Briggs & stratton brytartändning, oscilloskop

[G-son]

En släkting skruvar en del med gräsklippare, och en 1975 års 3,5hk Briggs & Stratton med brytartändning ramlade in nyligen, som då helt saknade gnista. Filade brytare & tändstiftsbyte gör ingen nytta, jag får frågan om jag kan kontrollmäta tändspolen och de resistansvärden jag får verkar rimliga (minns inte exakt vad det blev nu). För skojs skull kopplar jag på oscilloskopet på primärsidan i tändsystemet (via 40x dämpning för att få hanterbar spänningsnivå), drar några gånger i snöret, testar med tändstift löst, med stiftet i motorn och så vidare så det blir åtskilliga drag i snöret. Efter ett tag dyker gnistan upp, och när det då ganska dränkta tändstiftet blåsts rent startar motorn - en gång. Så det är liv i den, men något står fortfarande inte riktigt rätt till.

Här är ett exempel på vad oscilloskopet visade medan motorn gick. Eftersom brytaren går på vevaxeln blir det en gnista per varv, varannan gång med kompression i cylindern alltså, så varannan gnista får högre spänning, och varannan gnista (den i mitten av bilden) får lägre spänning och varar längre tid eftersom den slipper jobba mot kompressionen. Den gnistan gör ingen nytta, så den är inte särskilt intressant.

Så, förstagnistan till vänster är en sån som gör nytta, och för amatören jag är verkar den se ut ungefär som den borde. En hög toppspänning för att tända gnistan, en betydligt lägre, relativt jämn spänning drygt 1,3 millisekunder medan gnistan är tänd, och sedan slocknar den.
I högerkant syns en gnista som på något vis misslyckades. Hög toppspänning, men icke normalt beteende därefter. Dock inte så vanligt med såna så man ska kanske inte dra för mycket slutsatser från just den. Kanske mer ett exempel på skillnaden mellan lyckad och en variant av misslyckad gnista för de som inte sett dessa grejer förr.

Så, mycket snack för att komma till frågan. Någon som vet vad som är normalt för dessa tändsystem, kanske exempelbilder från någon gammal verkstadshandbok, eller finns det inget så avancerat i dom? Även annat än B&S kan vara bra, så länge typen av tändsystem är samma.
På likströmsdrivna brytartändningar går det se exakt när brytaren stänger och tydligen dra en del slutsatser om brytare och kondensator från det, men här ser jag inget sånt - kanske för att brytaren stänger långt innan magneterna är framme vid spolen, så ingen ström flyter genom den då. Men, om brytaren är stängd så tidigt, varför blir det då "dippen" till 0,3-0,4V på bilden (*40 för verklig spänning, alltså 12-16V) strax före gnistan, med stängd brytare (och god kontakt hela vägen) borde det ju vara kortslutet till jord = 0V

Svårt att lista ut vad som är tecken på fel och vad som är normalt när man inte vet hur systemet brukar jobba. Men jag har känslan av att systemet är lite klent av någon anledning, ganska många missade gnistor vid startförsök (spänningen går upp långsamt och dalar långsamt, når inte alls tillräckligt höjd för att tända gnistan), men det konstiga är att flest missar är på varvet utan kompression, när det borde vara lättast att ge gnista. Jag känner mig mest förvirrad.

[kimmen]

Man har kort brinntid vid mager blandning

[torbjorn_forsman]

Jag har en gammal tysk bok som behandlar magnettändsystem mycket ingående. Tror den heter "Elektrische Zündung, Licht und Anlasser der Kraftfahrzeuge" eller något liknande, tryckt 1944. Är dock inte på samma adress som boken just nu.

Kan det tänkas att du får mätfel pga att den roterande magneten i svänghjulet inducerar spänning i kabeln mellan brytaren och stället där du har kopplat in oscilloskopet?

En intressant sak skulle vara att koppla in en mätshunt i serie med den jordade änden av tändspolens primärlindning, och mäta spänningsfallet i den och därmed också primärströmmen. Den borde nå sitt maximum just då brytarna öppnar.

Min erfarenhet av gamla B&S-tändsystem är att det är vanligt med stora förluster i kondensatorn, den beter sig som en frisk kondensator i serie med en viss resistans. Kanske inte så märkligt med tanke på att den fasta brytarkontakten sitter på kondensatorn så den "hamras sönder" av den rörliga brytaren med tiden.

[G-son]

Ja, mager blandning ger högre spänning och kortare brinntid på gnistan. Ökningen av spänning i slutet på gnistan ska också tyda på mager blandning så det kan ligga något i det, samtidigt handlar det om en rätt grovt tillyxad förgasarmotor som var nystartad och kall. Det kan vara en bra ledtråd om något viktigt, och det kan vara något som är helt normalt.
Oscilloskopets styrka och svaghet, det kan ge MASSOR av information om vad som pågår, men har man inte data för vad som är normalt att jämföra med är det svårt att göra så mycket med den informationen. Man ser definitivt varför folk rekommenderar att man börjar med att mäta på grejer som fungerar som dom ska när man börjar med motordiagnos, för att man ska lära sig vad som är normalt så man ser när något avviker från det normala. Mäter man bara på grejer som strular har man ingen referens, bara gissningar.


Google håller med om att boken heter så. Tyvärr finns inget läsbart exemplar på nätet, och högstadietyskan som var dålig för 25 år sedan skulle nog inte räcka långt för att läsa och förstå en sådan bok idag. Lite synd. Det finns många gamla böcker med information som är guld värd.

Mätfel är absolut en möjlighet. Jag plockade av luftfiltret och kopplade in oscilloskopet rakt på dödaren vid gasreglaget med en krokodilklämma, mer än så har jag inte sett av de viktiga bitarna i tändsystemet så kablar kan absolut ligga så magneten passerar intill. Men spontant känns väl 12-16V lite mycket för att vara spänning inducerad i en ensam kabel, och "dipparna" före gnistan är ju en hyfsad spegelvänd version av dipparna efter gnistan, för en glad amatör ser det mer ut som resultatet av att magneten först närmar sig spolen, och sedan avlägsnar sig från den.

Strömmätning med shunt skulle helt klart vara intressant. Osäkert om jag får tillfälle till det, jag misstänker att ägaren till klipparen och han som blivit ombedd att fixa den mest vill ha igång den hyfsat snabbt. Möjligt att den redan hunnit genomgå "byta en del åt gången tills det funkar"-felsökning, men visst vore det roligare att kunna koppla in ett oscilloskop och direkt kunna säga var felet ligger! Lite därför jag försöker analysera det som går nu, om inte annat blir det en grund att stå på nästa gång.

Att kondensatorerna skulle bli sönderslagna är logiskt med den konstruktionen. Jag testade att koppla in en extra extern kondensator på dödarkabeln utan någon förbättring. Säkert inte ett test som kringgår alla typer av kondensatorfel, men det har fungerat åtskilliga gånger på mopeder där kondensatorn på tändplattan gett upp. Men som sagt, här märktes ingen skillnad.

En konsekvent detalj i vågformen som jag lagt märke till är att spänningen stiger(*) lite strax före gnistan, för att sedan hastigt (mindre än 2 mikrosekunder, tiden mellan två mätpunkter) gå ner till noll ~7 grader före gnistan. Det känns logiskt att spänningen skulle bli noll hastigt när brytaren sluts, men bara 7 grader av vevaxelvarvet med stängd brytare verkar ju helt orimligt.

*: Vågformen är inverterad för att matcha hur tändningsvågformer normalt visas. Så + är neråt och - är uppåt. Spelar väl liten roll, men lika bra att nämna det.

[G-son]

Hittade denna film om brytarjustering på 3,5hk B&S. Det ser inte ut att vara många grader av varvet som brytaren är stängd. Kanske kan vara stängningen som är markerad med pil i föregående inlägg då. Hoppa till tid 3.50

[RD350]

Är det inte så att dessa spolarna jobbar "bakvänt" ? Dvs. gnistan kommer när brytarna stänger.

[torbjorn_forsman]

Nej, gnistan kommer då brytaren öppnar. Det är ju bara med sluten brytare, då det flyter ström genom primärlindningen, som det kan lagras upp magnetisk energi i tändspolens järnkärna som sedan räcker för att ge en gnista då den släpps lös.

[dc_lindberg]

...mig också tänkt fel tydligen...
Gnistan uppstår alltså när brytaren åter igen bryter kontakten efter ha slutit kontakten: dvs i det ögonblick när brytarspetsen separerar igen?
...jag trodde det var tvärt om... att när brytarspetsen sluter kretsen erhålles gnistan.

[Ivar Risslén]

Nu när det är magnettändning så måste man även ta hänsyn till abrissmåttet.

[G-son]

Ja, gnistan kommer när brytaren öppnar. Spolar hatar plötsliga ändringar i strömmen som flyter genom dom, bryts strömmen plötsligt bildas en spänningspuls i primärlindningen som "försöker dra" ström genom spolen med flera hundra volt. Om allt fungerar som det ska induceras en motsvarande puls i sekundärlindningen eftersom den finns i samma magnetfält, men eftersom den kan ha sisådär 50 gånger så många varv blir det 50 gånger så hög spänning där. Ett par hundra volt på primärsidan blir tiotalet kilovolt på sekundärsidan.
CDI-system jobbar helt annorlunda, där laddar man en kondensator till några hundra volt och laddar snabbt ur den genom tändspolen för att få gnista. Där jobbar spolen som en transformator "bara".

Men jag tror att jag har listat ut något. En bild inzoomad på två motorvarv, "frisk" gnista till höger och vänster och en misslyckad i mitten.
Till höger och vänster har jag satt två vertikala linjaler som markerar brytarens stängning, mellan dessa är det alltså exakt 720 graders rotation. (Allt som visas är inställt på 360 grader mellan markeringarna, så ta det som står på bilden gånger två för verkliga vinklar.)
Den horisontella linjalen markerar spänningen spolen nått upp till när brytaren stänger (och kortsluter spänningen till noll).

På den misslyckade gnistan i mitten sluter aldrig brytaren! Den förblir öppen, spänningen följer bara vad magneten lyckas inducera i spolen, helt utan att påverkas av brytaren.
Första linjalen är där spänningen är på den nivå där brytaren borde stängts, andra linjalen är 7 grader senare där brytaren skulle ha öppnats.

Spänningstoppen är dock cirka 2 grader senare, vilket får mig att tänka att brytargapet borde vara aningen mindre, så brytaren öppnar ~2 grader senare när spolen borde kunna ge mest ström. Rimligtvis stängs den även 2 grader tidigare så den tidiga spänningen som syns före brytaren öppnar nu skulle ge ström genom spolen istället.

Utöver detta måste naturligtvis problemet som gör att brytaren inte sluter alla gånger åtgärdas. Kan vara en dålig brytare som inte ger kontakt trots att den är stängd, kan vara något som fysiskt kärvar så den inte hinner stängas. Mest förvirrande är att dessa "brytarmissar" när de dyker upp är vanligast på varannat varv, och oftast just de varv utan kompression. Kanske nån vibration från förbränningen eller lagerglapp på vevaxeln påverkar hur grejerna rör sig någon aning... Hur som helst, saker verkar peka mot att brytaren inte sköter sitt jobb.

[G-son]

Nu när det är magnettändning så måste man även ta hänsyn till abrissmåttet.

Japp. Precis det jag tänker blir 2 grader fel, eftersom brytaröppning missar spänningstoppen så mycket.

[agvg]

Passer ikke en moderne tennspole med elektronisk tenning på denne?

Sent fra min Nokia 7.2 via Tapatalk

[Janson1]

Det är ganska intressant att en sådan racklig konstruktion med en rörlig brýtarkontakt kan fungera så bra... Det sitter fortfarande i nästan alla kolvmotor bensin flygplan och helikoptrar. Ang den här B&S motorn så är det väl bara att fila till brytaren så går den 10-15 år till. Ja sen kan man byta tändspole till vad jag fick veta för ett par år sedan, en magnetrontändning, bara att skruva dit så går den 50 år till...

[kimmen]

Fick lära mig att en brytarkontakt måste ha en inkörning innan man kollar med oscilloskop, spetsen ska ha en liten bränd spets för att fungera perfekt
Filar man spetsen får man en ojämn yta som inte bryter en gång, utan kanske flera innan spetsen är öppen, lika så läcker det igenom när den är stängd och ska ladda upp kondensatorn
Så en inkörning ska man ha på spetsarna
Lite märkligt att brytarsystemt fungerar så bra, det stora problemet är nog att vi är lite slarviga när vi mekar med systemet. allt måste stämma, då fungerar det i oändlighet verkar det som, bara det finns lite fett på nocken

[G-son]

Ja, logiskt att det kan behövas lite inkörning även på brytarspetsar innan dom fungerar normalt. Samma sak gäller tydligen när man kollar strömmen en elmotor med kolborstar drar, på en utslitna grejer ska man kunna se att strömmen "hackar" rejält, kolen tappar kontakten då och då, tydligen kan helt nya grejer som inte slitit in sig bete sig snarlikt. Låter som något man kan bli lurad av.

När det gäller gräsklipparen så verkar brytaren göra sitt jobb rätt bra de gånger den faktiskt gör något. Det går se att den studsar en gång efter stängning framförallt på högre varv, inte idealiskt men på en sånhär extremdyr högprestandamotor tror jag man kan leva med det. Problemet är att brytaren inte gör något alls när den strular, det syns inte en antydan till att den får någon kontakt alls, det är bara totalt avbrott. Om det var fråga om att den behöver nöta in sig för att ge "ren" kontakt varje gång tycker jag ändå att det borde synas något, kanske någon halvdassig kontakt, sen kontakt, kontakt när den landar följt av studs och sedan kanske inget för att den fastnar halvöppen, vad som helst men någon sorts livstecken nånstans. Nu gör den antingen rätt eller absolut inget alls.

Jo, nyare elektronisk tändspole passar säkert. Om en närmre titt på brytare & co inte löser problemet kanske det blir lösningen om det finns någon begagnad modernare spole liggande på hyllan. Men lite irriterande att behöva modifiera bort ett problem, istället för att verkligen lista ut orsaken och hur man löser det utan modifikation i så fall. Nåja, inte min klippare, jag är mest nyfiken på problemet, ägaren är nog intresserad av att klippa gräset. Ägarens intresse får nog prioritet i det fallet.

Lite imponerande att brytarsystem fungerar så bra som dom gör, med tanke på hur simpla dom är. Men det verkar som att kineserna gör en insats för att ta livet av brytarsystemen nu, genom att sälja kondensatorer och brytare som inte håller. På moppesidan verkar det vara svårt att hitta hållbara kvalitetsgrejer nu, mycket är visst kinesisk trolldeg som funkar två vändor till kiosken. Elektroniska ersättningssystem blir allt vanligare.