Noch einmal VAPE - Power Dynamo

[Torsionsstab_7]

Hallo MZ-Freunde,
nach langem Zögern habe ich mich entschlossen in meiner ES250/2 die originale 6V Anlage mit Unterbrecherzündung durch eine für die ES250/2 konfektionierte VAPE-Anlage zu ersetzen. Der Handel bietet für die MZ ES 175/250/300 -/1/2, ETS250, TS250(4Gang) und TS250/1 (5Gang) den Umrüstsatz 788079900 an. Der Umrüstsatz enthält alles was benötigt wird: die 12 Volt/180W Lichtmaschine, die kontaktlose elektronische Zündung, den Regler, die Zündbox, die notwendigen Kabel, ein Relais und die Umrüstanleitung. Glühlampen, Hupe und Blinkgeber müssen allerdings separat erworben werden.

Ein Grund für den Umbau war, dass ich Gespann fahre. Eine regelmäßige Wartung der originalen 6V Anlage geht nicht, ohne den Seitenwagen abzuschrauben. Besonders auf langen Touren, fern der eigenen Werkstatt, war dies immer eine Tortur. Wer Gespann fährt weiß das.
Und jedes Mal fuhr die Angst mit: Sind die Kohleelektroden noch lang genug? Ist der Kommutator noch nicht zu sehr eingelaufen oder verbrannt? Die „gute alte“ 60W Lichtmaschine wird beim Gespann ohnehin ständig am Anschlag gefahren. Stimmt der Unterbrecher-Kontaktabstand noch? Sind die Unterbrecherkontakte noch nicht zu sehr eingebrannt? Schmiert der Filz noch? …
Bei einer Solomaschine dauert die Routinekontrolle dieser Teile vielleicht 10min und hat damit eine vernachlässigbare Dimension. Beim Gespann musst du schon für das An- und Abbauen des SW ohne Hilfe 1h (bei guter körperlicher Kondition) einplanen.
Nein, ich möchte die originale 6V Anlage nicht verdammen. Sie ist eine geniale Erfindung. Hat über Jahrzehnte hervorragende Arbeit geleistet und hat gegenüber der modernen VAPE schon nennenswerte Eigenschaften:

a) Es gibt keine Batterieentladung über den Regler während des Motorstillstands
b) Die volle Zündleistung steht bereits ab Drehzahl 0 zur Verfügung
c) Der Aufbau des Reglers ist mechanisch robust und genial einfach, seine Funktion plausibel.
d) Die Bordspannung ist einstellbar und mit dem Tipp aus [5] ein Kinderspiel
e) Er ist frei von Halbleitern und damit auch elektrisch robust gegen Überspannung, Übertemperatur, Kurzschlüssen und Strahlung
f) Bei Ausfall der Batterie kann die MZ angeschoben und gefahren werden
g) Bei Ausfall der Lichtmaschine kann die MZ auf Batterie gefahren werden

Die VAPE-Anlage besticht jedoch durch ihre Wartungsfreiheit. Die MZ kann ebenfalls ohne Batterie gestartet und gefahren werden. Eine Abwanderung der Bordspannung muss man nicht befürchten und mit 180W Lichtleistung kann man ohne Bedenken noch den einen oder anderen Verbraucher anschließen, ohne dass der Motor an der Kreuzung ausgeht: Die Zündung hängt nicht mehr von der Bordspannung ab.
Ich habe die Umrüstung sehr sorgsam vorgenommen und mich an die Empfehlungen in der Umrüstanleitung von VAPE/Power Dynamo gehalten. Außerdem gibt es unter dem Link:
https://www.youtube.com/watch?v=ug_g_sDHc2M
ein hervorragendes Video. Ein großes Dankeschön an dieser Stelle an den Urheber.

Am Ende der Umrüstung (nach ein paar kleinen Missverständnissen) hat alles wie versprochen funktioniert und ich bin glücklich. Nun wollte ich aber aus technischem Interesse tiefer in die Funktionsweise der VAPE-Anlage eindringen. Die üblichen Installationspläne geben darüber natürlich keine Auskunft. Ich machte mich an die Recherche - mit den Fragen: Wie funktioniert der Regler und seine Ladekontrolloption? Was passiert eigentlich in der Zündbox?
Ein Ziel war auch die Anfertigung funktionsorientierter Schaltpläne als persönliche Serviceunterlagen.
Es gelang mir nach und nach einige Geheimnisse der VAPE-Schaltungen zu lüften. Leider nicht Alle. Und es entstanden neue Fragen.

Mir standen folgende Literaturquellen zur Verfügung:
[1] Lothar, mz-forum.com, „Elektrik der MZ-Zweitakter“, Version 2023-03-22.
[2] „Powerdynamo Wissensdatenbank“
[3] Umrüstanleitung „12 Volt Lichtmaschine/elektronische Zündung für MZ ES 175/250/300 -/1/2,
ETS250, TS 250 (4 Gang) und TS250/1 (5 Gang) mit Lichtleistung der VAPE ETZ Anlage“
[4] „Bedienungsanleitung für die MZ-Motorräder ES 175/2 und ES 250/2“
[5] D. Wildschrei, „MZ-Schrauberbuch“ 2009

Folgende von mir verfasste Dokumente sind unter den entsprechenden Links zu finden:
[6] Dokument „VAPE LIMA & Zündung“
[7] Dokument „VAPE Regler & LKL“
[8] Dokument „ES250-2 & SW Gesamtplan“

Ich empfehle [6] bis [8] (vor allem die Schaltungen) zum besseren Gesamtüberblick immer gleichzeitig vorliegen zu haben.

Meine Interpretation der elektronischen Schaltungen hegt keinen Anspruch auf Fehlerfreiheit und Vollständigkeit. Es ist nur der Versuch. Ich möchte jedoch (schon mal vorab) meiner Faszination Ausdruck verleihen, wie in dieser Anlage, sowohl die Stabilisierung der Bordspannung als auch die Zündwinkelsteuerung mit ganz wenigen Bauteilen präzise hinbekommen wurde. Die Zauberworte: „Gesteuerte Gleichrichtung“ und „Hochspannungs-Kondensatorzündung“.

Ich hoffe auf fachliche Ergänzungen oder Berichtigungen zu den Dokumenten [6] ... [8] und werde diese (zwar nicht täglich) aber so nach und nach vervollkommnen und ggf. berichtigen. Vielleicht gelingt es auf diese Weise vollständig Licht in die VAPE-Schaltungen (zu denen auch ich in den Beiträgen Fragen habe) zu bringen.

MfG Torsionsstab_7

[bavaria blu]

Guten Morgen,

toller Beitrag. Für die TS 250 scheint es also mehrere Vape zu geben. Bei mir werkelt eine 952479900. Wo ist da eigentlich der Unterschied?

Grüße Jürgen

[dscheto]

Die 7880 hat eine stärkere LiMa, 180 statt 150 W, ich sehe da auch 2 Stück innenliegende Pickups im Gegensatz zu 1x Außenliegendem bei der 9524 und etwas veränderte Kabel - zum gleichen Preis, laut VAPE im Web.

[daniel_f]

Danke für die wirklich sehr ausführlichen Dokumente und Erläuterungen.

[Torsionsstab_7]

Danke auch für die Rückmeldung.
Leider ist mir noch völlig unklar wie die ZZP-Vorverschiebung funktioniert (Dokument: VAPE LIMA & Zündung).

[mutschy]

Das Ding rechnet halt anhand der Drehzahl, und es wird ein bestimmter ZZP realisiert. Ich persönlich halte von verstellbarem ZZP im Normalbetrieb nüscht. Auf der Rennstrecke mag es was bringen, aber für den normalen Anwender reicht ein fixer ZZP voll und ganz. Is aber nur meine Meinung.

Gruss

Mutschy

[Steffen G]

Hi!

Also ich denke, die drehzahlabhängige Zündungsverstellung bringt schon was.
In der ETZ 150.1 er hab ich ja nur die kleine elektronische Zündung, die hat das auch.
Die springt immer an, ohne zurückschlagen,
ermöglicht sehr hohe Drehzahlen,
hält den Leerlauf stabil,
also ich bin absolut zufrieden damit. Und wartungsfrei.

Die Anlage von Vape, Komplettanlage, die ich in der AWO habe,
hat 4 kleine Schalter.
Da kann man je nach belieben ich glaub 12 verschiedene Zündkurven einstellen.
Da haben viele Leute das schon durchprobiert.
Ich aber nicht, ich hab die so eingestellt, wie es für die AWO vorgesehen ist,
und es läuft... Und auch sehr gut.

[dscheto]

Das Ding rechnet halt anhand der Drehzahl, und es wird ein bestimmter ZZP realisiert. Ich persönlich halte von verstellbarem ZZP im Normalbetrieb nüscht. Auf der Rennstrecke mag es was bringen, aber für den normalen Anwender reicht ein fixer ZZP voll und ganz. Is aber nur meine Meinung.
Gruss
Mutschy

Bei MZ kann ich nicht mitreden (Quatsch, mein Sohn hat in der TS die Vape komplett und ist sehr zufrieden), aber meine 2-Zyl.-BMW hat das, original Fliehkraft und Kontakt - und jetzt Umstellung auf elektronisch. Ohne hast Du zu wenig Leistung bei hohen Drehzahlen, das ist wirklich spürbar, wenn man mit den eingespeicherten elektronischen Kurven spielt. Anbieter gibt es einige, S-H z. Bsp. macht pro Umdrehung 4 Messungen der Kolbenstellung (andere haben nur 1 Signal) und berechnet von 700 - 4500 UPM für jede Drehzahl den ZZP. Der Leerlauf ist nun wie bei einem 6-Zylinder ...

[Mechanikus]

Viertakter brauchen einen größeren Verstellbereich der Zündung. Eine AWO beispielsweise ist ohne Zündverstellung, also mit statischem Zündzeitpunkt, gar nicht ordentlich fahrbar. Entweder dreht sie nicht, oder hat keinen Leerlauf und springt nicht an.
Deshalb ist das schlecht vergleichbar. Im Falle Zweitakt-MZ und Vape reicht tatsächlich ein fester Zündzeitpunkt. Freilich kann man mit einer programmierbaren Zündkurve noch einen gewissen Rest herauskitzeln. Vor allem im Bereich der Beschleunigung.

[Torsionsstab_7]

Die VAPE-Anlage, die für die oben aufgelisteten MZ angeboten wird und die ich installiert habe, liefert einen nahezu festen ZZP für den gesamten Arbeits-Drehzahlbereich. Es wird nichts gezählt oder berechnet. Es gibt keinen digitalen IC in dieser VAPE. Die Zündschaltung ist eine rel. einfache Analogschaltung (Zusammenspiel Lichtmaschine und Zündbox; siehe Anhang "VAPE LIMA & Zündung" oben). Das mag ernüchternd klingen.
Das Verhalten des "guten alten" Fliehkraftverstellers, der in die MZ Zündanlagen bis 1969 eingebaut wurde, ist in der VAPE nicht nachgebildet. Muss er auch nicht und das hat seinen Grund:
Der alte Fliehkraftversteller hatte nicht die Aufgabe eine drehzahlabhängige ZZP Verschiebung zur Leistungsoptimierung oder Spriteinsparung des Motors zu bewirken. Er hatte vielmehr die Aufgabe blaue Flecke am Fuß zu vermeiden: Dieser Fliehkraftversteller hielt den Zündwinkel bei Motorstillstand einschliesslich sehr langsamer Motordrehung (etwa bei zu zaghaftem Antreten) auf 0° vor OT ("Spätzündung"). Bei solch niedrigem Zündwinkel genügt der geringste Schwung der Kurbelwelle, den Motor nur nach vorn losgehen zu lassen. Sobald der Motor lief, wurde der Zündwinkel auf den für Fahrbetrieb vorgegebenen festen Wert (etwa 21°vor OT bei 175/250 qcm Motoren) umgestellt.
Die VAPE Zündung tut das nicht. Trotzdem schlägt der Kickstarterhebel nicht zurück. Auch dann nicht (oder besser: gerade dann nicht) wenn zaghaft getreten wird. Das liegt daran, dass bei der VAPE-Zündanlage der Zündfunke erst bei "kickstartergetretenen" Drehzahlen erzeugt wird. [Umrüstanleitung S. 14]. Bei allzu zaghaftem Treten reicht schlichtweg die Zündenergie nicht aus um den Motor zu zünden. Erst bei "beherzt-konsequentem" Durchtreten des Kickstarters reicht die Zündenergie und der Motor springt an.
Zusammengefasst: Bei der herkömmlichen Unterbrecherzündung (60-er Jahre) ist die volle Zündenergie schon bei Motorstillstand verfügbar. Der Hebelrückschlag wurde durch Verringerung des Zündwinkels vermieden. Bei der Vape entsteht ein wirksamer Zündfunke erst ab "kickstartergetretener Drehzahl".

Nach Installation der VAPE-Anlage bemerkte ich im unteren Drehzahlbereich bis etwa 1500 U. eine leichte Vorverschiebung des ZZP um ein paar wenige Grad. Eine Erklärung dieses Phänomens habe ich im Beitrag "VAPE LIMA & Zündung" (5. Gedanke) versucht. Hier bitte ich um Kritik.

[Knatterich]

Hallo,
Vielen Dank für den Informativen und (auch gerade für mich als Kuperwurm -Verängstigten) verständlichen Bericht 👍👍👍
Kann ich beim Umbau meiner ES berücksichtigen.
Dankbare Grüße