maanantai 22. helmikuuta 2021

Buell signaalikiekko uusiksi

Kiekon tarkoitus
Yleensä moottoripyörissä ja miksei autoissakin sytytystä ja ruiskutusta ohjaavat signaalikiekot ovat varsin yksiulotteisia. Levy jossa on reunassa lovia joista sähköinen tai optinen anturi lukee muunmuassa kierroslukua ja sen muutoksia. Samalla syntyy nopeasti kierroslukuun reagoiva toiminto. Sillä on merkitystä onko nouseva vai laskeva kierrosluku ja kuinka nopeasti kierrosluku muuttuu.

Ahdas paikka
Pyörän merkki on Buell. Ihan niitä ensimmäisiä putkirunkoisia malleja. Signaalikiekko on moottorin oikealla puolella olevassa kotelossa. Sillä ja sen anturilla on ahdas toimitila. Siksi se on tehty kupin eikä kiekon muotoon.

Sytytyksen päivitys
Uusi sytytysjärjestelmä on erilainen kuin alkuperäinen mutta se käyttää samanlaista kuppimaista signaalikiekkoa, tai pikemminkin kuppimaista jonka reunassa on tarpeellinen määrä lovia. Anturi lukee näistä useista lovista moottorin toimintaa ja toimittaa sytytysyksikölle tarpeellisia tietoja. Edellyttää toki entistä modernimpaa ohjausyksikköä.

Enemmän informaatiota
Alkuperäisessä kiekossa, tai kupissa, on vain kaksi lovea. Uudessa kiekossa tulee olemaan 12 lovea. Informaatiomäärä kasvaa merkittävästi ja moottori toimii tarkemmin ja herkemmin.

Umpiraudasta
Löysin sopivaa ja sitkasta materiaalia joka on kohtuullisen helppoa sorvata, lujaa tehdä ohutseinämäiseksi (Noin 1- 1,5 mm.) ja edullinen hinta. Valitettavasti se on hieman paksu pötikkä mutta lastua siitä lähtee kunhan sorvaa. Ajan kanssa.

Vasta alussa
Matkin alkuperäisen pellistä prässätyn "pyörijän" muotoa. Käytännön syistä se on tehtävä hieman paksummaksi että sen pyörimisen tuottama induktiivinen magneettikentän muutos on anturin luettavissa sekä huomioiden lukuisat koneistusvaiheet että valmistusmenetelmän vaativat lujuusasiat. Kappaleen pitää kestää valmistustekniset kuormitukset ja tietenkin pitkäaikainen käyttö. Jos olisi optinen luenta, riittäisi periaatteessa, sopiva muovikuppi lovineen tähän tarkoitukseen.

Alkuperäinen kaksilovinen signaalipyörä eri suunnista.

Hyvä alku. Ulkomitta liki kohdillaan, sisämitan sorvaus kesken. Sitten kaksitoista lovea reunaan.

Sorvilla ensin, jyrsintä perään
Sorvilla löytyy karkea muoto ja lovet syntyvät jakopöydällä jyrsimellä. 360 astetta pitää jakaa kahteentoista osaan ja tasalevyisiksi loviksi jotka ovat ehdottomasti tasavälein että signaalin tuotto on säntillisen selkeä. Se ei saa olla pyörijän ulko- eikä sisämitan mukaan vaan sen kehän keskimitan mukaan. Olisikohan 15 astetta hyvä? Paljonko se on milleissä kehällä? Vaikuttaa jyrsinterän leveyteen ja työstötarkkuuteen. Vai riittääkö likiarvo? Vaiko vain että on jonkinlainen lovi? Taitaa olla hyvä ottaa ammattikoulun matematiikka avuksi.
 
Matematiikkaa
Vaatii pientä laskentaa että lovet ovat oikean kokoiset ja taatusti tasavälein. Lisäksi ajoitus. Todennäköisesti pitää tehdä säädettävä ajoitus eli säätö että perusasetus olisi oikein. Onneksi kupin pohjalla on tilaa. Tarkoittaa sitä asentoa mistä kunkin kierroksen laskenta alkaa. Se kohdistuu joka tapauksessa loven jompaan kumpaan reunaan.

Työpiirrustus.

Neljän desimaalin tarkkuus
Uskon että tämä riittää piin arvon tarkkuudeksi. Laskenta osoitti että loven leveys on noin 6,8 mm. Katsotaan viimeistään sitten kun pyörää käynnistetään että löytyykö kipinä.

Sorvissa mitat kohdallaan. Jos ei ole niin on mahdollisuus työstää hiomakoneella.

Työkappaleen keskitys jakopöytään. 
 
Jakopöydän keskitys
Jakopöydän keskitin käyttämällä poraistukassa 5 mm:n poraa joka on jämpti työkappaleen keskireikään. Jakopöytä kun on kiinni jyrsinkoneen pöydässä joka liikkuu suunnissa X ja Y. Poraussuuntaan Z liikkuu jyrsimen jyrsinpää.
X ja Y ovat molemmat asennossa 0 työstön alussa. Työstö tapahtuu suunnassa X+ X-. Muut liikkeet on lukittu. Jakopöydästä löytyy asteikko jonka mukaan lovet sijoittuvat. Jakopöydässä on kehällä asteet ja niiden osat näkyvät veivin akselin yhteydessä. Työstön ajaksi kaikki muut suunnat paitsi X ovat lukittuina.

Jyrsintä hyvässä alussa. Vielä puoli kierrosta niin selviää totuus menikö jako ok.

Viimeinen hammas kertoo
Jos jako on jotenkin virheellinen niin laite ei toimi. Tai toimii väärin. Induktiiviset anturit ovat varsin tarkkoja laitteita ja puolen asteen heitto voi sekoittaa sen toiminnan. Vastaavia pyällettyjä kiekkoja löytyy myös ABS-jarruista sytytyksen ja ruiskutuksen ohella.

Jakopöytä on lähes välttämätön tämän kaltaisiin töihin.

Jakopöytä kiinnitettynä minijyrsimen pöytään.

Hyvä alku
Rakenteessa on vielä kiinnitystaso paikallaan mutta sen voi leikata kulmahiomakoneella tai rautasahalla sitten kun sitä ei tarvita. Viimeistely sorvissa. Työstöhommissa pitää ajatella hieman nurinkurisesti sillä aihio pitää saada kiinni eri kohteisiin helposti ja eritoten tukevasti. Muuten voi tulla susi.

Hampaat jyrsitty. Jako osui kohdalleen. 12 lovea ja hammasta.

12-hampainen signaalikiekko ja alkuperäinen vastaava.
 
Säätömahdollisuus
Jokin hampaista tai hampaiden väleistä on aina se joka määrittelee moottorin ensimmäisen työsyklin. Joistakin signaalikiekoista yksi hammas puuttuu aloituskohdasta.
Signaalikiekkoaihiossa on keskireiän ympärillä kehämäinen 6 mm leveä ja 4 mm syvä ura jossa on kaksitoista 4 mm reikää. Tein reiät siksi että ei ollutkaan neljän millimetrin jyrsinterää hyllyssäni. Pitää käydä ostamassa sellainen ja yhdistää jyrsimällä reikien välit pois. Ainakin kuudesta reiästä. Olkoot loput kevennyksinä. Näin saa säädettyä tarkan ajoituskohdan.

Kiekon sisäinen ajoitus
Sorvaan alumiinista pienen kiekon joka lukitaan moottorin akselin päähän pyörimättömäksi. Kolme M4-kuusiokoloruuvia kiinnittää signaalipyörän pieneen kiekkoon ja koska ne ovat pitkissä rei'issä niin käyntisyklin ajoituksen voi säätää tarkasti kohdalleen esimerkiksi ajoituslampun avulla. Sen jälkeen ajoitukseen ei tarvitse puuttua lainkaan ja säätöruuvit voi liimata kierrelukitteella kiinteäksi.

Uusi ja vanha.

Signaalikiekko on valmis. Vain säätöosan koneistus puuttuu.
 
Pitkulaiset reiät perusasetukseen
Pitkulaisia reikiä tarvitaan säätöosan ja signaalikiekon keskinäiseen asemointiin. Säätöosa on kiinteästi akselin päässä ja signaalikiekkoa voi sen suhteen kääntää noin 15 astetta joka on enemmän kuin yksi hammasväli.

Tuleva signaalikiekko ja alkuperäinen.

Alapuolen kopiointi
Uuden signaalikiekon säätölevyyn tulee vastaavat muodot kuin on alkuperäisessä. Muotojen tarkoitus on keskittää ja ajoittaa säätölevy akselinsa päähän. Hienosäätö tehdään sitten kun moottori on saatu käymään.

Prototyyppi lähes valmis
Hieman tarvitaan vielä koneistusta sillä vielä pitää laittaa pidätinruuvi akselin kiinnitysupotukseen. Se pitää signaalipyörän pyörimässä samaa vauhtia akselinsa kanssa. Ehkä huomenna... 

Signaalipyörän osat moottorin puolelta katsoen. Pidätinruuvi vielä puuttuu.

Samat osat ulkosivulta päin.

Signaalipyörä kiinteällä asetuksella eli ruuvit pyöreissä rei'issä.

Miksi ylimääräiset reiät
Kaksi syytä: yksi on valmistustekninen juttu jonka säästän itselleni. Jos tämä osa jää käyttöön tai edes varaosaksi keventämisen jälkeen on säätämisen jälkeen mahdollista porata ja kierteittää pohjalevyyn kolme reikää johon, säätöreikien sijasta, voi tehdä kiinteän asennuksen ja liimata ruuvit niille sijoilleen. Tositaiseksi en vain tiedä mikä kohta, tarkalleen, on se kohta jossa sytytysignaali lähtee parhaaseen mahdolliseen aikaan moottorin sytytyskierron suhteen.

Oikea sytytyshetki
Se selviää kun moottori saadaan käyntiin ja haettua ohjelmallisesti oikea sytytysajankohta. Tai signaalikiekkoa säätämällä. Tämä tieto minulta puuttuu. Siksi tein tämän rakenteen.

Signaalipyörä ruuvit pitkissä rei'issä eli kehän asetus on hienosäädettävissä lukupään suhteen.

Signaalikiekkojen "ajoitusmerkki" eli pieni nystyrä molemmissa. 

Pidätinruuvi
Tein pienen kierrereiän (M3) asianmukaiseen kohtaan. Itse asiassa ihan sama mihin kohtaan kierroksessa sillä, kuten aikaisemmasta kuvastosta selviää, tekemäni signaalipyörä täysin säädettävissä useaan asentoon. Pidätinruuvi sopinee moottorin akselin päässä olevaan leikkaukseen eikä pääse kiertymään kumpaakaan suuntaan.

Pitää tilaajalta kysyä tarkennus
Koska en ole saanut vielä tarkentavia tietoja niin en voi tehdä ihan loppuun asti varman päälle. Arvata voisi mutta se ei aina toimi. Pitäisi päästä sovittamaan moottorin akselille induktiivisen anturin kanssa. Sovitustiedoilla pääsen viimeistelemään rakenteen.

Prototyypin jälkeen
Ajoitus, ajoitus, ajoitus. Siinä kolme tärkeintä seikkaa. Ajoitus on rakennettu tähän palikkaan sisään. Kun se on saatu ajoitettua eli löydetään oikea sytytysennakon perusasetus, voidaan mitata asteissa ja sen osissa mikä kahdestatoista hampaasta on se hammas joka on "oikeassa" kohtaa moottorin käyntisykliin nähden ja moottorin akselin päässä olevan loven kanssa. Silloin voi tehdä toimivan ja yksinkertaisemman osan hoitamaan samaa asiaa. Samoin kuin oli alkuperäinenkin signaalipyörä jossa tosin on vain kaksi lovea kahdentoista sijaan. Voisi yksinkertaisesti ajatella että näytteenotto kuusinkertaistui mutta koska nyt jää hukkakipinä pois niin näytteitä tuleekin 12 per kierros. Luonnollisesti alkuperäinen anturi ei kykene tähän eikä alkuperäinen sytytyksenohjauskaan vaan ne tulevat jatkossa olemaan nykytekniikkaa.
 
Jatkuu kunhan taas Verstaalle joudan...


Ei kommentteja:

Lähetä kommentti