Was dreht denn da…?

Es ist auch eine gewisse moralische Nachweispflicht unserem Gundolf gegenüber, endlich einmal einen ersten kleinen Einblick in die Geheimniskrämerei um meinen Lichtmaschinentester zu geben.

Gundolf hatte mir netterweise schon vor längerer Zeit die für den Aufbau dieses Gerätes benötigten Gehäuseteile überlassen. Da ich bereits beschädigte Teile ausgewählt hatte, konnte ich sie ohne Gewissensbisse und ohne Mecker bisher weiter auf die Bedürfnisse zurichten.

Sofern der Aufbau des Gerätes interessiert, werde ich ihn in weiteren Artikeln gerne beschreiben.

Als sogenannter "fliegender Aufbau" hat dieses Teil bereits seine Feuertaufe bei mittlerer elektrischer Belastung bestanden.

Hauptziel ist es, unsere Bosch Rotoren und Statoren sowie die Regler unter Betriebsbedingungen zu testen und einzustellen. Auch werden für mich neue Erkenntnisse auftauchen und sehr willkommen sein.

Nebenziele sind Testen und Dokumentieren des Verhaltens der Fliehkraftzündzeitpunktverstellung sowie des Unterbrecherkontaktes bei Drehzahlen zwischen 1 und 6000 U/min.

Der Aufbau zum Test der Zündverstellung war simpel, wie hier im Bild gezeigt.

 

Es lagen mir zwei Paar verschiedener Zugfedern vor,  blanke und blauschwarze, beides neue Sätze.

 

Zum Erkennen des Augenblickswertes wurde die Frequenz eines leistungsfähigen Stroboskops auf die jeweilige Drehzahl justiert.
Folgend eine Stroboskop-Aufnahme bei ca. 2200 U/min und ca. 18° Verstellwinkel.

 

Folgend die Kennlinien beider Federtypen.

Es sind hier erhebliche drehzahlbezogene Unterschiede der beiden Federarten zu erkennen.

Vermutlich lässt sich in beiden Fällen eher nicht von einer für unseren Motor idealen Kennlinie sprechen. Die Verstellung müsste sicherlich über einen größeren Drehzahlbereich eingreifen und die Linie eine sehr spezifische Form aufweisen.

Das Nebenziel, in das ich hineinstolperte, war, dass sich mit dem hier im Bild gezeigten Aufbau

ein Leistungsproblem auftat, mit welchem ich nicht gerechnet hatte. Zu kurz oder nicht zu Ende gedacht also, tja..!

Der Antriebsmotor schaffte es einfach nicht, den Rotor mit montiertem Gebläserad sowie aufgebauter Lima-Gehäuseabdeckung (ohne elektrischer Lima-Leistung) auf die anvisierte Drehzahl von ca. 6000 U/min zu bringen.

Schreck lass nach!!! Der Tester sollte doch später die Lima mit maximal 150 Watt belasten können, und nun schafft der Motor diesen albernen Lüfter nicht? Klausi, was hast du dir denn da nur zusammengerechnet?

Na, es handelt sich hier zwar um keinen sog. "freistehenden" Lüfter, wie sie in Berechnungen gerne verwendet werden, dennoch verhält sich der Leistungsbedarf/die Strömungsleistung auch unseres Gebläses mit der 3. Potenz zur Drehzahl proportional.

Außerdem spiele ich hier mit einem offenen Luftaustritt.

Im Normalbetrieb ergibt sich durch das An- und Durchströmen der zu kühlenden Flächen sowie des rel. kleinen Auslassquerschnittes ein die geförderte Luftmenge beeinflussender Strömungswiderstand.

In der Praxis kommt noch dazu, dass der Lüfterdruck sich proportional zur Luftdichte ändert. (War dicke Luft im Bastelraum??) Einige Gebirgs- und Passfahrer könnte das interessieren.

Hier ein Schaubild aus Wikipedia, Autor ist H. Harke, 2008.

Also, ab 4000m über NN wegen der schlechteren Motoraußenkühlung bitte radikal die Motorleistung reduzieren und sich die schöne Landschaft ansehen!

(Eine Überlegung, die fast zum Thema passt:

Mit zunehmender Höhe über NN vermindert sich zwar der Umgebungsluftdruck. Der Sauerstoff behält jedoch seinen Anteil an der Luft von 21%.
Nur der Füllungsgrad über den Vergaser verringert sich und das Gemisch wird fetter, heißt es.
Dies lässt sich weiterspinnen und wirft dann die Frage auf, ob ein reduzierter Füllungsgrad gemeinsam mit einer niedrigeren Gasgeschwindigkeit vor und im Vergaser daherkommt, also einen geringeren Unterdruck ergibt und somit auch weniger Brennstoff mitreißt, mithin sich wieder ein gewisses Gleichgewicht einstellt ?
Ein fetteres Gemisch benötigt aber Verdampfungsenergie und ruft somit eine "innere Kühlung" hervor. Das Gegenstück dazu kennen wir als ein zu mageres Gemisch bei Sauerstoffüberschuss, also einem zu hellen Kerzenbild, zu hoher Abgastemperatur, mit Gefahr für z. B. das Auslassventil.)

Nun hatte ich in den 230 Volt Eingang bereits ein Amperemeter eingebaut, um die Gesamtstromaufnahme erkennen zu können.

Musste dann feststellen, dass die Differenz der Stromaufnahme (mit/ohne Lüfterrad) bei höchster Drehzahl von etwa 5500 U/min bei 1,6 Ampere lag.

Dieser Wert, mit sorgsam hinzugegebenem "cos(φ)" und dem behutsam untergerührten Motorwirkungsgrad "η" (um genau Mitternacht und Vollmond bei Murmeln des Geheimspruches gut geschüttelt und gerührt), ergab einen Leistungsbedarf des Gebläses von ca. 200 Watt, also 0,2 kW, bei o.g. 5500 U/min.

Das ist recht ordentlich und Dagmar rief schon von fern in eine Lärmlücke hinein, ob ich nun auch noch Strahltriebwerke testen würde.

Der Geräuschpegel und die bewegte Luftmenge bei ca. 5500 U/min waren jedenfalls phänomenal und sehr beeindruckend.

Erleichterung bei mir, weil die angepeilten max. 150 Watt Limaleistung nun reell erwartbar waren. Dies dann leider ohne Lüfterrad, so dass ein länger dauernder Betrieb mit hoher elektrischer Belastung wegen der nur schlecht abgeführten Verlustwärme nicht gefahren werden kann.

Dass die am FU eingestellte Drehzahl bei Belastung des Motors sich in Grenzen verringert, ist Standard, auch wenn gewisse Werte wie z. B. Motorschlupf-Kompensation usw. optimal eingestellt wurden. 

Dieser kleine Test zeigt, dass bei unterschiedlichem Verhalten der Zündverstellung auch die Motorcharakteristik betroffen sein wird.

Der Test vom Verhalten des Unterbrecherkontaktes unter verschiedenen Drehzahlen soll demnächst ebenfalls einen kleinen Bericht ergeben.

Nach diesen Nebensächlichkeiten kann dann der eigentliche Zweck des aufgebauten Apparates angegangen werden: Das Testen des Generators und der zugehörigen Regler.

 

Allen Heinkelfreunden eine Gute Zeit,

trotz der verordneten Atempause.

                        Klaus. (HCD-3072)