Motorklopfen / Klingeln

[gp]

Sehe ich auch so. Ich denke das es sich um einen Klang / Greäusch handelt, d.h. eine mehr oder minder harmonsiche Überlagerung verschiedener sinusförmiger Frequenzen mit unterschiedlicher spektralem Energiegehalt. So etwas kann man nach Fourier zerlegen. Die Frequenz mit dem höchsten akustischem Energieanteil die mit einem Klopfen einhergeht wäre quasi die "Klopffrequenz".

Deswegen ja auch mein Vorschlag, das mal als WAV File aufzunehmen und dann mit einem Tool anschauen, das Spektralanalyse per FFT macht!
Ich denk aber nicht, dass sich das APC irgendwas über Frequenzen wissen muß, ich denk eher, dass es einfach um die Energie des Gesamtspektrums geht, also einfach alles "integriert". Das APC könnte sich auf das "allgemeine Geräuschniveau" selbst kalibrieren und dann deutlich Geräusche mit höherem Energiegehalt "raushören". Wäre doch völlig egal, wie sich die Frequenzen zusammensetzen. Wo sind denn eigenltich die Stromlaufpläne abzufassen, von denen hier immer die Rede ist? Kann man denn da nichts sehen, wie der Sensor beschaltet ist?

Kann es sein das sich die Klopffrequenz mit der Drehzahl ändert? Schließlich ändern sich ja auch die Rahmenbedingungen im Brennraum mit einer höheren Geschwindigkeit.

Ich denke, pro "Klopf" ist das Spektrum ziemlich gleich, egal bei welcher Drehzahl der "Klopf" auftritt. Und selbst wenn die höheren Frequenzen etwas stärker betont sind (weil das Klopfen schalgartiger eintritt, also nicht so "weich") ist das irrelevant in meinen Augen. Ich bin davon überzeugt, dass das Integral über ein breites Band die Rolle spielt, nicht der Pegel einzelner Frequenzen.

Mehr oder weniger "Taub" ist in gewisser Weise notwendig.
Eine Möglichkeit wäre den Klopfsensor nur kurz vor ereichen des OT, also wenn Klopfen zu erwarten ist, zu aktivieren.

Hab ich das nicht genauso geschrieben?

Der Haken bei der Sache ist nur, das wir einen APC für 4 Zylinder haben.

Wo ist da der Haken? Der Abstand zweier möglcher Klopf ist doch für so ne Analogschaltung endlos lange, das sind bestimmt Einzelereignisse für das APC.

Ich vermute eher das ein Bandpass, d.h. ein Filter das nur bestimmte Frequenzen durchläßt, dafür sorgt, das dass APC die Nebengeräusche ausblendet. Nachteil bei diesem Ansatz wäre das wenn ein Motor gerade in diesem Bereich Geräusche emitiert diese vom APC als Klopfen erkannt würden.

Wie gesagt, ich denk eher, dass sich die APC auf das Geräuschniveau des Motors kalibriert. Bandpass würde nur Sinn machen, wenn die signifikanten Frequenzen des Klopfens nicht in einem Bereich liegen würden, wo der Motor selbst auch schon Geräusche erzeugt. Dann macht es Sinn, per Bandpass was zu trennen.

Martin, kannst du mal das mit dem Comic Font lassen, du bist total schwer zu zitieren, weil deine Texte nur so von FONT tags wimmeln...

Kann nur immer wieder sagen: Den Sensor mal hochohmig abgreifen, das Signal als WAV aufzeichnen, per Spektralanalyse anschauen. Dann weiß man es und muß nicht mehr spekulieren...
Gruss, Gebhard.

 

[targa]

Ist der Klopfsensor der EZK beim Turbo eigentlich lahmgelegt ?
/To

 

[hft]

Ist der Klopfsensor der EZK beim Turbo eigentlich lahmgelegt ?
/To

Turbo hat kein EZK

 

[orca6]

Piezoschwingungen?-und wer soll die konzipiert haben???
ich neme mal an Du meinst Piezotonabnehmer.Diese Dinger waren seinerzeit weit verbreitet unter dem Namen Kristalltonkopf in Plattenspielern.Ich glaube wenn die erst bei 5KHz(meine Hörgrenze) anfangen würden,wäre mir der Spaß an meinen Stonesplatten vergangen.

Denke HFT hat recht. In der Beschallungstechnik werden Piezohochtöner ab ca. diesem Wert eingesetzt. Der Grund dafür liegt eher darin das sich kein brauchbarer Hub (und der ist für die Wiedergabe tiefer Frequenzen einfach notwendig) mit Piezokristallen (spröde) realisieren lassen.

 

[orca6]

Ist der Klopfsensor der EZK beim Turbo eigentlich lahmgelegt ?
/To

Sorry der AküFi (Abkürzungsfimmel) macht mir zu schaffen
Was ist EZK = Elektronisches Zünd Kennfeld???

 

[hft]

Denke HFT hat recht. In der Beschallungstechnik werden Piezohochtöner ab ca. diesem Wert eingesetzt. Der Grund dafür liegt eher darin das sich kein brauchbarer Hub (und der ist für die Wiedergabe tiefer Frequenzen einfach notwendig) mit Piezokristallen (spröde) realisieren lassen.

Na gut,dann beschallt ihr mal eure Motorblöcke weiter mit dem Klopfsensor.

Ich beantrage die Verschiebung in "Stammtisch"

 

[orca6]

Na gut,dann beschallt ihr mal eure Motorblöcke weiter mit dem Klopfsensor.

Ich beantrage die Verschiebung in "Stammtisch"

Hey gute Idee!

Hab nicht gesagt das Piezos sich nicht für tiefe (was immer das heißen mag) Frequenzen eignen.

BTW.
Vielleicht wäre es gut wieder zur ursprünglichen Frage zurück zu kehren.
Welche Frequenzen sind für Motor klingeln / klopfen typisch?
In einem zweiten Schritt kann dann die Frage "Was und wie macht der APC damit?" angegangen werden.

Ob in der Kategorie Stamtisch oder woanders ist mir eigentlich egal.

 

[targa]

Sorry der AküFi (Abkürzungsfimmel) macht mir zu schaffen
Was ist EZK = Elektronisches Zünd Kennfeld???

... (K)lopfsensor

 

[orca6]

... Wo sind denn eigenltich die Stromlaufpläne abzufassen, von denen hier immer die Rede ist? Kann man denn da nichts sehen, wie der Sensor beschaltet ist?

Schaltpläne gibt es bei 900aero.com
http://www.900aero.com/images/tech/oldapc.jpg
http://www.900aero.com/images/tech/k1.jpg

Der Vollständigkeit halber die Belegung der PINs:

Pin 1: not conncted
Pin 2: not conncted
Pin 3: not conncted
Pin 4: knock sensor shielding (connected to pin 5, GND)
Pin 5: GND
Pin 6: not conncted
Pin 7: not conncted
Pin 8: not conncted
Pin 9: not conncted
Pin 10: Pressuresensor in
Pin 11: ??
Pin 12: solenoid out
Pin 13: +12v
Pin 14: not conncted
Pin 15: not conncted
Pin 16:knock sensor in 1
Pin 17:knock sensor in 2
Pin 18: Disable Knock
Pin 19: Knock indicator out ("lowers" to GND when knock occurs)
Pin 20: brake signal in (+12v)
Pin 21: not conncted
Pin 22: same as pin 20
Pin 23: Pressuresensor in 2 (GND)
Pin 24: F-circuit indicator out ("lowers" to GND when lowers" to GND when F-circuit is enabled)
Pin 25: RPM in

Ich denke, pro "Klopf" ist das Spektrum ziemlich gleich, egal bei welcher Drehzahl der "Klopf" auftritt.

Du magst recht haben. Wobei wir mehr oder weniger bei der Ursprungsfrage sind.

...weil das Klopfen schalgartiger eintritt, also nicht so "weich") ist das irrelevant in meinen Augen. Ich bin davon überzeugt, dass das Integral über ein breites Band die Rolle spielt, nicht der Pegel einzelner Frequenzen...

...Wie gesagt, ich denk eher, dass sich die APC auf das Geräuschniveau des Motors kalibriert. Bandpass würde nur Sinn machen, wenn die signifikanten Frequenzen des Klopfens nicht in einem Bereich liegen würden, wo der Motor selbst auch schon Geräusche erzeugt. Dann macht es Sinn, per Bandpass was zu trennen.
...Kann nur immer wieder sagen: Den Sensor mal hochohmig abgreifen, das Signal als WAV aufzeichnen, per Spektralanalyse anschauen. Dann weiß man es und muß nicht mehr spekulieren...
Gruss, Gebhard.

Hochohmig ist sehr wichtig! Nicht das die Spannung am Sensor nicht mehr ausreicht um das APC genügend an zu sprechen. Wäre ggf. ein teurer Versuch...
Um festzustellen das es klingelt gibt es ja den besagten PIN 19.

Martin, kannst du mal das mit dem Comic Font lassen, du bist total schwer zu zitieren, weil deine Texte nur so von FONT tags wimmeln...

Tschuldigung, war mir nicht klar.

 

[hft]

Beschleunigungsklingeln (3500/min) ca 6,5KHz
Das für geschmolzene Kolben meist verantwortliche Hochgeschwindigkeitsklingeln
(5500/min)liegt im Bereich zwischen 3 und 3,5 KHz (tja Boris,wenn man wie von Dir angeregt den Bereich unterhalb von 6KHz außer Acht lässt,(ver)braucht man viele Kolben).In diesem Bereich erzeugt der Motor aber ein "Grundrauschen" mit deutlich höherer Amplitude im bereich von 9KHz,sodaß der Frequenzbereich herausgefiltert werden muss.(Quelle:Saab/Motorenversuch)

 

[orca6]

Simulationen Anderer

Auch wenn es an der eigentlichen Frage vorbei ist, hier die Ergebnisse eines Schwedischen Laborversuchs:

"Writer: Anders Olsson, Translated by: Widde
APC-box number. 7524119 (to 900 T8-86, no cat, 155hp)
The test were executed with a complete cable trunk to the APC system.
RPM was generated by a function generator which was connected to the ignition pulse amplifier.
The pressure sensor was simulated by a 500 Ohm potentiometer.
Knock were simulated through shaking of the knock sensor with a bolt and nut loosely fastened in the knock sensor mounting hole.
An oscilloscope was connected over the valve to read the pulse width to the valve.

Simulation 1
Knock sensor not connected, pressure sensor set at atmospheric pressure
The valve has current 100% of the time below aprox 2330 RPM.
-Maximum boost pressure ordered, due to no knock detected, APC doesn't check the knock sensors existence and the boost pressure is low.

The valve is disconnected 100% of the time over aprox 2330 RPM.
- Base boost ordered due to nonexistent knock sensor.

Simulation 2
Pressure sensor set at atmospheric pressure (12 Ohm). RPM below aprox 2330 RPM.
If knock is simulated during several seconds the valve will be disconnected.
-Base boost
It takes 5 seconds before the APC starts to rise the boost pressure.
After 30 seconds from the knock stopped, the boost pressure is back to normal.

Simulation 3
Knock sensor not connected
Pressure sensor not connected
Over aprox 2300 RPM the valve is disconnected.
- APC shut off due to nonexistent knock sensor

Simulation 4
Below 2300 RPM is the boost lowering is depended by how long the knock occurred.
Above 2300 RPM is the boost pressure lowered in only one step during knock (?)
Comment: Real strange, more tests needed

Simulation 5
Below 2330 RPM is the valve initialised when the pressure sensor gives a value above 37 Ohm.
At 500 Ohm on the pressure sensor the valve is initialised 21 % of the time.

Simulation 6
Over 2330 RPM and at atmospheric pressure (12 Ohm) will the valve be initialised 65 % of the time. The valve will always be initialised over the 2330 RPMs unless the knock sensor is disconnected.
Simulation 7
At RPM just above 2330 and at 500 Ohm (or disconnected) to the pressure sensor will the valve be initialised 21 % of the time.

Results/conclusions:
Below 2330 RPM can the APC regulate the boost pressure through initialising of the valve 21-100 % of the time.
Above 2330 RPM can the APC regulate the boost pressure through initialising of the valve 21-65 % of the time.
When knock occurs, the APC can always (?) disconnect the valve."

 

[orca6]

Status Quo

Wir scheinen ein Stück weiter gekommen zu sein.
Was haben wir bis jetzt zusammen?

Schaltpläne für den APC liegen bei 900aero vor (Hoffentlich stimmen die)

Eingangsgrößen am APC :
Drehzahlsignal = Pulse von der Zündspule (kann das stimmen?)
Ladeluftdrucksensor: 12Ohm =atmosphärischer Druck
Welche Widerstandswerte des Drucksensors entsprechen welchem Ladedruck? xOhm = y bar Überdruck?
Müsste sich mit einem Multimeter und einer „geeichten Luftpumpe“ ausmessen lassen. Die Schweden haben ein 500Ohm Poti verwand ohne Aussagen zur Proportionalität Druck/ Widerstand zu machen

Klopfen:
Beschleunigungsklingeln (3500/min) ca 6,5KHz
Hochgeschwindigkeitsklingeln (5500/min) zwischen 3 und 3,5 KHz
"Grundrauschen des Motors " mit signifikanter Amplitude im Bereich von 9KHz

Sonstiges:
Mindestdrehzahl von 2300 u/min für das Einsetzen deas APC bei einen 8V Turbo (wenn man den Schweden glauben schenken kann). Hab mir sagen lassen das 1900 u/min für den 16V Turbo anzusetzen sind.

Annahmen:
1.Das Taktventil wird mit einer konstanten Frequenz von 12Hz und einer Pulsweitenmodulation angesteuert.

2. Das APC arbeitet in einem zweistufigen Ansatz
Ohne Klopfen gemäß eines durch die Schaltung vorgegebenen Algorithmus (PI, PD oder PID Regler?) Anmerkung: Um Missverständnissen vorzubeugen. P hat wirklich nichts mit den Bezeichnungen der Potentiometer auf dem APC zu tun, sondern etwas mit der Art der Regelung.
Tritt Klopfen auf, so wird der Ladedruck zurück geregelt.

Was bleibt zu klären?

Damit man den APC mit P-Spice simulieren kann, sind noch die auf dem APC
vorhandenen OPs zu identifizieren und ggf. Vergleichstypen zu finden.
Die notwendige Amplitude (Spannung) die der Klopfsensor abgeben muss damit ein Klopfen vom APC wahrgenommen wird. Hoffe das sich dies durch spielen mit den Werten findet.
Angaben zu welche Widerstandwerte welchem Druck entsprechen (s.o.)
Irgendetwas das ich bestimmt jetzt vergessen/ übersehen habe!

Bitte um konstruktive Ergänzung

 

[KGB]

(...) tja Boris,wenn man wie von Dir angeregt den Bereich unterhalb von 6KHz außer Acht lässt,(ver)braucht man viele Kolben (...)

...wo hab ich DAS denn vorgeschlagen? Ich glaube, da hast du was falsch verstanden - häh?! - Ich werde deine persönliche Hörgrenze in Zukunft berücksichtigen. Wir sind zwar schon "etwas" betagter, aber über 5kHz sollten wir noch ganz gut hören...

Piezokristalle in der Elektroakustik gibt es sowohl im Lautsprecherbau, als auch im Mikrofonbau. Das Prinzip ist das gleiche - eben nur umgekehrt. Das Frequenzspektrum, auf das die Kristalle reagieren (Mikro) vs. das sie erzeugen (Lautsprecher), reicht von etwa 1kHz bis +150kHz. Die höchsten Spannungsströme (brauchbar zu verwerten) vs. Schalldrücke werden zwischen 5kHz und 50kHz erzeugt. Der höchste Wirkungsgrad (dB) liegt zwischen 15 und 35kHz.

 

[hft]

...ihr seid schon ganz nah... Wo (?) entsteht die Klingelfrequenz? Deshalb die Materialdebatte um die Schwingungsausdehnung vs. Leitfähigkeit. Übrigens beginnen motorrelevante Klingelfrequenzen etwa (!) bei 6 kHz.

das als "Gedächtnisstütze


Und zum Piezo:mein Plattenspieler konnte 20Hz(ohne K!) bis 22 Khz

 

[KGB]

...Rolling Piezos... Schellack?

 

[hft]

...Rolling Piezos... Schellack?

Ach was-schon das moderne Zeugs mit Vinyl (oder so)-und bei jedem Song hört man im Hintergrund das Lagerfeuer knistern...

 

[901flpt]

Ach, hier geht das Thema weiter !
Da hab ich wohl nicht aufgepasst.

Moin zusammen,
hier nun meine Eindrücke aus der APC-Schaltplanbesichtigung.

Das Klopfsensorsignal wird über zwei Koppelkondensatoren (Hochpass) auf eine eigenartige Filterstufe geführt (müsste man mal aufbauen, jedenfalls kein klassischer Filtertyp), die aber eine Tiefpassfunktion hat. Es wird also ein bestimmter Frequenzbereich durchgelassen, der, weil was anderes brauchen wir ja nicht, im unteren kHz-Breich liegen muss. Das Ganze ist übrigens ziemlich Anspruchslos aufgebaut. Kein Filter höherer Ordnung mit scharf abgegrenztem Frequenzbereich u.s.w..

Dahinter kommt eine Filterstufe, die wie ein Tiefpass aussieht, aber die Dimensionierung der Bauteile scheint so ausgelegt, dass hier die Hüllkurve des Signals gebildet wird. Hüllkurve > Es werden die Amplitutenspitzen eines höherfrequenten Signals dargestellt. Steigen z.B. die Amplituten (also die maximale Spannung) eines Signals mit 9kHz an, erreichen ein Maximum und klingen wieder ab, zeichnet die Hüllkurve die ansteigenden und wieder abfallenden Spitzen der einzelen Amplituten nach. An diesem Punkt haben wir also ein Signal das angibt, wie 'Laut' es in einem bestimmten Frequenzbereich im Motorblock ist.

Das ganze wird dann nochmal verstärkt und geht auf das K-Poti. Außerdem geht dieses Signal noch auf Pin 18 > 'Denable Knock'. Liegt an diesem Pin Masse an, wird herzlos der schöne Klopfimpuls vernichtet. Der Abgriff des K-Potis wird mit dem RPM-Signal verglichen. Dazu wird die Umdrehungsfrequenz in eine Gleichspannung umgewandelt; je höher die Drehzahl des Motors, desto höher also die RPM-Spannung. Hier gilt nun schlicht: Übersteigt die Klopfspannung die RPM-Spannung, wird irgendwas umgeschaltet (mehr dazu später, ich schreib den Text jetzt zum dritten mal, weil ich durch rumklicken meinen Beitrag vernichtet habe ). Klar ist also > je höher die Drehzahl, desto lauter muß es im Motorblock im relevanten Frequenzbereich sein, damit abgeregelt wird. Das wars im Prinzip.

Ähm, so ganz wars das natürlich nicht. Das gefilterte Klopfsignal (vor der vermuteten Hüllkurve) verzweigt noch in die Tiefen der Schaltung und beeinflusst die Taktung des Magnetventils und der Klopfsignalpegel am K-Poti wird bei endsprechendem Ladedruck auch noch trastisch abgesenkt. Da gibts noch ne Menge, was ich nicht verstehe. Ich bleib dran .

Es bietet sich aber die Möglichkeit, die Aufbereitung des Klopfsensorsignals auf dem Küchentisch zu testen. Man nehme eine Batterie für die Spannungsversorgung und einen Funktionsgenerator für die Simulation der Klopfsensors. Das schöne ist, dass man an Pin 18, an dem man das Klopfsignal abwürgen kann eben auch das aufbereitete Signal messen kann, wenn man den Eingang offen lässt. Andere Informationen haben hier noch keinen Einfluss. Funktionsgenerator auf Sinus, 7kHz und volle Dämpfung ein und an Pin 18 mit Oszilloskop gucken was raus kommt. Wahrscheinlich muss man wieder Dämpfung wegnehmen, weil ein Piezoelement höhere Pegel als ein Micro liefert. Wenn am Ossi ein deutlicher Pegel zu erkennen ist die Frequenz durchscannen um zu sehen, wann der Pegel absinkt, also welche Frequenzen für die Endscheidung 'es klopft' nicht relevant sind. Dann weiß man schon mal mehr.

Ich denke übrigens, dass es nicht so wichtig ist aus welchem Material der Motorblock besteht. Es könnte ja schon reichen ein wenig am K-Poti zu drehen, die APC bekommt eine andere Nummer und gut is. Auf die äußeren Zylinder kommt es wohl auch nicht an, weil man ja davon ausgehen kann, dass alle Zylinder mit dem gleichen Krafstoff befüllt werden und im Zweifelsfall alle Zylinder gleich reagieren. Die Einstellung des K-Potis ist ja wohl eben deshalb so kritisch, weil damit die Schwelle festgelegt wird an der das Klopfen anfängt, aber noch nicht zerstörerisch wirkt. Das eignet sich eben nicht für praktische Versuche .

Roland

 

[hft]

Zu Deiner Analyse der elektronischen Bauteile kann ich nichts sagen (weil kein Elektoniker),die Funktionsbeschreibung ist aber zutreffend.Das Material des Motorblocks halte ich jedoch nicht für so bedeutungslos wie Du,wohl aber das des Zylinderkopfes und dessen Bauform.

 

[klaus]

Ist mir zu spät um das noch zu kapieren, vielleicht morgen, Gute Nacht.

 

[901flpt]

Wenn man den obigen Impuls 'Klopfsensorspannung liegt über Drehzahlspannung' weiter verfolgt, kommt man zu einem Logik-Block, in dem die Information 'Da war eben was' abgelegt wird. Leider scheint dieser Schaltungsteil nur Eingänge und keinen weiterführenden Ausgang zu haben. Da komm ich irgendwie nicht weiter. Jedenfalls wird in dieser Ecke auch das Signal an Pin 19 > 'Knock indicator out' gebildet.

Jetzt mal ganz elektronisch. Für Filter und Regelkreise brauchts Operationsverstärker. Davon gibs da aber nur zwei ICs mit acht OPs. Vier davon werden schon für den Klopfsensor verbraucht. Der Rest sind Komparatoren (MC3302) und Logik-Gatter. Hier wird also nur noch verglichen und endschieden und nichts mehr geregelt. Da gibt es haufenweise 'wenn die Spannung A höher als Spannung B dann C und wenn Spannung D von high auf low wechselt, schalten wir E mal kurz durch. Das ist mal was für eine lange schwedische Winternacht. Ohne Messungen am lebenden Objekt kommt man da wohl nicht weiter. Klar ist nur noch der Fequenz-Spannungswandler, der die Drehzahl in einen Spannungswert umsetzt.

So, un nu ?

Roland