 4 (4 Nocken im Verteilerkopf) dann bleiben pro Zündvorgang ca. 6 msec. Bei einem schliesswinkel von ca. 60°, bezogen auf 90° (eine Umdrehung verteilt auf 4 Nocken, also 360°/4 = 90°), so bleibt für das "Laden" der magnetischen Energie der Primärspule/Induktivität ca. 4 msec. Bei diesen üppigen Einschaltzeiten kommt ein "asymtotischer" Vorgang nun wirklich nicht in Betracht. Auch wenn es dafür den Nobelpreis gab ;-)

HUF

Pit
Beiträge: 2899
Registriert: Fr 17. Jan 2003, 18:39

Re: Es macht absolut Sinn.

Beitrag von Pit »

Hallo HUF,
das bedeutet doch, dass die Größe des Vorwiderstandes nur davon abhängt, wie lange die Zündung ( bei geschlossenem Unterbrecherkontakt) eingeschaltet ist. Bei einem Warmstart nach einigen Minuten hat der Vorwiderstand also wieder seinen geringen Wert und die Zündspule wird bei geringerem Spannungsabfall der Batterie (wie von dir oben beschrieben) mit einer höheren Sapnnung betrieben als beim Kaltstart? Habe ich das richtig verstanden?
pit
Hans-Uwe
Beiträge: 309
Registriert: Fr 4. Feb 2005, 12:58

Re: Es macht absolut Sinn.

Beitrag von Hans-Uwe »

Hallo Pit,

das siehst Du völlig richtig. In der Tat hat sich nach einigen Minuten der Vorwiderstand (ca.) auf seinen Ausgangswert/Kaltwert wieder zurück verändert. Wird jetzt gestartet, ist der Motor aber warm und hat längst nicht mehr die innere hohe Reibung wie beim Kaltstart. Und damit bricht die Akkuspannung beim Starten nicht mehr so weit ein (10 Volt?). Allerdings dürfte die Zündspule ihren Ri aufgrund Erwärmung auch etwas erhöht haben. Kurzum: Es könnte durchaus sein (wie von Dir vermutet), dass die Zündspule kurzzeitig mehr "Zündleistung" abgibt als beim Kaltstart.
Erst beim "Startgeorgel" geht die Akkuspannung immer weiter runter, der Vorwiderstand erwärmt sich immer mehr und das Ganze wird kontraproduktiv. Dann wird es höchste Zeit, diesen, sich erhöhenden Vorwiderstand, zu überbrücken (irgendwo habe ich das wohl schon beschrieben).

HUF
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Thomas Held Verified
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Re: Es macht absolut Sinn.

Beitrag von Thomas Held Verified »

Hallo Hans-Uwe,

Du hattest recht!
Ich habe zunaechst an der DS den Strom, der beim Einschalten der Zuendung durch den kalten Widerstand und die Zuendspule fliesst, gemessen (etwa 5 Ampere).
Dann habe ich an einem ausgebauten DS-Vorwiderstand mittels Labornetzteil den zeitlichen Verlauf des Stroms durch diesen Widerstand, angefangen mit 5 A, gemessen. Das entspricht natuerlich nicht genau dem Szenario im Auto, da dort beim Starten ueber dem Widerstand keine konstante Spannung abfaellt.
Man sieht aber sehr schoen den deutlich abweichenden, abfallenden Verlauf des Stroms durch den Zuendwiderstand (rot) im Vergleich zu einem normalen 25 W-1 Ohm-Widerstands (gruen):

Bild

Entsprechend ergibt sich ein Widerstandsverlauf, der, wieder im Vergleich zum ohmschen Widerstand, zeitlich zunimmt:

Bild

Abschliessend noch der Widerstandverlauf in Abhaengigkeit von der Widerstandstemperatur, ebenfalls fuer beide gemessenen Widerstaende:

Bild

Sind eigentlich alle Zuendvorwiderstaende so konstruiert, oder ist das eine Citroën-Spezialitaet?
Viele Gruesse,

Tom
Gruß

Tom
Hans-Uwe
Beiträge: 309
Registriert: Fr 4. Feb 2005, 12:58

Re: Es macht absolut Sinn.

Beitrag von Hans-Uwe »

Hallo Tom,

"Sind eigentlich alle Zuendvorwiderstände so konstruiert, oder ist das eine Citroën-Spezialität?"

Ich bin immer gerne geneigt, solche Dinge den Citroën-Ingenieuren zuzusprechen. Zumal ich immer wieder auf geniale Ideen bei unseren Autos stosse. Ich weiss es aber nicht.
In diesem Zusammenhang ist es auch noch interessant, dass die 9-Voltzündspule eigentlich eine 6-Voltzündspule ist. Denn der Rvor gehört ja mit dazu. An der eigentlichen Zündspule liegen aber nur 6.x Volt an.
Das bringt einem auf den Gedanken, dass einfach weiterhin die 6-Volt-Zündspulen benutzt wurden.

Grüsse
Hans-Uwe
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