Ontsteking

Special Parts Foekema-Kreidler 50cc-Racing
Latest update June 17, 2007
Verschillende type ontstekingssystemen

MCI Magnetic Collapse Ignition
Dit type systeem heeft als basisidee het opladen (magnetisch veld) van de bobine d.m.v. het aansluiten van 12 volt op de primaire zijde. Op het moment van onsteken wordt deze gelijkstroom gestopt en stort het magnetisch veld van de bobine in elkaar. Deze instorting zal, beschreven door de wet van Maxwell e = -dfi/dt, een inductie teweeg brengen in de primaire spoel. Als we gebruik maken van de wet van Kirchoff kunnen we de inductie spanning berekenen d.m.v. u = L di/dt. De bobine bestaat uit een primaire en een secundaire spoel die onderling een bepaalde verhouding hebben van het aantal windingen, normaal is deze ratio 1:100. De opgewekte inductie spanning wordt hierdoor getransformeerd naar een zeer hoge spanning op de uitgang van de secundaire spoel, welke zorgt voor de vonk die een duur kan hebben van 2 milliseconde. Deze brandtijd heeft veel effect op de goede ontbranding van het lucht/brandstof mengsel. Daarom staan deze type onstekingen bekent om hun goede onsteek eigenschappen en daarmee hoger aantal pk's in het laag toeren gebied (RPM < 8000). Een goede bobine wordt gekenmerkt door een grote zelf inductie factor L (henry), lage primaire spoelweerstand en moet bestand zijn tegen hoge secundaire spanningen (normaal tussen de 10,000 en 25,000 volt).

CDI Capacitive Discharge Ignition
De inductieve spanning in de primaire winding, zoals net besproken, wordt hier niet opgewerkt door de bobine zelf maar door het ontstekingssysteem. Een condensator wordt opgeladen tot een spanning normaal tussen de 200-400 volt en op het moment van ontsteken op de bobine aangesloten. Ook hier wordt de primaire spoelspanning omgezet naar een secundaire hoogspanning en de vonk is geboren. Het voordeel van dit type ontstekingssysteem is dat de vonklengte groter is als een normale MCI (20,000-40,000 volt). Dit betekent dat meer pk's wordt geleverd bij hogere toerentallen (RPM >8000). Een nadeel is de vonkduur, deze is aanzienlijk korter dan bij een normale MCI ontsteking namelijk tussen de 0.1 en 0.3 milliseconden. Een oplossing voor dit probleem is het toepassen van meermalen ontsteking, dit houdt in dat er meerdere keren wordt ontstoken tijdens een ontbranding. Ondanks deze toepassing is het geen continue vonk en zal deze oplossing ook grote gevolgen hebben voor het benodigd vermogen van de accu.

UltraSapI
Het UltraSap ontstekingssysteem is gebaseerd op beide idee�n zoals hierboven beschreven. De kern van de ontsteking is ontworpen naar het MCI principe, met z'n lange vonkduur voor betere onsteking van het brandstof/lucht mengsel, maar tevens is gestreefd naar het verkrijgen van een zo lang mogelijke vonk. Momenteel levert de UltraSap ontsteking vonklengtes van ongeveer 4 centimeter, wat overeenkomt met een secundaire bobine spanning van 78,000 volt. Voor een twee cilinder motor heb je slecht 1 unit nodig omdat het RPM bereik met ca 32.000rpm zeer hoog is. Voor een 125cc racer die 15.000rpm draait is dat ruim genoeg.
Een ander zeer belangrijk punt in het ontwikkelen van een goed ontstekingssysteem is het toepassen van een variabel ontstekingstijdstip. Dit houdt in dat het toerental van de krukas bepaald wat de voorontsteking wordt van de motor. Deze variatie levert een aanzienlijke verbreding op van de powerband, m.a.w. hij pakt eerder op en loopt hoger in toeren door. Huidig maximale toerental van de Foekema-Kreidler is 16.000 RPM, dezelfde motor liep in 1968 maximaal 15.000 RPM met gewone contactpunten op 1.9mm voorontsteking. Het verloop van de ontstekingspositie wordt in de vorm van een vertraging opgewekt door de elektronische ontsteking, en is van de UltraSap 27 graden van laag 1,300 RPM tot hoog 16,000 RPM. Als nu de sensor van de krukas zo wordt geplaatst dat er een voorontsteking ontstaat van 0.83mm bij 16,200 RPM is de rest van het verloop in de grafiek Zuigerpositie vs motor RPM weergegeven.

Operationele eigenschappen UltraSapI:
Motor type: tweetakt motor
Voeding: 12 volts
Maximale vonkgrens: 78,000 volts (ratio 1:100)
Minimum primaire weerstand: 0.9 Ohm.
RPM bereik: 1,300 - 32,000 rotaties per minuut
Ontstekingsvertraging: 27 graden (van 1,300 tot 16,000 RPM)

UltraSapII
Omdat met het bouwen van de UltraSap I flink wat uren gemoeid zijn, is deze nog al prijzig. Dat is de reden om ook een voordeliger model te maken met een krachtige vonk en toch een verloop van het tijdstip. Het systeem is gebaseerd op het boven genoemde MCI principe. Dat betekent dat de bobine iets zwaarder wordt belast en ook aan wat striktere voorwaarden moet voldoen. De minimale weerstand op de primaire spoel moet beslist gehandhaafd worden. Het resultaat is echter zeer goed en uit reakties blijkt dat er weining tot geen verschil met de UltraSapI waargenomen kan worden.

Operationele eigenschappen UltraSapII:
Motor type: tweetakt motor
Voeding: 12 volts
Maximale vonkgrens: 78,000 volts (ratio 1:100)
Minimum primaire weerstand: 1.5 Ohm.
RPM bereik: 1,300 - 20,000 rotaties per minuut
Ontstekingsvertraging : 27 graden (van 1,300 tot 16,000 RPM)

Waarom ontstekings verlater?
De verlaters zoals op deze pagina beproken hebben alleen effect op snelle tweetact motoren. De viertakt motor heeft zelfs het omgekeerde nodig. Wat te maken heeft met de ontbrandingstijd van de brandstof.
Met tweetakt motoren spelen andere factoren een nog belangrijkere rol voor de noodzaak om de ontstekingstijd te vertragen naarmate het toerental oploopt. Het heeft alles te maken met het principe van een expansieuitlaat in combinatie met de temperatuur. Wanneer het principe van de expansieuitlaat bekend is zul je het ook snel begrijpen. De expansieuitlaat is berekent op een bedrijfstemperatuur van meer dan 500 graden C. Maar wanneer het toerental hoger oploopt zou de terugkerende geluidsschokgolf steeds eerder terug moeten komen. Je zou dus de uitlaatlengte variabel moeten maken, maar dat is niet eenvoudige te realiseren. Door nu het ontstekingstijdstip te verlaten, wordt de verbrandingstemperatuur hoger en zal de geluidsgolf zich sneller voortplanten.
Hiermee is alles gezegd en verklaard dus ook waarom het niet op alle tweetacten effectief is.
Er zijn andere factoren die tegengesteld werken, maar deze zijn ondergeschikt aan het belang van die hogere temperatuur. Voor de effectivitiet van het verloop moet er dus wel een goed berekende expansieuitlaat aanwezig zijn en ook zal het effectiever zijn naarmate het verloop in toerental groter is.

Meer hoofdstukken over tuning en roterende inlaat
Tuning
Expansie uitlaat
Verbrandingskamer
Inlaatsystemen
Simulatie
Roterende inlaat maten
Versnellingsbak
Kreidler 6V raceblok





UltraSap in action


Timedelay vs RPM of the Ultra Sap Ignition system




Indien een NL versie nog niet gereed is wordt u automatisch met een Engelse versie verbonden
Home Nieuws Evenementen Gallery Sprinten Wegrace Records Classic-racing Techniek Sponsors Links
Hosted by www.Geocities.ws

1