45) Cross Fire

Cross Fire

2018-01-14

Efter ett välkommet inlägg i Gästboken från den mycket kunnige Knut Åge, kom det till mig kännedom om något jag missat i alla år… Cross Fire!

 Jag har forskat vidare i detta fenomen och kommit fram till några, kanske intressanta spörsmål. Cross Fire är alltså tanken på att en tändpuls från en tändkabel, via induktion (alltså via ett magnetiskt flöde) får spänning i en parallellt liggande kabel att slå gnista på ett oönskat tändstift. Detta handlar alltså inte om överslag, det är något helt annat. Överslag är när gnistan hoppar från tex en mässingtändhatt och till jord om förhållandena är sådana, och en särskild motorbyggare har otur.

 Bild2587

På bilden en skiss från min ”vita tavlan” Den visar principen för vilken transformator som helst. Oavsett om det är en nätadapter till datorn, högspänningstransformator eller en tändspole så är principen den samma. Nu råkar jag i bilden ha skrivit +/- för jag tänkte tändspole, men i vår nätström (vägguttag) växlar plus och minus kontinuerligt, alltså växelström. Det är när det växlar, eller snabbt bryts i den första (tänk vänstra) lindningen som det händer kul saker. Då blir det ström i den högra lindningen också, trots att de inte ens är ihopkopplade. Det blir det som kallas – induktion. Det kollapsade magnetfältet från den första lindningen alstrar ström i den högra. Om lindningen till höger (sekundärlindningen) har fler varv än den till vänster (primärlindningen) så blir spänningen (volt) högre än den man hade från början. Strecken mellan lindningarna symboliserar en kärna av järn.

Jag kan som kuriosa i sammanhanget nämna att jag i mitt hem har ett par transformatorer som har 230 Volt in och 230 Volt ut… Verkar ju helt befängt kanske du tycker och tänker att karln är ju helt galen… Men!… När åskan går och det kommer suuupersnabba pikar av hög spänning som då kan slå sönder tex en dator, så tar järnkärnan i min transformator hand om den piken så den passerar inte ut i min sekundärlindning. Så en eller annan gång kan min dator eller musikanläggning ha klarat sig. Visst, vid en direktträff så blir det ju skit av en dylik transformator också… Nåväl..

Om vi nu tänker oss en tändspole… Då har vi en primärlindning till vänster för 12 Volt och en sekundärlindning med en sjuhelvetes massa fler varv vilket gör att vi kan få ut tex 10,000Volt.

1,000Volt brukar man skriva 1kV, vilket betyder ”enkilovolt”. Nuförtiden är det inte ovanligt med biltändspolar på 50 – 60kV. Ni kan ju tänka er så infernaliskt många varv det då blir i sekundärlindningen…

Bild2585

Den här bilden föreställer ett enkelt tändsystem för en fyrcylindrig motor med bara två tändstift inkopplade. Till vänster en tändspole som får sin plus från tändningslåset. Den strömmen går vidare genom primärspolen vidare till brytarspetsen och till jord, alltså minus. När brytarkontakten är stängd så flyter en ström genom primärspolen och ett magnetfält byggs upp. När sedan brytarspetsen öppnar så induceras en högspänning i sekundärlindningen. Den ena änden av den tråden sitter ofta fast i tändspolens hölje (jag glömde att rita dit det) den andra kommer ut i mitten, alltså tändkabeluttaget. Vi har då alltså en högspänning mellan bilens jord/chassi och tändkabeln.

Tändkabeln går sedan vidare till fördelaren som via sin rotor ”pekar ut” till vilket tändstift högspänningen skall skickas. Om vi nu tittar på bilden så kan vi tänka oss att brytaren precis öppnat, en högspänd ström skickas via fördelaren till tändstiftet till höger. I tändstiftet hoppar gnistan över och till jord. Alltså, kretsen är sluten om tändspolens hölje också är jordat.

Om vi nu tänker oss den tändkabel som ligger parallellt med den första. Den får ju då enligt principen vi pratat om ovan en inducerad spänning i sig också. I sin ena ände går den kabeln till det vänstra tändstiftet, men andra änden sitter i fördelaren och har ingen förbindelse med jord och vi kan då tänka oss att det inte är en sluten krets. Blå pil! Många på olika forum resonerar som så att detta med Cross Fire är en myt eftersom det inte är en sluten krets med jord i kabel nummer två.

Men detta påstående är fel! Cross Fire är ingen myt. Dock kan diskuteras hur allvarligt det är.

Innan vi fortsätter det resonemanget skall jag beskriva ett praktiskt prov jag genomfört. Min kollega Kalle, som är en riktig elektrikernörd som varit med sedan urminnes tider och kan allt, beskriver hur det är med kabel på stegar (alltså kabelstegar, inte sådana man klättrar i). Om det ligger en kabel som det flyter ström genom, kan man i kablar bredvid mäta en spänning mellan kabeln och jord, alltså nollan. Jag sade då att: ”- Du menar väl mätt i den parallellt liggande kabelns båda ändar…?” … ”- Nej, mellan kabelns ena ände och jord, svarar han…”

Detta måste testas…

En 45 meter lång 1,5kvadrats skarvkabel hämtades och rullades ut i en härva på verkstadsgolvet. Skarvkabelns båda ändar öppnades och fick sedan en tillfällig inkoppling för just denna laboration.

  • Den blå ledaren kopplades direkt mellan stickpropp och honuttag, alltså utan att passera den långa kabeln.
  • Skyddsjorden kopplades lös i honuttagsänden. (Detta var egentligen onödigt, för min belastningskälla var dubbelisolerad utan skyddsjord i sin inkoppling…)
  • Vid stickproppänden drogs den 45 meter långa skyddsjordens trådände fram som bilden visar.
  • I stickproppen kopplades och drogs en skyddsjord ut.
  • Mellan de båda skyddsjordledningarna kopplades en voltmeter in.
  • Ett par olika, men stora Ø230mm vinkelslipar kopplades in i honuttaget och startades.

Bild2589

Båda vinkelsliparna hade mjukstart så belastningen är oklar. Vid max så drar de 2,3kW. Vid startögonblicket blev spänningen i den parallella ledaren ca 6,5 – 8,5 Volt. När maskinerna kommit upp i varv och gick utan belastning så blev det ca 2,5 Volt. Och detta med bara ena änden av tråden inkopplad.

Bild2588

Vi kan alltså konstatera att det inte måste vara en sluten krets mot jord vid tändkabels fördelarände.

Bild2590

Nu kommer då nästa fråga som ett brev på posten, eller ett mejl i inboxen… Blir det induktion och problem med tändkablar…?

För att förhoppningsvis slippa öppna min tändkabelhärva beslutade jag mig för att bättra oddsen beträffande såväl överslag (vid tändhattar) som induktion. Jag skrotade sålunda bort mina 50kV tändspolar och använde istället ”vanliga” konventionella, gammaldags tändspolar. Det finns speciella lock att köpa till HEI-fördelarna där tänspolen normalt sitter om man vill ha extern tändspole. Men de kostar… typ 46 dollar styck plus frakt, så jag byggt om mina lock själv… Bilder på det finns i Bilgalleriet/Slutmontage Del 4.

Tändkabel

Närbild tändkabelkartong

Mina tändkablar är tillverkade för 60kV. Det är avstörda för såväl EMI (Electromagnetic Interference) som RFI (Radio Frequency Interference), så det kanske funkar för mig bara jag sänker spänningen. Detta måste testas…

Det gamla väl använda sönderkapade blocket hämtades åter in och de nyinflyttade spindlarna blev tyvärr vräkta – igen. En fördelade monterades på plats tillsammans med en oljepumpaxel. Hela villebitten kördes sedan med hjälp av en borrmaskin.

Testresultat:

  • Perfekt gnista på tändstiftet.  Ja, jag är medveten om att det krävs kraftigare gnista vid kompression än i fria luften.
  • Kraftigt överslag mellan tändspolens högspänningsuttag och jord. Detta minskade från ”kraftigt” till bara överslag med ett antal varv eltejp. Vet inte varför… En teori är att den tändspole som användes är en spole som skall användas med förkopplingsmotstånd* En annan teori (eller en kombination av de båda) är att den tänkta elektroniska brytarspetsens (alltså i fördelaren) har en brytarkamvinkel (dwell) som tillåter spolen att ladda upp sig mer än den kan med en brytarspets. Svar: Vet ej!   *Not, svar se nedan!
  • Överslag mot jord rätt igenom isoleringen på tändkabeln mellan tändspole och fördelare. Trots detta, synligt bra gnista på tändstiftet.
  • Inget överslag mellan mässingtändhatt och jord. Det verkar alltså som att det lilla kontrollerade överslag samt resistansen i kabeln dämpar lusten för gnistan att vara för kraftig vid stiftet.  *Not, svar se nedan!
  • Ingen märkbar Cross Fire trots långa kablar som ligger parallellt. Jag kände med handen mellan tändhatt och jord. Inga som helst stickningar kunde kännas.
  • Genom att känna på tändhatten vid det stift som gnistar, kunde jag konstatera – fy faan sicken högspännig. Nästan så jag sket på mig…
  • Genom att sätta två motstånd på 2 x 2 =4 Ohm på matarkabeln sjönk spänningen från 14 Volt till ca 9 – 10 Volt. Överslagen vid tändspolen upphörde då, men det lät som att det slog över inne i tändkabeln. (Alltså den mellan tändspole och fördelare)
  • Inga märkbara konstigheter i de hopbuntade tändkablarna.

 

Hur detta gick, kan ni även se i filmsnutt 30, som även ligger länkad här:

Filmsnutt! 

Det här med Cross Fire är ett ämne jag kommer att återkomma till vartefter kunskapen trillar in.

 * Förkopplingsmotstånd är en fiffig grej för att få kraftigare gnista de få sekunder startmotorn är i ingrepp. Spolen är konstruerad för en  lägre spänning (Volt) och måste därför ha ett inkopplat motstånd under normal drift. När startmotorn snurrar så kopplas motståndet förbi av en extra ledning. På Volvo från startsolenoiden, på andra fordon vet jag inte. Om man kör en dylik spole utan förkopplingsmotstånd så blir den så småningom så varm att den går sönder.

_______________________________________________________________________________________________

2018-01-15

Dum i huvudet…!

När man tittar på tex ”På Spåret” hemma i TV-soffan är det attans lätt att vara klok och smart. När man sitter där i buren… eller har ett 13,500-timmarsprojekt som snart ska startas, så är det lätt att få ”black out” och rent ut sagt bli helt dum i huvét. Jag har varit osedvanligt korkad i det senaste…

Jag fastnade i en tanke att jag ville sänka spänningen i mitt tändsystem av två orsaker. Undvika ev ”Cross Fire” samt undvika ev överslag i tändhattar. Sålunda tappade jag fokus och styrde åt fel håll. Dumt! Min gode vän Serka, den kloke mannen, styrde mig tillbaka i spåret igen.  När jag började babbla som värst om att kanske bygga om för brytarspetsar, så sade han… typ: ”- Ska du inte prova det du redan har först…” Ja, självklart… det borde jag ju ha gjort. … Korkat. Nästa person jag talade med… Jörgen på Bilelektriska i Munkfors, sade en grej som jag också redan vet. Jag har vetat det längre än han funnits till, men lik förbannat så slocknade den informationen i min skalle…

”Tändströmmen tar alltid den lättaste vägen”

Ja, självklart! det vet väl alla… Det var ju därför jag fick de superkraftitiga överslagen vid tändspolen och genom tändkabeln som jag visat tidigare. Svaret var att jag inte hade mer en ett tändstift kopplat. Sju smällar av åtta fanns inget lämpligt avstånd att hoppa över… Gnistan tog närmaste jord som fanns tillgängligt, även om den låg flera cm bort eller att det var en sketen tändkabelisolering i vägen.

Jag gjorde sålunda det jag skulle gjort från första början. Att rigga upp 50kV-systemet inkl åtta tändstift och körde… Resultatet…? Helt superperfekt. Kraftiga gnistor, inget överslag någonstans och ingen Cross Fire i kablarna. Jag kände alltså med fingrarna vid tändkabel nr 2, som ligger parallellt med 1an, men det var inte tillstymmelse till spänning i den kabeln.

Bild2609    I bild syns plåten med tändstift som behövs för att undvika okontrollerade överslag.

Fakta:

- Jag kan nu göra ett konstaterande som vi alla borde ha tänkt på från första början. Det kan omöjligt bli överslag mellan mässingtändhattarna och topplocket. Gnistan hoppar över där det är lättast, alltså i tändstiftet. Det finns alltså ingen anledning att hoppa 10 – 15 mm när det finns en lucka som är  0,7mm.

- Om man drar runt en motor utan tändstift och tändkabeln ligger löst på sidan av, så kan tändkabeln och ev andra grejor i tändsystemet skadas allvarligt. Jag slog i mitt fall gnistor tvärs igenom flerlagerisoleringen på en av mina 8,8mm kablar som är gjorda för 60kVolt. Detta för att kabeln inte satt fast mot något tändstift.

Spekulation:

- Nu ger jag mig tyvärr ut på djupt vatten och gissar och tror. Något som jag tycker väldigt illa om i diverse forum… ”- Jag tror att..” …. Det finns uppgifter om att Cross Fire började dyka upp som ett problem i slutat av 70-talet när allt fler bilar fick tändsystem med högre spänning. På den tiden var ofta tändkablarna av ren koppar med möjligtvis en avstörd tändhatt, alltså en hatt med ett motstånd i. När alltmer elektronik började komma vid motorerna blev det nödvändigt att tillverka kablar med såväl RFI- som EMI-avstörning. Min teori är att detta har minskat risken för Cross Fire. Jag kunde som sagt inte märka någon störning, och då är ändå mina kablar längre än någon annans. Men som sagt… detta är en ren spekulatuon från min sida.
"Complete suppression of EMI/RFI..." står det om kabeln.

”Complete suppression of EMI/RFI…” står det om kabeln.

.
.
Så avslutningsvis så får jag väl säga som jag brukar…. Fortsättning följer (säkert)… en annan dag!