Zapalování na MZ 150 - přerušovač
O motocyklech značky MZ a konkrétně o novějších modelech ETZ lze nalézt převážně informace, že se jednalo o spolehlivé stroje a že i jejich elektroinstalace a elektronika byla bezproblémová. Na mé MZ 150 ETZ však bohužel postupně odešla veškerá elektronika.
Nejprve selhal elektronický přerušovač (elektronická kladívka) s Hallovým snímačem. Přemýšlel jsem, co s tím? Měl jsem několik možností:
- sehnat jiný, funkční, původní přerušovač
- koupit náhražku tohoto snímače
- sehnat originální kladívkové zapalování (mechanický přerušovač) – i tato verze existovala
- koupit celé nové zapalování VAPE
Motivace k výrobě vlastního přerušovače
Všechna výše uvedená řešení by jistě byla funkční, nicméně ke každému jsem měl výhrady:
- jak ale vyřešit situaci, ve které i jiný originální přerušovač selže? To by znamenalo pro jistotu sehnat alespoň dva a mít ještě jeden na výměnu. Šance na opravu původního přerušovače je totiž doma v pracovně malá a na cestě nulová. To není příliš praktické ani bezpečné.
- jsem elektroinženýr. Nevidím důvod ke koupi elektronické náhrady, když si ji mohu navrhnout a vyrobit sám.
- mechanický přerušovač je robustní řešení, nicméně raději bych zachoval elektronickou verzi
- VAPE je kvalitní zapalování, ale je poměrně drahé
Po této rozvaze mi vyšlo, že nejlepší možností bude si nový přerušovač navrhnout a vyrobit sám. Velká výhoda vlastního přerušovače spočívá v tom, že si jich po návrhu budu moci vyrobit do zásoby více a na cestách s sebou vozit i několik náhradních.
Na následujících obrázcích je vyfocen původní přerušovač s Hallovým snímačem.
Návrh přerušovače
Zásadní volbou pro přerušovač byl princip elektronického přerušování. Nabízely se dva základní principy – s Hallovým snímačem, jako původní nebo fotoelektrický, kdy dochází k přerušování světelného paprsku do snímače. Přerušovač s Hallovým snímačem selhal, tak jsem se rozhodl vyzkoušet druhý princip, který je ilustrován na následujícím obrázku. LED svítí proti fototranzistoru a svit LED přerušuje kotouček s výřezem, rotující s klikovým hřídelem.
Schéma zapojení elektronického přerušovače zapalování
Schéma elektronického přerušovače zapalování není složité. Dvě LED diody svítí proti dvojici fototranzistorů KPX82 (pájecí plošky FOTO_C a FOTO_E). Diody a tranzistory jsem zdvojil pro vyšší spolehlivost přerušovače. Svítí-li diody na fototranzistory, jsou výstupy fototranzistorů sepnuty a výkonový spínač, tvořený tranzistory T1 a T2 sepnutý není. Je-li svit LED diod přerušen kotoučkem, tranzistor T2 je sepnutý a výstup OUT_GR je stažen k zemi. Transil D1 spolu s feritovou perlou L1 chrání přerušovač před možnými napěťovými špičkami. Celý přerušovač je navržen tak, aby mohl fungovat s původní řídící jednotkou zapalování.
Pro vyšší mechanickou a teplotní odolnost jsem pro zapojení nechal vyrobit hliníkovou DPS.
Mechanika elektronického přerušovače zapalování
Mechanická část konstrukce byla o něco složitější než část elektrická. Mechaniku jsem chtěl vytvořit vyrobitelnou na 3D tiskárně, kvůli jednoduchosti a opakovatelnosti výroby. Bohužel se mi nepodařilo vymyslet držák přerušovače jako jeden díl tak, aby šel vytisknout. Tak je držák nakonec složený ze dvou částí. Na spodní části držáku je přišroubována DPS s přerušovačem a na druhé, horní části držáku je malá destička s fototranzistory. Umístění LED diod a fototranzistorů je takové, aby zapalování fungovalo i s demontovaným krytem zapalování – aby na fototranzistory mohlo dopadat pouze světlo z LED diod a ne z okolí.
Kotouček, připevněný na klikovém hřídeli motoru, který přerušuje svit LED diod do fototranzistorů jsem nejprve vyrobil z oceli. Ten mám aktuálně nainstalovaný v motorce a funguje bezproblémově, nicméně chtěl jsem mít alespoň ještě jeden náhradní a nechtělo se mi ho znovu vyrábět z oceli. Tak jsem ho navrhl také vytisknutelný na 3D tiskárně a vozím ho jako náhradní. Kotouček, ale i držák přerušovače jsem kvůli vyšší teplotní odolnosti tentokrát tiskl z materiálu ASA.
Výřez v kotoučku (úhel sepnutí přerušovače) jsem volil dle údajů v manuálu k původnímu zapalování na motorce – cca 135 °. Samozřejmě, že by bylo možné s velikostí úhlu sepnutí experimentovat a ladit tak chod motoru. Vzhledem k tomu, že kotoučky jdou tisknout na 3D tiskárně, tak by to ani nebyl problém. Ale i s tímto nastavením jde motor dobře a to jak při nízkých otáčkách tak při vysokých.
Hotový elektronický přerušovač zapalování
A nyní několik fotek hotového elektronického přerušovače. Po kompletaci přerušovače zapalování jsem pro jistotu všechny šrouby a kabely zafixoval dvousložkovým lepidlem. Nakonec jsem si na přerušovač poznamenal doporučenou hodnotu předstihu – 2,5 mm před horní úvratí.
Shrnutí projektu elektronického přerušovače zapalování pro MZ 150 ETZ
S tímto přerušovačem jsem zatím jezdil dvě sezóny. Za tu dobu jsem objevil několik drobných nedostatků. Za prvé, nejprve jsem žádné šrouby lepidlem nefixoval – to se ukázalo jako problém. I přes vysokou teplotní odolnost materiálu ASA – cca 90 °C, při provozu držák přerušovače trochu změkne. A zřejmě spolu v vibracemi v motoru mi to jednou způsobilo, že vypadl jeden šroub, který drží přerušovač na alternátoru, druhý se povolil a rotující kotouček narazil do DPS a poškodil ji. Díky náhradnímu přerušovači jsem domů dojel bez problémů. Doma jsem poškozený přerušovač opravil a oba dva vyrobené přerušovače jsem zkontroloval. Na obou (oba dva již byly použité) jsem zjistil lehce povolené všechny šrouby. Nejjednodušší řešení, které mě napadlo, bylo právě zalepení všech šroubů a kabelů v přerušovačích, aby se již nemohli povolovat. Dále jsem po nastavení předstihu na motoru zafixoval lepidlem i šrouby, které drží přerušovač na alternátoru a kterými se předstih nastavuje. To bylo po druhé jízdě na motorce s novým přerušovačem. Od té doby funguje motor bez problémů. Tento problém je zřejmě způsoben nedostatečnou teplotní odolností materiálu ASA pro toto použití. Jako alternativu k lepení šroubů vidím výrobu držáku přerušovače z jiného, odolnějšího materiálu. Nicméně po zafixování šroubů je použitelný i materiál ASA.
Jako druhý možný problém vidím v tisku kotoučku z materiálu ASA. Zcela jistě by bylo lepší ho tisknou také z teplotně odolnějšího materiálu nebo ideálně vyrobit z oceli. Ale kdoví, za několik let (psáno v roce 2024) může být dostupnější 3D tisk z kovu a poté nebude problém vytisknout skutečně odolné komponenty.
Po stránce elektrické nevidím žádný problém. Zapojení je jednoduché a zatím i spolehlivé.