Vergleich verschiedener Zündsysteme

Für einige stellt sich die Frage, worin der Unterschied besteht, wenn ein Rotor einer Zündanlage eine geringe Masse aufweist, als die eines anderen Systems. Wie groß sind die Auswirkungen tatsächlich, merkt man einen Unterschied im Fahrbetrieb? Wie wirkt es sich auf die Laufkultur eines Motors aus und etc., wie sind eure Erfahrungen dazu?

In einigen Threads wurde das Thema bereits angeschnitten und sich gewünscht die verschiedenen Systeme mal Zahlenmäßig gegenüberzustellen aber um dort zu viel Off-topic zu vermeiden hier ein separates Thema.

Im Anhang drei Zündsysteme im Vergleich, einmal die RZT Delta 19, die Vape A70R sowie der Rotor der Serienzündanlage. Zusätzlich als Vergleichsgröße noch die Serienkurbelwelle der M500er Baureihe. Verglichen wird hierbei ein Beschleunigungsvorgang, bei dem die Motordrehzahl um 4.000U/min innerhalb von 7 Sekunden angehoben wird. Das Drehmoment welches hierfür erforderlich ist steht für den Beschleunigungsvorgang des Fahrzeugs nicht zur Verfügung, weil es dem Rotor und der KW unmittelbar als Rotationsenergie zugeführt werden muss. Das elektromagnetische Widererstandsmoment der Zündanlage findet hier keine Berücksichtigung, es handelt sich hierbei nur um die reine Massenträgheit der Systeme.

Addiert man die Werte der Kurbelwelle und dem Rotor erkennt man, dass bei einem Prüfstandslauf (Trägheitsrolle) mit den Serienkomponenten in der hier vorgegebenen Hochlaufzeit von 7 Sekunden, für die Komponenten Kurbelwelle und Rotor (vor der Kupplung), schon mal knapp 0,2Nm zu wenig gemessen werden. Das sind beim Seriendrehmoment von 5Nm immerhin 4%, das würde auch erklären weshalb mit Fremdzündsystemen (geringer Massenträgheit) immer höhere Motorleistungen ermittelt werden.

Das bedeutet, die ermittelte Mehrleistung ist in erster Linie auf einer Messungenauigkeit basieren kann und tatsächlich gar keine Mehrleistung generiert wird, die Fahrleistungen steigen zwar tatsächlich bei einem Beschleunigungsvorgang an aber die Dauerleistung bleibt davon unberührt.

Würde man die Meßzeit jetzt noch verkürzen, würde der Fehler exponential größer werden, das Gleiche gilt natürlich auch umgekehrt. Der Einfluss der Massenträgheit des Zündsystems verringert sich relativ mit steigendem Motordrehmoment, bei Seriennähe ist der Einfluss demnach am größten.

Die Abhängigkeit zur Beschleunigungszeit lässt sich in einem Diagramm sicherlich etwas anschaulicher darstellen als die Zahlenwerte für ein festes Zeitintervall, werde mir dazu mal paar Gedanken machen wie man das am besten visualisieren kann.

Im Diagramm sieht man, welch erheblichen Einfluss die Beschleunigungszeit auf das erforderliche Drehmoment nimmt. Die hier dargestellten Werte beziehen sich auf eine Differenzdrehzahl von 4.000U/min. Möchte man aber zum Bsp. das erforderliche Drehmoment für eine Drehzahlerhöhung um 3.000U/min wissen, zieht man vom Ablesewert einfach 25% ab.

Die einzelnen Trägheitsmomente sind rechnerisch ermittelt worden, hatte mich erst mit einem Versuchsaufbau beschäftigt, Abrollversuche oder Pendelversuche, was sich jedoch als viel zu aufwendig herausstellte. Weiterhin steht mir zum Bsp. der RZT-Rotor physisch nicht zur Verfügung, da blieb nur der Rechenweg übrig, hier hatte mir Leo02 und Heiko die erforderlichen Werte übermittelt.

Die Darstellung zur Kurbelwelle war mehr Informativ und zielte auf die Leistungsmessung mit einer Trägheitsrolle ab, hierzu gehört natürlich noch der Kupplungskorb und das Primärritzel, wobei der Kupplungskorb nur mit ca. 1/3 der KW Drehzahl läuft aber dennoch eine recht hohe Trägheit aufweist. Sämtliche Trägheitsmomente welche sich vor der Kupplung befinden (Polrad, Kurbelwelle, Kupplungskorb) könne ja vom Prüfstand nicht erfasst werden, weil sie bei der Schleppmomentmessung abgekoppelt sind. Je nach Beschleunigungszeit wird der Fehler dann größer oder eben auch kleiner.

Im Endurosport werden manchmal die Rotoren etwas aufgelastet um die Aggressivität der Motoren zu bändigen und somit den Schlupf am Hinterrad etwas länger zu unterbinden. Im Zeitalter der elektronischen Einspritzung lässt sich das natürlich mit dem Mappingschalter beeinflussen.

Will man jetzt zum Bsp. das Anfahrverhalten (Schwungmoment) mit einem leichteren Rotor wieder auf das Niveau der Serie haben, kann man Diesen entsprechend auflasten. Wie groß die Auflastung ausfallen muss lässt sich damit sehr einfach und präzise berechnen und bedarf keiner aufwendigen Versuche.

Die Ignitech ließe sich natürlich mit integrieren, Voraussetzung sind entsprechende Zuarbeiten bezüglich der relevanten Geometrien. Für die MVT-Zündung besteht wohl auch Interesse, jemand hatte da wohl noch eine im Regal liegen.

Na wenn du den Wert für die Ignitech gleich so hast wird es ganz einfach.

Das gesamte Trägheitsmoment für den Motor zu ermitteln ist recht aufwendig durch das Schaltgetriebe, weil jedes Losrad mit seiner eigenen Drehzahl läuft, da hattest ja einen schönen Rechenspaß. Habt ihr das für alle Gänge ermittelt oder nur für Einen, das Moment wäre ja mal ganz interessant, vermutlich ist gar nicht so hoch, weil die Drehzahlen recht gering sind.

Wie sieht der Rotor von der Rückseite aus, kannst du mal ein Bild machen?
Aus welchem Material ist der Grundkörper, ist das Stahl?

Sag schon aus wie Alu, war mir nur nicht so sicher.
Hier mal eine Skizze, da kannst mal die Maße aufnehmen.

Das hast du sehr schön gemessen.

Der Wert ist ultra klein der sich hier ergibt, im Diagramm
wird man nicht viel sehen, ich stelle es trotzdem mal noch
zusammen.

Tendenz gegen Null.

Zitat von Herr Ingenieur

So ähnlich hab ich das auch schon vermutet, da auf der Kurbelwelle ja dann nicht wirklich viel aufgeschraubt ist bis auf den Geber. Für die Rennstrecke ist die Ignitech ideal. Für die Straße eher weniger.

Was man auch nicht außer Acht lassen sollte ist die Kupplung, wie man im Diagramm sieht spielt die auf Grund ihrer hohen Masseträgheit bedingt durch den großen Durchmessers und Masse, auch eine nicht unerhebliche Rolle. Berechnet ist das mit der Serienuntersetzung von 20/65, wenn man jetzt mit einem Primär von 18/53 am Start ist, hebt sich das ganzen, durch die Drehzahlerhöhung, noch weiter an, auch die Anzahl der Kupplungsscheiben fällt hier ins Gewicht. Wie man sieht, müssen selbst bei einer Beschleunigungszeit von 10s noch immer 0,2Nm aufgewendet werden. Welcher Prüfstandslauf geht schon über diese Zeitdauer, meist nur die Hälfte oder noch kürzer.