Klik hier voor de Scoopbeschrijving

Klik hier voor de uitgebreide fotoserie!

De vonk
Om een vonk te krijgen is een zeer hoge spanning met een heel kleine stroom nodig. Het vermogen van de vonk is het produkt van de spanning en de stroom. Omdat de stroom zo klein is, overleef je ook de tik die je krijgt van de ontsteking van een draaiende motor!
De eenvoudigste manier om de 12 V batterijspanning om te vormen in deze zeer hoge vonkspanning is door een spoel te gebruiken (de 'bobijn'). Wanneer hier aan de laagspanningskant op de juiste manier vermogen ingepompt wordt, krijg je aan de hoogspanningskant ongeveer hetzelfde vermogen terug en kan je een vonk maken.

Normale onsteking
Bij een 'normale' ontsteking met contactpunten of met een transistorontsteking wordt, vóór het moment dat de vonk moet komen, gedurende een bepaalde tijd een grote stroom door de laagspanningskant van de spoel gestuurd. Om de vonk te maken wordt deze gelijktroom plots door de contactpunten of door de transistor onderbroken. De elektrische eigenschappen van de spoel zorgen er dan voor dat het vermogen omgezet wordt in vonkspanning (en vonkstroom).

CDI ontsteking
De CDI onsteking werkt helemaal anders dan een 'normale' onsteking. CDI staat voor Capacitive Discharge Ignition. In plaats van eerst vermogen op te bouwen in de spoel wordt hetzelfde vermogen opgeslagen in een condensator (eng. Capacitor). Een condensator kan je vergelijken met een soort oplaadbare batterij maar dan met een veel beter rendement. Wat je erin steekt kan je er (veel) later ook weer laten uitkomen. Deze condensator wordt opgeladen tot ongeveer 250 Volt. Het vermogen dat hiervoor nodig is wordt geleverd door de 2 speciale voedingsspoelen. Om de vonk te maken wordt al het vermogen dat in de condensator opgeslagen zit plots (en helemaal) doorgegeven aan de spoel (eng. Discharge). Die 'schrikt' hiervan zo erg dat ze al het vermogen omzet in vonkspanning (en vonkstroom).
Het plotse doorgeven van al de opgeslagen energie gebeurt in de CX500 CDI box door een thyristor. Een thyristor kan je vergelijken met een schakelaar die je wel kan aanzetten, maar die je daarna alleen nog kan uitzetten wanneer er geen stroom meer doorheen loopt. Het aanzetten gebeurt met een kleine stuurspanning maar het leeglopen van de condensator in de spoel zorgt voor een vrij grote stroom.
Uit wat hierboven staat volgt ook dat de CX500 CDI box per ontsteking maar 1 vonk kan geven. Het vermogen dat in de condensator zit wordt helemaal 'leeggegoten' in de spoel.
Meer recente CDI boxen gebruiken MOS-FETs. Die kan je vergelijken met schakelaars die je wel terug uit kan zetten wanneer je dat wil. Door het vermogen uit de condensator in verschillende kortere pulsen aan de spoel te geven kunnen zo enkele vonken na elkaar gegeven worden. Hierdoor verbrandt het gasmengsel beter en gelijkmatiger.

OP HET JUISTE MOMENT

Normale ontsteking
Bij een normale ontsteking wordt het ontstaan van de vonk bepaald door het moment waarop de grote stroom in de laagspanningskant van de spoel onderbroken wordt. De onderbreking gebeurt mechanisch via een nok en contactpunten of electronisch via een sensor die een transistor uit geleiding brengt.
Om bij hogere toerentallen het ontstekingsmoment te kunnen vervroegen wordt een mechanische vervroeging gebruikt. Deze bestaat meestal uit 2 gewichtjes die op de draaiende nok gemonteerd zijn en die door de middelpuntvliedende kracht naar buiten bewegen en zo het ontsteektijdstip vervroegen. De vervroeging kan maar een bepaalde maximumwaarde hebben, gewoon omdat de gewichtjes niet verder naar buiten kunnen bewegen.

CDI ontsteking
Bij de CDI ontsteking wordt zowel het ontsteekmoment als de vervroeging electronisch bepaald door drie stuurspoelen per cylinder. Een magneet op de rotor wekt op een bepaald moment een stroom van de juiste vorm op in deze spoelen.
Om voor elke cylinder een vonk te kunnen maken zitten er in de box twee afzonderlijke kringen met elk hun eigen condensator en thyristor. Voor elke kring bestaan er ook afzonderlijke stuurspoelen.

CDI BOX: HOE WERKT 'T?

Lage motortoerentallen
Voor elk van de kringen bestaat er een eigen ontsteekspoel. In elke ontsteekspoel wordt door een magneet op de voorbijdraaiende rotor op het juiste moment een stuurstroom opgewekt. Deze stroom komt altijd op een vast moment en zorgt voor het 'leeggieten' van de condensator in de spoel en zo ook voor de vonk. Met enkel deze spoelen (blauwe en oranje aansluitdraden) en een goede CDI-box kan de CX500 motor normaal al voldoende draaien om in geval van nood thuis te komen.

Hogere motortoerentallen
Om bij hogere toerentallen het ontsteektijdstip te vervroegen bestaat er voor elke kring een vervroegingsspoel. In deze vervroegingsspoelen wordt door een magneet op de rotoras ook een stuurstroom opgewekt, maar deze stroom is sterk afhankelijk van het motortoerental. De vervroegingsstroom wordt in de CDI box samengeteld met de vaste ontsteekstroom. Bij lage toerentallen stuurt enkel de vaste ontsteekstroom de thyristor. Bij oplopende toerentallen wordt de vervroegingsstroom steeds groter en komt de ontsteking ook steeds vroeger.

Zeer hoge motortoerentallen
De vervroeging die door de vervroegingsspoelen opgewekt wordt moet vanaf een bepaald toerental gestopt worden. Anders zou de ontsteking ten slotte zo vroeg komen dat de motor niet meer goed zou draaien. Deze beperking gebeurt door een derde stuurstroom die ditmaal afgetrokken wordt van de twee vorige. Deze derde stuurstroom wordt door een magneet op de draaiende rotor opgewekt in de vervroegings-stop-spoelen (één voor elke kring in de CDI box).

CDI box: Hoe zit het verpakt
In de behuizing, die van een vrij dik ijzer gemaakt is, zit vooral veel zwart rubberachtig 'opvul materiaal'. Daarbinnenin zit ergens de prinplaat met de electronica erop. De doorvoer van de aansluitdraden is gemaakt uit een speciaal gevomd rubberen doorvoerstuk. De ganse klomp 'opvul materiaal' kan je er in één keer uitduwen door in de zijkant van de doos, vlak tegen de rugkant aan, twee gaten te slijpen met een klein slijpmolentje. Wanneer je in deze gaten een schroevendraaier steekt, kan je wat erinzit loswrikken en beetje bij beetje naar buiten duwen. Let wel op dat je in het begin met de schroevendraaier vlak tegen de bodem blijft om de print of de componenten niet te beschadigen. Daarna kan je beginnen om de zwarte blurrie voorzichtig weg te prutsen. Dit ging bij mij nog het best door met een kleine precisieschoevendraaier telkens een klein 'plukje' weg te breken. Zo kom je na verloop van tijd de eerste onderdelen tegen: de 4 weerstanden van de vervroegingskringen die blijkbaar individueel box per box afgeregeld worden. Ze zitten op verhoogde aansluitingen aan de zijkanten en halfweg in de zware zwarte prut. Dieper kom je zeker de twee grote condensatoren tegen waarin het vonkvermogen opgeladen wordt. Die soldeer je best van de print wanneer je ze vrijgemaakt hebt omdat er nog verschillende componenten onder zitten. Daarna wordt het werkje steeds moeilijker omdat je helemaal niet weet wat je te wachten staat en omdat de componenten ook vrij dicht tegen mekaar zitten. Ik heb eerst alles voorzichtig weggeprutst tot op de print en pas daarna heb ik de onderdelen eraf gesoldeerd om ze stuk voor stuk na te meten met de multimeter. Achteraf gezien moet het eenvoudger zijn om de onderdelen zo snel mogelijk af te solderen. Hierdoor krijg je meer plaats om de volgende te 'ontdekken' en op het einde is het ook eenvoudiger om de laatste prut van de print te halen zonder de witte opdruk te beschadigen. Mij is dit niet helemaal gelukt hoewel het resultaat toch nog heel treffelijk is. Zo heb je tenslotte over: een lege ijzeren doos, alle componenten en de print waarop ze gesoldeerd zaten.

Op de fotos kan je zien dat het rubberachtig materiaal wel electrisch isoleert maar op één of andere manier toch vocht doorlaat: de koperen koelvlakken van de thyristoren en verschillende aansluitingen van weerstanden waren knap aan het roesten! Nu kan je ook zelf nakijken dat het schema helemaal klopt met wat je in handen hebt ! Een hele geruststelling niet? Degenen die al dit werk niet willen doen kunnen mij natuurlijk ook zo geloven..

CDI box: wat zit er elektrisch in
In de CDI-box zitten (op 1 printplaat) twee afzonderlijke kringen met elk een condensator, een thyristor en de elektronika om de drie stuurstromen te verwerken (de vaste onsteekstroom, de oplopende vervroegingsstroom en de 'vervroegings-stop-stroom').
De hoge spanning die nodig is om de condensatoren op te laden wordt geleverd door een gemeenschappelijk voedingsdeel. De wit-zwarte draad die aan massa gelegd wordt om de motor te stoppen is rechtstreeks verbonden met dit gemeenschappelijke voedingsdeel. De voedingsspanning wordt gewoon kortgesloten zodat de condensatoren niet meer kunnen opladen. Er is dan natuurlijk ook geen vonk meer en de motor valt stil.
Wanneer je, zelfs als leek, het schema bekijkt, dan merk je op dat de twee kringen in de CDI box niet helemaal gelijk zijn. In één van beide zit nog een bijkomende schakeling met een afzonderlijke (kleinere) thyristor. Nergens staat juist beschreven waar deze schakeling voor dient, maar uit het schema ervan leid ik af dat het een vorm van toerentalbeperking is. Wanneer de vervroegingsstroom in de kring met de beperking te groot wordt (bij extreem hoge toerentallen dus) wordt de kleine thyristor ontstoken en deze sluit op zijn beurt de vervroeging kort. Hierdoor werkt de ontsteking voor die cylinder niet goed meer en zal het toerental iets dalen (of toch niet verder kunnen stijgen). Waarom dit toegevoegd is weet ik niet. In mijn replica van de CDI-box bouw ik deze beveiliging niet in.

MOGELIJKE STORINGSOORZAKEN

Slechte kontakten
Omdat het 'leeggieten' van de condensatoren een vrij grote stroom geeft, moeten de kontakten in de blokstekker heel goed zijn. Ook voor de stuursignalen moeten de kontakten goed zijn, maar dan juist omdat het om zeer kleine stroompjes gaat die een grote invloed hebben op het onsteektijdstip. Veel storingen kunnen hier waarschijnlijk al opgelost worden.

Dodemansknop
Zoals hierboven al is gezegd, staat de voedingsspanning van de condensatoren ook op de stop-draad. Wanneer er ergens een verlies is tussen deze draad en de massa zal de motor ofwel plots inhouden, ofwel stilvallen ofwel helemaal niet kunnen starten. Ik las op de site een goede tip : motor laten draaien of starten in een heel donkere plaats en goed kijken of er vonkjes of ander 'gespetter' te zien is in de buurt van de dodemansknop!

Defecte voedingsspoelen aan de alternator
Blijkbaar zijn de alternator en de CDI voedingsspoelen een gekend zwak punt van de CX. Op het site en in de handboeken vind je de juiste waarden die je moet meten aan deze spoelen. Verder vind je op internet ook de 'white-fix' en de 'blue-fix' die je motor weer tijdelijk aan de praat kunnen helpen zodat je minstens thuis raakt.

Defecte vervroegingsspoelen
Ook van de vervroegingsspoelen zijn de meetwaarden terug te vinden in het handboek. Ik vermoed dat de symptomen zijn : een normaal stationair toerental en normaal rijgedrag bij lage toeren. Bij hogere toeren zal de motor vermoedelijk minder vermogen geven.

De CDI box zelf
Wanneer er een diode in de gemeenschappelijke voeding defect is kan er natuurlijk niets meer werken. Alle andere onderdelen zijn in het dubbel uitgevoerd, één voor links en één voor rechts. Dat ze alletwee samen de geest zouden geven durf ik toch betwijfelen. De motor zou dan toch op één poot moeten kunnen draaien mits genoeg gas te geven.

DE CDI-BOX UITTESTEN

Wat kan je zelf testen ?
Je kan zelf met beperkte middelen een groot deel van de CDI box testen. Wat niet op een eenvoudige manier getest kan worden zijn de hoogspannings condensatoren zelf en de 2 'vervroegings-stop-kringen'.

De testen zijn niet gevaarlijk en leveren geen gevaarlijk hoge spanningen omdat de ontsteekspoelen niet meegetest worden. Met de hieronder beschreven testmethode wordt ook alleen getest of de kringen werken en niet of ze juist afgeregeld staan, maar omdat er niets af te regelen is zal dit zeker voldoen.

LET WEL OP: doe enkel de testen die beschreven zijn en enkel met de hulpmiddelen zoals beschreven ! Je hebt nu een CDI box die hoogst waarschijnlijk nog in orde is. Als je niet oplet heb je straks een CDI box die ZEKER kapot is ! ! !

Hoe kan je het testen ?
Een CDI-box testen op de motor is zonder goede meetapparatuur (osilloscoop) niet mogelijk. Daarom wordt de box uitgebouwd en wordt er een aangepaste voeding gebruikt om te kijken of de verschillende onderdelen normaal werken. De ontsteekspoelen worden niet uitgebouwd en komen niet in de test voor.

Wat heb je nodig ?

• Een transformator die 220 Vac (wisselstroom) omzet in laagspanning. De uitgang moet ook een wisselstroom zijn en de spanning moet ergens tussen de 9 V en de 13 V zijn. Het vermogen moet minstens 5 W (Watt) zijn. Ideaal is de transformator die voor 1 kleine halogeen lamp van 12 V / 20 W gebruikt wordt.
  
  
• Een autolamp 12 V / 5 W met aansluitvoet
  
  
• Vier lampjes van achterlicht van een fiets (6V / 0.05A)
  
  
• Vier lampvoetjes hiervoor, die in een lange rij aan mekaar verbonden zijn (serie schakeling)
  
  
• Enkele snoertjes met krokodilleklemmetjes eraan (te koop per 10)
  
  
• 7 losse stekkers die in de blokstekker van de CDI box passen
  
  
• Een uitgebouwde 'verdachte' CDI box
  

Voorbereiding :
Maak een serie schakeling van de 4 fietslampjes. Ze moeten één 'lange' slinger vormen. Steek de losse stekkers in de aansluitingen van volgende draden aan de CDI box : lichtblauw, lichtblauw/wit, oranje, oranje/wit, groen, blauw en wit.
Zet 2 snoeren vast aan de 12V/5W lamp.


1. Testen van de vrijloop diode:
Doel: testen of de vrijloopdiode tussen de witte draad en de aarde (groene draad) in de CDI box in orde is.
Testresultaat: de 12V/5W lamp moet branden maar ze moet licht 'flikkeren'

Opstelling:
Zorg dat de transformator NIET onder spanning staat.

1. Verbind één aansluiting van de 12V zijde van de transformator met de stekker van de groene draad.
   
   
2. Verbind de andere aansluiting van de transformator met de 12V/5W lamp.
   
   
3. Verbind de andere aansluiting van de 12V/5W lamp met de stekker van de witte draad.
   

Kijk alles nog eens na (zie LET WEL OP hierboven!)
Zet de transformator onder spanning.
Kijk naar de 12V/5W lamp: ze moet 'flikkerend' branden.

2. Testen op kortsluitingen in de CDI box:
Doel: kijken of de thyristoren in rust gesperd zijn (geen kortsluiting vormen).
Testresultaat : de 12V/5W lamp mag niet branden

Opstelling:
Zorg dat de transformator NIET onder spanning staat.

1. Verbind één aansluiting van de 12V zijde van de transformator met de stekker van de groene draad.
   
   
2. Verbind de andere aansluiting van de transformator met de 12V/5W lamp.
   
   
3. Verbind de andere aansluiting van de 12V/5W lamp met de stekker van de blauwe draad.
   

Kijk alles nog eens na (zie LET WEL OP hierboven!)
Zet de transformator onder spanning.
Kijk naar de 12V/5W lamp: ze mag helemaal niet branden, zelfs geen beetje!

3. Testen van de thyristoren met de lagetoeren ontsteekkringen:
Doel: testen of de 2 thyristoren en de 2 lagetoeren ontsteekkringen werken.
Testresultaat: de lamp moet moet 'flikkerend' branden.

Opstelling kant A:
Zorg dat de transformator NIET onder spanning staat.

1. Verbind één aansluiting van de 12V zijde van de transformator met de stekker van de groene draad.
   
   
2. Verbind de andere aansluiting van de transformator met één kant van de fietslampjes.
   
   
3. Verbind deze aansluiting ook met de 12V/5W lamp.
   
   
4. Verbind de andere aansluiting van de 12V/5W lamp met de stekker van de blauwe draad.
   
   
5. Verbind de andere aansluiting van de fietslampjes met de stekker van de lichtblauwe draad.
   

Kijk alles nog eens na (zie LET WEL OP hierboven!)
Zet de transformator onder spanning.
Kijk naar de 12V/5W lamp: ze moet flikkerend branden.

Opstelling kant B:
Zorg dat de transformator NIET onder spanning staat.

1. Verbind één aansluiting van de 12V zijde van de transformator met de stekker van de groene draad.
   
   
2. Verbind de andere aansluiting van de transformator met één kant van de fietslampjes.
   
   
3. Verbind deze aansluiting ook met de 12V/5W lamp.
   
   
4. Verbind de andere aansluiting van de 12V/5W lamp met de stekker van de blauwe draad.
   
   
5. Verbind de andere aansluiting van de fietslampjes met de stekker van de oranje draad.
   

Kijk alles nog eens na (zie LET WEL OP hierboven!)
Zet de transformator onder spanning.
Kijk naar de 12V/5W lamp: ze moet 'flikkerend' branden.

4. Testen van de thyristoren met de vervoegingskringen
Doel: testen of de 2 thyristoren en de 2 vervroegingskringen werken.
Testresultaat: de lamp moet moet 'flikkerend' branden.

Opstelling kant A:
Zorg dat de transformator NIET onder spanning staat.

1. Verbind één aansluiting van de 12V zijde van de transformator met de stekker van de groene draad.
   
   
2. Verbind de andere aansluiting van de transformator met één kant van de fietslampjes.
   
   
3. Verbind deze aansluiting ook met de 12V/5W lamp.
   
   
4. Verbind de andere aansluiting van de 12V/5W lamp met de stekker van de blauwe draad.
   
   
5. Verbind de andere aansluiting van de fietslampjes met de stekker van de lichtblauw/witte draad.
   

Kijk alles nog eens na (zie LET WEL OP hierboven!)
Zet de transformator onder spanning.
Kijk naar de 12V/5W lamp: ze moet 'flikkerend' branden.

Opstelling kant B:
Zorg dat de transformator NIET onder spanning staat.

1. Verbind één aansluiting van de 12V zijde van de transformator met de stekker van de groene draad.
   
   
2. Verbind de andere aansluiting van de transformator met één kant van de fietslampjes.
   
   
3. Verbind deze aansluiting ook met de 12V/5W lamp.
   
   
4. Verbind de andere aansluiting van de 12V/5W lamp met de stekker van de blauwe draad.
   
   
5. Verbind de andere aansluiting van de fietslampjes met de stekker van de oranje/witte draad.
   

Kijk alles nog eens na (zie LET WEL OP hierboven!)
Zet de transformator onder spanning.
Kijk naar de 12V/5W lamp : ze moet 'flikkerend' branden.

Ik kan nu dus replica CDI boxen maken. Ik vraag wel de defecte originele box omdat ik de behuizing niet kan nabouwen en omdat de 8 polige blokstekker nergens in de handel te vinden is. Bedoeling is de nieuwe box in te gieten in de behuizing van de defecte.

Terry (hij startte van de eerste keer) heeft met het allereerste proefexemplaar gereden en vond er niks speciaal aan. Dat wil dus zeggen dat hij geen verschil voelt t.o.v. zijn originele exemplaar!

Rupert

De hier beschreven diagnoses zijn door mij uitvoerig getest en zorgvuldig beschreven. Desondanks aanvaard ik geen enkele aansprakelijkheid voor directe of indirecte schade als gevolg hiervan of hieruit voortvloeiend.

:: print deze pagina