Egy wankel-fertőzött naplója.

2019. február 17. 16:13 - wankel

Gyújtás 1.

Mélyvíz - 1. rész

Rég jelentkeztem már wankel-témájú poszttal, most viszont egy igazi mélyvizes anyagot szeretnék megismertetni veletek. Az írás szerzője dr. Péczely György, aki azon felül, hogy súlyos, többszörösen terhelt wankel-fertőzött (egy első szériás RX-7 és egy fullos, alig futott RX-8 tulajdonosa), "mellékesen" TPM/LEAN tanácsadó és az ICG Stádium Diagnosztikai és Menedzsment Kft. ügyvezetője.

A "Mélyvíz" rovat első cikkeként az ő tanulmányának 1. részét olvashatjátok.

 

Ahol minden kezdődik - RX-8 gyújtás

dr. Péczely György

 

1. Röviden, azoknak, akiket nem érdekelnek a részletek, gyári motorhoz:

  • Gyertya: NGK RE9B-T (trailing) és RE7C-L (leading)
  • Trafó: GYÁRI 100C vagy LS2/truck (BHR gyártmány javasolt), MEGBÍZHATÓ, JÓ MINŐSÉGBEN! (nem olcsó fos ebayes vackok)
  • Gyújtáskábel: Jó minőségű
  • Gyertya ÉS trafó ÉS gyújtáskábel csere max. 30 000 km-enként (magam részéről 25 000 km-re, vagy még inkább állapot alapú cserére szavazok)

2. Akiket érdekelnek a részletek

Az RX-8 közösségekben alapvetően elfogadott, hogy a gyújtás problémája az egyik legfőbb hibaok, amely a motor korai tönkremeneteléhez vezethet (a csapágyasságon túl). Mégis, meglepő, hogy milyen kevéssé és mennyire felszínesen foglalkoznak a témával. Gondolok itt arra, hogy az általam a rövid összefoglalóban leírtak számos helyen szerepelnek, de technikai indoklást, részletes specifikációkat, esetleg teszteket, kísérleteket, méréseket alig találni. Ahhoz hasonlít, mint amikor a politikus a választás előtt a TV-ben bemondja, hogy minden frankó lesz, a választó meg másnap boldogan húzza rá az X-et. Hiányzik a műszaki megalapozottság, ennek próbáltam utánajárni.

A gyújtás témája körül a gyertya és gyújtáskábel körül nincs nagy vita, a célra gyártott, megfelelő termékekre van szükség. A trafó az, ami a legtöbb kérdést veti fel, a cikk további része főként ezzel is foglalkozik. Könnyen el lehet azzal intézni a kérdést, hogy LS2 upgrade kell és kész, hiszen számos klubtárs, fórumozó leírta már, hogy javult tőle a motorteljesítmény/csökkent a fogyasztás/egyenletesebb lett a motor járása stb (például). A problémám ezzel csak annyi, hogy minden ilyen esetben egy régi, véres torkú trafót cseréltek egy zsír újra. Meglepő a javulás? Szerintem nem. Hiszen akik gyári rendszert cseréltek gyárira, szintén hasonló javulást tapasztaltak (forrás), miközben találni olyan forrásokat is, ahol a trafócsere épphogy rontott az adott paramétereken. Az igazságot ez a cikk sem hozza el, de kísérletet tesz arra, hogy összefoglalja a Wankelezés szempontjából legfontosabbakat és ellássa a klubtársakat az objektívebb döntéshez szükséges tudással.

3. A trafókról

Ez az angol cikk igen részletesen mindent leír, érdemes elolvasni: http://www.gofastforless.com/ignition/howig.htm

A lényeget azért kigyűjtöttem azoknak, akik nem vágják annyira az angolt. A trafó állítja elő azt a nagy feszültséget, illetve fókuszálja azt az energiát, amit a gyertyában a szikra keletkezésekor gyújtásra használnak. Működési elvét tekintve két féle trafó létezik, az induktív és a CDI (Capacitive Discharge Ignition). Mindkettőnek megvannak az előnyei, hátrányai, az Rx8-akban (és az utcai autókban) egyébként Induktív rendszer működik.  A részletek előtt néhány fogalom

  • feltöltési idő (feeding time vagy dwelling time): a szikra előállításához szükséges feltételek megteremtéséhez szükséges idő
  • kisülési idő (discharge time): a szikra élettartama
  • szikra hőmérséklet/intenzitás (spark intensity): a trafó által előállított feszültség, amely nyomán létrejön a szikra. (minél forróbb/intenzívebb a szikra, annál nagyobb gyertyarést képes átütni, vagyis annál forróbb gyertyánál használható)

Az induktív rendszer viszonylag hosszú feltöltési idő után (néhány ms) viszonylag hosszú ideig (0,5-1 ms, vagyis 0,001 s) kisülő szikra előállítására képes viszonylag rossz energiahatékonysággal és melegedési hajlammal. Az induktív rendszernek a hátrányát a hosszú feltöltési idő jelenti. Hiszen ahogy nő a motorfordulat, úgy csökken a feltöltési idő, amivel viszont az eredeti magas szikra intenzitás (hagyományos motornál 1500 RPM-en akár ~25 kV, de jellemzően 5-20 kV között) gyorsan csökken (Wankelnél 7000 RPM-en akár ~5 kV alá, ami már kritikus zóna!!) (forrás: R.K. Rajput, Internal Combustion Engines). A CDI extrém rövid (50-100 microsec,vagyis  0,00005-0,0001 s), viszont rendkívül forró (~30 kV) szikrát előállítani. Ami extrém rövid feltöltési idővel párosul, ami miatt a szikra intenzitás a fordulatszám növekedéssel nem csökken. Az, hogy induktív gyújtáshoz nagy fordulaton (9000 RPM) már nincs elegendő feltöltési idő, illetve hogy ilyen fordulaton a CDI ciklusonként képes akár kettő vagy több szikrát is generálni, meghatározza a felhasználási területeket. Az induktív utcára, a CDI versenysportba és 2T motorokba megy. Persze mindkét típusú rendszernek több alváltozata létezik, ezeket itt nem részletezem.

4. Milyen szikra kell a Wankelnek?

Általánosságban elmondható, hogy relatíve nagy helyen kell egy elvileg homogén és a gyújtáshoz ideális, de a valóságban inkább inhomogén, rosszul kevert elegyet begyújtani oly módon, hogy lehetőleg minden üzemanyag elégjen. A Wankel esetében ez különösen fontos. Az elégetlen üzemanyag tönkreteszi a katalizátort (akinek még van ;) ), amitől tönkremegy a motor. Lemossa a kamra faláról az olajat, ami miatt megnő a kopás és tönkremegy a motor. Vagy éppen befloodol miatta a motor. Vagyis, ha rossz a gyújtás, rossz a szikra, akkor tönkremegy a motor (mielőtt csapágyas lenne). Ráadásul, a nem megfelelő gyújtás rontja a fogyasztást és csökkenti a menetteljesítményt is.

A szikra minősége tehát élet halál és családi béke kérdése. Hogy bonyolódjon a helyzet, a Wankel motornál az égéstér elnyújtott formája miatt a helyzet még kiélezettebb. Persze kérdés, hogy mit érthetünk a „szikra minősége” kifejezés alatt.

Ezt három paraméter írja le a legjobban:

  1. a szikra fizikai hossza/gyertyarés mérete , amit a gyertya típusa határoz meg,
  2. a szikra kisülésének ideje, ami a trafótól függ és
  3. a szikra induló feszültsége, ami szintén a trafó függvénye.

Hosszabb szikra/nagyobb gyertyarés egyszerre több anyagot gyújt be, a kisülési idő segíti a mozgásban levő keverék nagyobb részének a gyújtását. Az induló feszültség pedig a szikra kialakulásához (és esetleg fenntartásához – ez a kérdés nem tisztázott – lásd keretes írás) szükséges annak tudatában, hogy minél nagyobb a gyertyán a rés, annál nagyobb feszültség szükséges a gyújtáshoz. Vagyis, a Wankel motorhoz minél hosszabb szikra (millisecundumokról beszélünk) szükséges, a lehető leghosszabb kisülési idővel és a célnak minimálisan (lásd keretes írás) megfelelő induló feszültséggel. Tehát a trafó által előállított csúcsfeszültség nem alapkövetelmény (5-10 ezer volt mindenre elég, bár ezzel kapcsolatban merülhetnek fel kérdések, lásd keretes írás), sokkal inkább egy határfeszültség elérése a fontos. Mindent összevetve, a Wankel motornál a trafó határozza meg a gyújtás szempontjából a két legkritikusabb paramétert.

Itt megjegyezném, hogy a feszültség kapcsán találni eltérő véleményeket (tényszerű bizonyítékokat nem sikerült fellelni, inkább elméleti fejtegetések következnek). Van, aki szerint csak az a fontos, hogy a szikra létrejöttéhez szükséges csúcsfeszültség létrejöjjön. Hiszen az ionizált gáz már tulajdonképpen vezetőként viselkedik, e miatt a szikra fenntartásához már nem kell olyan hatalmas feszültség. Ami mások szerint viszont elengedhetetlen a szikra fenntartásához, hiszen azt ellenkező esetben „elfújhatja”, kiolthatja az örvénylő, mozgó gáz.

Más szempontok alapján is megkérdőjelezhető, hogy milyen csúcsfeszültség szükséges. A feszültség ugyanis egyenesen arányos a szikra energiatartalmával (szikra hőmérséklet). Mivel a szikra célja pedig, hogy energiát adjon át a keveréknek, nagyobb feszültségen több energia adható át, vagyis erőteljesebben indulhat az égés.

A fenti kérdésekben nem találtam döntő bizonyítékot, pedig nem lenne rossz tudni, hogy mekkora gyertyafeszültség alatt „alszik ki” a szikra, illetve hogy pontosan mi a csúcsfeszültség ideális mértéke. Ez az LS2 vs. 100C kérdés eldöntésében fontos lehet.

Összességében (a keretes írásban foglaltakat is figyelembe véve) minél hosszabb ideig tartó és minél nagyobb hőmérsékletű szikra ideális a Wankel motorokhoz. Nyilván nem villámot akarunk a motorunkba, ezért érdemes lenne tudni, hogy ezen paramétereknek mi a műszakilag optimális szintje. Erre konkrét választ adni nem tudok, bár a felhasználói tapasztalatok adhatnak támpontot.

5. Milyen trafó?

Trafókérdésben több megközelítést találni. Sokan az LS2 swapra esküsznek a BHR Racingtől (forrás), van aki LS2 ellen érvel (forrás) mások az IGN-1A trafó swapot javasolják (forrás), persze rengetegen a 100C verziójú gyári mellett teszik le a voksot. A gond csak az, hogy ahogyan a bevezetőben említettem, az bizonyítékok nem túl meggyőzőek (illetve nincsenek), nem hoznak fel számadatokat, méréseket, tényszerű összehasonlításokat. Általánosan jellemző érvelés a fogyasztás jelentős javulása, ami nem lehet döntő érv, hiszen ha egy régi, elhasználódott gyújtásrendszert bármilyen újra cserélünk, akkor ezek a paraméterek javulni fognak. Az ilyen indoklás inkább azt mutatja, hogy a régi gyújtásrendszer már nagyon rossz állapotban volt. E mellett persze legtöbbször kisejlik az üzleti érdek is (forrás1, forrás2).

Érdekes(?) módon, a legtöbb használható infót az RX-7 fórumon sikerült fellelni. Itt akadt néhány lelkes klubtárs, aki fogta az oszcilloszkópot és elvégzett néhány kísérletet. Nézzük mire jutottak.

A részletek előtt egy kis számolás. Mennyi idő áll rendelkezésre egy szikrához szükséges energia „összegyűjtésére”. Ebben a következő táblázat segít:

 

Dugós

Wankel

RPM

3000

3000

3000

1500

3000

4500

6000

7500

9000

Főtengelyfordulat/sec [db]

50

50

50

25

50

75

100

125

150

Gyertya/trafó [db]

1

2

4

1

1

1

1

1

1

Szikra/főtengelyfordulat/
gyertya [db]

0,5

0,5

0,5

1

1

1

1

1

1

Szikra/fordulat/trafó [db]

0,5

1

2

1

1

1

1

1

1

Szikra/sec/trafó [db]

25

50

100

25

50

75

100

125

150

sec/szikra [ms]

40

20

10

40

20

13,33

10

8

6,67

A Gyertya/trafó mondja meg, hogy egy trafó hány gyertyát gyújt. Dugósnál ez lehet 1, 2, 4 (feljebb nem mentem a táblázattal), ami miatt egy trafóra 1, 2, 4 gyertya jut. A szikra/fordulat/trafó motor specifikus jellemző, a dugósnál 0,5, hiszen minden második főtengely fordulatra produkál szikrát, a Wankelnél 1. A szikra/fordulat/trafó az előző kettő hányadosa. A szikra/sec/trafó adja meg, hogy egy trafónak egy másodperc alatt mennyi szikrát kell előállítani, amiből pedig számítható a sec/szikra, vagyis hogy mennyi ms áll rendelkezésre egy szikra „elkészítésére”.

Ehhez, ha hozzávesszük, hogy a Wankel motornak jó hosszú, ~1 ms kisülési idejű szikra szükséges, illetve kb. 2 ms „átállási idő” szükséges a szikra kisülése és a feltöltés megkezdése között, akkor könnyen számolható, hogy magas fordulaton 3-4 ms áll rendelkezésre a trafó feltöltésére. Vagyis ha magas fordulaton kiváló égést szeretnénk, akkor olyan trafó szükséges, amely ilyen rövid idő alatt is képes összegyűjteni az elvárt minőségű szikrához szükséges töltést.

Következő rész: trafótípusok összehasonlítása mérések és jelleggörbék alapján, értékelés, karbantartás.

2 komment

A bejegyzés trackback címe:

https://wankel.blog.hu/api/trackback/id/tr2514632272

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok  értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai  üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a  Felhasználási feltételekben és az adatvédelmi tájékoztatóban.

wankel · http://wankel.blog.hu 2019.02.24. 15:51:06

@Burgermeister: köszönöm a szerző nevében. Ma kilövöm a folytatást ( :
Egy wankel-fertőzött naplója.