Wann ist das Gemisch zündfähig?

[zuendler]

Servus,

ich habe heute mit der Unterdruckverstellung herumexperimentiert.
Die Frage auf die ich im Netz keine Antwort finde:
Wann ist das Gemisch im Zylinder am besten zündfähig?

Ich hatte nämlich festgestellt, dass es bei zu viel Frühverstellung (und da reden wir von total 40° im Leerlauf)
zu Fehlzündungen und Schüssen aus dem Auspuff gekommen ist, weil unverbranntes Benzin dort rein gegangen ist.

Abhilfe war: Maximale Frühverstellung auf 28° im Leerlauf und Wechsel von 3 Wochen alten Super auf SuperPlus.

Aber verkaften tut das SuperPlus auch nicht zu viel Frühverstellung. Und ich weis auch, dass ich
bei Teillast ne magere Abstimmung fahre. Das begünstigt natürlich auch die Zündunwilligkeit.
Jetzt wüsste ich nur noch gerne ob geringere Verdichtung auch dazu beiträgt. (ich meine damit dass der noch Kolben weiter unten ist)
Da kommen scheinbar einige Faktoren zusammen - reime ich mir jedenfalls so zusammen.

Die Frage wäre dann am Ende: was spart mehr: wenn man den Zündzeitpunkt möglichst nahe an die Klopfgrenze bringt, aber dafür ein fetteres Gemisch haben muss, ODER möglichst mageres Gemisch mit späterem Zündzeitpunkt.

[CCRP]

28 Grad am Stand ist aber schon grob !

mit abgesteckter Unterdruckverstellung braucht selten was über 16 Grad

[zuendler]

Ich habe auch gemerkt, dass der Motor lieber weniger Frühzündung mag im Leerlauf.
Über 30° wirds ruppig.
Ich fahre mechanisch 20-36° plus Unterdruck frei wählbar.
Und da dachte ich kann man noch etwas Spritsparpotential rausholen und zudem soll es
das Nachdieseln bekämpfen, was mein Motor auch manchmal hat.

Jetzt würde ich eben gern die oben beschriebenen Effekte verstehen.

[Wutzer]

Das sind 2 unterschiedliche Fragen:

Frage 1 ist die nach dem optimalen Zündzeitpukt:

Den hat man erreicht, wenn 50% der im Kraftstoff vorhandenen Energie ca.8 Grad nach dem OT umgesetzt ist. Wann die Zündung dazu erfolgen muss, hängt von der Durchbrenngeschwindigkeit des Gemisches ab. Diese wiederum von der Ladungsbewegung, Ladungsdichte und der Gemischzusammensetzng. Streubereich liegt zwischen 5-50 m/s.
Der optimale Zündzeitpunkt ergibt sich dann aus der Motordrehzahl, dem Flammweg und Brenngeschwindigkeit. Hinzu kommt noch eine Entflammungsphase, die üblicherweise deutlich unter 1ms liegt

Beispiel 600 U/min
Bohrung 90mm -> Radius 45 mm
Zentrale Kerzenlage
Flammgeschwindigkeit (worst case) : 5 m/s

Daraus folgt, für den halben Energieumsatz muss die Flamme etwa 32 mm zurücklegen. Dafür braucht sie bei 5 m/s ca 6,4ms. In 6,4 ms dreht sich bei einer Motordrehzahl von 600 U/min die Kurbelwelle etwa 23 Grad. Mit zusätzlichen 2 Grad für die Entflammungsphase abzüglich den 8 Grad nach OT ergäbe sich ein frühestmöglicher optimaler Zündzeitpunkt von 17 Grad vor OT. Die von dir ausprobierten 40 Grad sind somit viel zu früh.
Nicht umsonst galt früher 10 Grad vor OT als Richtwert für den LL-Zündwinkel.

Frage 2 nach dem idealen Lambda:

Ottomotoren verbrennen in der Regel sicher in einem Lambda Bereich von 0,7 bis 1,15. Am sparsamsten arbeiten sie bei einem Lambda von 1,15 und leistungsoptimal zwischen 0,85 bis 0,9. Das gilt für den jeweils optimierten Zündwinkel.

Gruß
Wutzer

[CCRP]

das wird deswegen ruppig weil die Zündung so früh erfolgt wo Kolben noch gar nicht übern oberen Totpunkt ist. Es ist besser die Zündung so einzustellen das man voll ausgeregelt ab so ca. 3000 um die 34-36 Grad gesamt hat und Standgas ergibt dann meist was um die 12-16 Grad, abhängig wie wild der Motor nun ist. Schärfere Nocken brauchen mehr am Stand, mildere weniger aber selten über 18 Grad. Obwohl ich kenn da eine blaue C2 die war da eine Ausnahme............

Über die Zündung aber Spritsparen ist nur dann möglich wenn man an den optimalen Zündpunkt im Teillast und Vollgasbereich sich rantastet und mit obigen Werten trifft man immer ins schwarze bei SBC und BBC.

einzig Pontiacs und Olds brauchen noch viel mehr weil die Köpfe so mies sind

[zuendler]

Danke, naja jetzt muss ich doch die längere Vorgeschichte dazu erzählen wenn wir schon so im Detail sind.

Weil mein Motor ab und zu nachgedieselt hat, habe ich mir die Zündung angesehen und festgestellt, dass das alles nicht so war wie es sein sollte. Der Verteiler hat viel zu viel verstellt. Ich glaube ich hatte im Leerlauf da auch um oder über 30° Frühzündung. Heute vermute ich, dass das Dieseln wohl daher kam, und nicht von zu spät eingestellter Zündung, was ja auch sein kann.

Also habe ich meinen Verteiler überholt und den Verstellbereich so begrenzt wie mir das der allseits bekannte Lars aus USA zu diesem Motor empfohlen hat.
Das sind 20-36°, das übliche halt, plus 10° Vakuum. Leerlauf und Dieseln war gleich besser.
16° Initial hat er abgeraten, sonst wird die Gasannahme schlechter.

Heute meine ich, ich sollte noch weniger Unterdruck dazu bringen was?
Das komische ist, dass wenn man so ne Dose kauft die an die 20° verstellt. Wenn man das auf die üblichen 16° drauf packt kommen 36° raus. Dachte da sollte ich auch hin.

@ Wutzer: Danke für die anschauliche Erklärung. Ich habe nur nicht verstanden wie du auf die 32mm für 50% gekommen bist.
Aber ums einfacher zu machen, könntest du nochmal ne Rechnung anhand 11cm Bohrung und 900U/min aufstellen? Dann weis ich wo der Grenzwert liegt. Meine Erfahrungswert sagt momentan müsste es um 26° liegen.

Die AFR Messung habe ich auch schonmal gemacht, das ist alles halbwegs optimal. Abgesehen davon, dass er die meiste Zeit etwas zu fett läuft, nur bei Teillastbeschleunigung etwas magerer als Lambda 1, bei konstant 120 ist er genau auf Lambda 1. Drüber und drunter fetter. Besser wars nicht hinzubekommen. Volllast passt dafür aber auch recht gut.

Edit: achja, die Frage ist immernoch da: Zündet ein Gemisch schlechter wenn es noch nicht verdichtet wurde?
Und interessant finde ich auch, dass der Motor offensichtlich geklopft haben müsste, aber ich habe davon nichts mitbekommen. (ok war ja auch kein Vollgas)

[Wutzer]

Hallo Zuendeler,

üblicherweise ist ein U-Dosenanschluss für den Verteiler am Vergaser so platziert, dass bei geschlossener Drosselklappe kein nennenswerter Unterdruck anliegt und eine Zündverstellung unterbleibt.

Warum 32 mm:
Im Bereich OT stellt der Brennraum vereinfacht eine flache Scheibe dar. Bei mittiger Zündkerzenlage entspricht somit der maximale Brennweg etwa dem Radius der Zylinderbohrung.
50% einer Kreisfläche erhält man, wenn man den Radius durch Wurzel 2 teilt. Also: 45 / 1,414 =31,82 =ca 32.

Einfluss Verdichtung:
Die Durchbrenn- und Entflammgeschwindigkeit hängt natürlich auch von der Verdichtung ab, deshalb sinkt mit steigender Verdichtung auch der Vorzündungsbedarf. Ausschlaggebend ist die reale Verdichtung (also Kompressionsenddruck!)

Zu deinem Beispiel:
9000U/min, VL, Bohrung 110 mm oder Flammweg für 50%= 39mm ergibt bei einer maximalen Brenngeschwindigkeit von 50 m/s einen Zeitbedarf von 39/50000 = 0,78 ms.
Da der Motor pro ms bei 9000 U/min 54° KW dreht und noch ein paar Grad (3) für die Entflammungsphase gebraucht werden, ergibt sich ein optimaler Zündwinkel von:
0,78*54 + 3 - 8 (nach OT) = 40 Grad vor OT. Deine 26 Grad sind also etwas zu wenig.
Wegen drohender Verbrennungsanomalien, kann meist nicht so früh gezündet werden, so dass im Zündkennfeld spätere Winkel eingetragen sind. Dabei ist jetzt zu berücksichtigen, dass hier die Extremwerte angenommen wurden. In der Praxis wird der optimale Zündzeitpunkt somit in der Regel noch früher liegen. In der Teillast geht die Brenngeschwindigkeit stark zurück und entsprechend steigt der Vorzündungsbedarf.

Zum Thema Verbrennungsanomalien
und deren möglichen Folgen habe ich hier bereits einmal etwas geschrieben: https://www.corvetteforum.de/thread.php?...0&page=137 . (Dafür die Seite etwas nach unten scrollen.)

Beispiel aus der Praxis:
Bei einem aktuellen deutschen Sportmotor, der die 9000 U/min erreicht, liegen die Werte in der VL für die optimale Zündung bei 50 Grad und der eingestellte Zündwinkel bei 38 Grad. Dadurch ergibt sich ein Wirkungsgradverlust von etwa 1,5 % bei den 9000 U/min.

Gruß
Wutzer

[zuendler]

Danke, aber ich schrieb doch 900 Umdrehungen, mir gehts um den Leerlauf.
Obenraus und unter Last hab ich die 36°.
Ich muss später nochmal was dazu schreiben, hab jetzt nen Termin...

[Wutzer]

Ok, dann nochmals der LL mit 900 U/min:

Annahmen:
Brenngeschwindigkeit 6 m/s (steigt mit der Drehzahl, wegen höherer Ladungsbewegung)
Brennweg 50%: wie gehabt: 39 mm
Drehgeschwindigkeit : 5,4°KW/ms
Entflammungsphase: 2 Grad
Brennzeit bis 50% : 39 mm / 6000 mm/s = 6,5 ms

Das ergibt dann einen optimalen Zündwinkel von: 6,5 x 5,4 + 2 - 8 = 29 Grad vor OT.

Gruß

Wutzer

[TurboRoger]

Klasse Rechnungen Ekkhardt, die sich sehr schön nachvollziehen lassen.
Wieder etwas dazugelernt

Gruß Roger