Verbrauchsmessung mit der Benzinpumpe
Die Benzinpumpe der Fazer fördert das Benzin nicht kontinuierlich sondern nur schubweise
und nach Bedarf. Bei jedem Pumpenhub wird eine kleine, relativ
konstante Menge befördert. Durch Messung der gefahrenen
Wegstrecke zwischen 2 Pumpenhüben kann man den Verbrauch pro Kilometer bestimmen.
Benzinpumpe Kawasaki ZXR750
Zum Experimentieren habe ich die Pumpe einer Kawasaki ZXR750 (vermutlich) benutzt. Die Bauart ist sehr ähnlich
zur originalen FZS1000-Pumpe, insbesondere der Aufbau des Unterbrecherschalters ist identisch.
Zur Funktion: Sobald Strom durch die Wicklung fliesst wird ein Anker gezogen der
1. eine Membranpumpe aktiviert die eine kleine Menge Benzin ansaugt und weiter pumpt
2. einen Unterbrecher betätigt wodurch der Stromfluss unterbrochen wird.
Der Unterbrecher sitzt am Ende des Ankers der sich bewegt. Sobald der Strom unterbrochen wurde bewegt sich der Anker durch Federkraft
zurück zur Ausgangsposition. Dann kann wieder Strom fliessen und der Vorgang wiederholt sich, solange bis der Druck an der Membran grösser
ist als die Federkraft (ca 0.2 Bar).
Ein sehr primitives aber robustes Funktionsprinzip. Ein Nachteil ist dass beim Abschalten
ein kräftiger Funke entsteht der mit der Zeit zum Abbrand der Kontakte führt.
Eine schöne Beschreibung wie solch eine Pumpe funktioniert ist hier
zu finden.
Übersicht der Einzelteile. Die schwarze Kappe sitzt als Schutz über dem Unterbrecherschalter. Der schwarze Ring im oberen Teil ist aus Gummi
und dient als Halterung und mechanische Entkopplung zum Rahmen.
Detail des Unterbrecherschalters. Das rote Kabel kommt vom
Pluspol der Batterie und ist direkt mit der Magnetspule verbunden, das schwarze Kabel geht an den Massekontakt des Gehäuses.
Der
Kontakt des Unterbrecher schaltet den zweiten Anschluss der
Magnetspule nach Masse.
Die obere Brücke des Unterbrechers (blau unterlegt) ist durch Isolatoren
elektrisch vom Gehäuse getrennt. Dort ist über ein Lötöse die zweite Verbindung zur
Magnetspule, es ist das kurze, schwarze Kabel dass im Metallkörper verschwindet.
Dieses Kabel wird angezapft und an die Ganganzeige angeschlossen. Im Ruhezustand (Schalter geöffnet) liegen dort 12V an,
im geschlossenen Zustand wird der Anschluss auf Masse gezogen (0V). In der Ganganzeige folgen noch einige Bauteile zur Impulsformung.
Das Signal geht zum Interrupt-Eingang des Prozessors.
Beim Abschalten erzeugt die Benzinpumpe, wie zu erwarten, enorme Spikes. Die Filterschaltung begrenzt die Spannungen auf ungefährliche Werte.
Bei dieser Messung lief die Pumpe im Dauerbetrieb ohne Flüssigkeit direkt an einer
Batterie. Dabei stellte sich eine Frequenz von ca. 50Hz ein. Im realen
Betrieb wird dieser hohe Takt nur sehr selten und kurzzeitig erreicht
wenn die Vergaser nach langer Standzeit leer sind. Die Masse der zu
pumpenden Flüssigkeit wird die Frequenz weiter verringern.
Kleine Zwischenrechnung mit geschätzten Werten:
Die Benzinpumpe benötigt 670 Klicks bis 1 Liter Benzin gefördert wurde. Bei Autobahn-Vollgas (250Kmh) liegt der Verbrauch bei
15Liter/100Km
-> ergibt eine Förderleistung von 37.5 Liter/Stunde oder 25125 Klicks/Stunde
-> entspricht 25125 Klicks/3600 Sekunden
= 6.98 Klicks/Sekunde.
Der Motor läuft dabei unter Vollast. Höhere Verbrauchswerte pro Zeit sollten eigentlich nicht auftreten.
Die Stromaufnahme der Pumpe im geschalteten Betrieb liegt bei 3..4A,
gemittelt liegt die Leistungsaufnahme damit bei ca 20Watt.
Modifizieren der Fazer-Benzinpumpe
Die Benzinpumpe der Fazer sitzt im rechten Rahmendreieck. Um an die elektrischen Kontakte
zu gelangen muss die schwarze Abdeckung entfernt werden. Dazu die
"gelbe" Schraube lösen. Die beiden Zuleitungskabel müssen durch die
Gummitülle zurückgeschoben werden um die Kappe abheben zu können. Dies
ist nur möglich wenn die Schutzhülle ebenfalls verschoben wird, sie ist
(offensichtlich zu diesem Zweck) zweigeteilt.
An den Massekontakt der Pumpe wird das neue Kabel angelötet (im Bild Blau). Es
wird gemeinsam mit den beiden anderen Kabeln durch die Gummitülle
geführt und im weiteren Verlauf bis zur Ganganzeige verlegt.
Software und Darstellung
Die gezählten Pumpenimpulse werden regelmässig im EEPROM des Prozessors
gespeichert, zusammen mit den gefahrenen Kilometern.
Zum Benzinverbrauch gibt es neue Anzeigebildschirme.
