Vespa'ernes elektriske side

Med denne artikel vil jeg forsøge at udvide kendskabet til, og forståelsen for, de elektriske kredsløb i klassiske Vespa'er.

Erfaringen igennem nogle år siger mig, at ikke så få Vespa ejere har problemer med den elektriske installation som nødvendigvis må være i ethvert køretøj. En svag forlygte, en baglygtepære som kun holder i kort tid, et for svagt stoplys eller en baglygte som næsten slukker under bremsning, er nogle af de mest typiske fejl. Selv for folk med forstand på den slags kan det give hovedbrud, fordi man gennem hele Vespa'ens mangeårige levetid ustandselig har ændret designet radikalt, og indført så hyppige små-ændringer, at man aldrig kan være sikker på hvordan netop den Vespa, som man står overfor, er konstrueret.

En spøgefugl har engang sagt, at Vespa'ens design er guddommeligt, men desværre overlod han designet af det elektriske system til en anden!

I hvert fald er det som om ingeniørerne hos Piaggio aldrig rigtigt blev tilfredse, og derfor ustandselig skulle prøve en anden måde at gøre det på. Eller måske skiftede man ingeniørerne ud hver gang man skiftede model? Manglen på systematik i udviklingsforløbet er således påfaldende. Men for de af jer, som selv restaurerer eller måske blot "roder" med sin egen scooter, vil jeg forsøge at hjælpe til en bedre forståelse af strømmens uransagelige veje.
Som tidligere vil jeg nøjes med at fokusere på de mest klassiske Vespa modeller, d.v.s. de fleste 125-180cc fra årene ca. 1955 - 1979. Altså ingen 50cc modeller og heller ingen P-modeller. De sidste er væsentlig mere komplicerede at rode med for amatører p.g.a. den elektroniske regulator.

Lad os begynde med det grundlæggende, som er fælles for alle modeller. Bag svinghjulet findes en vekselstrømsgenerator og ovenover motoren en lednings-samlebox. På styrets højre side   findes lyskontakten og i midten et lygtehus med hoved- og parkeringslys samt som regel et speedometer. Desuden er der et horn og en bremsekontakt til stoplyset.

I året 1820 opdagede vores landsmand Ørsted, som den første, at en jævnstrøm igennem en spole skaber et magnetfelt. Det omvendte er heldigvis også tilfældet, for det er sådan generatoren i vores vespa fungerer. Blot skal kraften i magnetfeltet være varierende og den genererede spænding vil veksle tilsvarende. På statorpladen er anbragt tre eller flere spoler, viklet på ankre af lamellerede jernplader (for at forhindre hvirvelstrømstab i kernen). Udenom roterer 6 permanente magneter som samtidigt fungerer som svinghjul. De danner et vekslende sinusformet magnetfelt i spolerne når motoren drejer, og skaber således en vekselstrøm i spolernes kobbertråd.

Den ene spole forsyner altid tændrøret med en højspændingspuls for hver omdrejning, styret af knikserkontakten og krumtapakslen. På alle modeller (undtaget GS150) er denne spole parallelforbundet med kontakten og den udvendige tændspole. Kontakten kortslutter spolen i ca halvdelen af en omdrejning, men afbryder samtidigt med at magnetfeltet er på vej mod maximum. Derved skabes en spændingspuls på flere hundrede volt, som igen bliver transformeret op til mange tusinde volt i tændspolen. På de aller ældste modeller er tændspolen dog integreret inde i statoren.

De to andre spoler forsyner scooteren med lys, men de er forbundet på flere mystiske måder.  Enkelte modeller har en fjerde spole til stoplys.

Generatoren leverer altså en  vekselspænding med en frekvens (og spænding) der er afhængig af motoromdrejningerne. Derfor vil lyset normalt være noget svagere når motoren går i tomgang. På alle modeller uden batteri forsynes alle lamper med vekselspænding, normalt 6V. Nu er det sådan, at de fleste modeller er produceret i versioner både uden og med batteri. Det skyldes nogle markeders krav om at man skal kunne tænde et parkeringslys, når man forlader sin scooter på en mørk vej. Jeg har dog svært ved at forestille mig den situation opstå i virkeligheden - hvis man virkelig gjorde det ville batteriet nok ikke holde længe!

På batteri-modeller har man altid en blanding af jævn- og vekselspænding. Det er (selvfølgeligt) forskelligt hvordan disse to spændingskredsløb er designet, men som regel er forlygten forsynet med vekselspænding direkte fra generatoren, og batterispændingen bruges så til parkeringslys, stoplys og evt. blinklys. Men ingen regel uden undtagelse. Batterier skal jo oplades med jævnstrøm, og det sker ved at ensrette vekselspændingen fra en af spolerne i statoren.
Det var det generelle omkring generatoren. Detaljerne for hver enkelt Vespa-model skal ses af de elektriske diagrammer - det vender jeg tilbage til.
Som nævnt er batteri-modeller for synet med en ensretter til opladning. Da vi her snakker om køretøjer fra 1950'erne er der i de fleste tilfælde tale om selen-ensrettere. Disse har det med at blive dårlige med tiden. Dels kan den indre modstand blive for stor så ladestrømmen falder, dels vil den med tiden stigende lækstrøm efterhånden aflade batteriet igennem statorspolen. Hvis dette er et problem vil det hjælpe gevaldigt at udskifte den gamle ensretter med en siliciumdiode, eller i tilfældet GS150, med fire dioder i en såkaldt brokobling.
Fælles for alle modeller er, at de permanenter magneter inde i svinghjulet skal være tilstrækkeligt kraftige for at generatoren kan levere den nødvendige effekt til forlygten (som er den største belastning). Faktisk er svage magneter den almindeligste årsag til en svagtlysende lygte, manglende ladning af batteri eller svag tænding.
Permanente magneter mister deres magnetisme hvis de gennem længere tid ikke kortsluttes magnetisk. Hvis et svinghjul f.eks. har ligget i en rodekasse i mange år uden jernankre på polerne, kan det have mistet sin magnetisme. Derfor bør man så vidt muligt opbevare svinghjulet med statorpladen indeni, eller placere 6 jernplader over polerne.

Men hvordan ved man så, om magneterne er i orden? Der findes en tommelfingerregel der siger, at hver magnet skal kunne "holde" en kraftig skruenøgle el. lign. på omkring et kilo. Nogen nøjagtig metode til at undersøge magneternes tilstand findes ikke, men er man i tvivl (se på forlygten) kan det betale sig at få magneterne opladet. Dette sker ved at påføre en meget kraftig magnetisk impuls fra et dertil indrettet apparat. Desværre er der ikke mange som kan udføre denne operation. Alternativt kan man måske investere i et nyt svinghjul, og det hjælper!

Fejlfinding på statorspolerne

Generelt er det vanskeligt at finde en evt. fejl i en spole. I princippet kan en spole have følgende tænkelige fejl:

Den kan være afbrudt, d.v.s. kobbertråden knækket et sted. Dette kan testes med et ohmmeter eller en gennemgangstester lavet af et batteri og en lampe. DC-Modstanden i spolerne skal være meget lav - i størrelsesordenen nogle få ohm.

Den kan være kortsluttet til stel. De fleste spoler har i forvejen den ene ende af tråden til stel (chassis). For at måle om det er tilfældet, må man først afbryde begge to (eller alle tre) forbindelser til spolen, hvorefter der ikke må være nogen afledning til stel.

Der kan være en kortslutning internt mellem vindingerne. Denne situation er nærmest umulig at finde uden specielle måleinstrumenter, så her må man prøve med en anden, hvis der er tvivl.

Parallelt med knikserkontakten (eller platinerne) sidder altid en kondensator. En fejl i denne kan føre til en for svag eller ustabil gnist i tændrøret. Har man problemer med tændingen og alligevel adskilt statoren, kan det anbefales at skifte kondensatoren for en sikkerheds skyld. For de som måtte have et multimeter med kapacitetsmåling kan jeg oplyse, at kapaciteten er omkring 0,3 µF. Men, en sådan kondensator kan være i orden når man måler den - og så alligevel fejle når der kommer højspænding på!

Har du gentagne problemer med kondensatoren kan du evt. prøve denne danskproducerede keramiske version.

Et lille ord om lamper. De fleste klassiske Vespa'er er forsynet med en forlygtepære med soklen BA20d. Den har to glødetråde, den ene er anbragt foran den anden og har desuden en skærm så den lyser "kort lys". Den var tidligere lidt svær at skaffe især i 6V udgaven, men nu laver kineserne en masse af dem. De laver også halogen-versioner, men pas på - dem jeg har prøvet har glødetrådene monteret ved siden af hinanden, så lygtens fokuserings punkt bliver helt forkert. Det er synd, for halogenpærer har meget længere holdbarhed, også overfor mekaniske rystelser, som ingen Vespa kan sige sig helt fri for.

Nu følger en kort beskrivelse af de enkelte kredsløb. Jeg har inddelt dem i 7 grupper, 4 med batteri og tre uden. Når flere diagrammer er slået sammen skyldes det, at de har samme overordnet elektriske system selvom ledningsføringen kan være uens.

Med batteri:

Diagram nr. 1    VB1, VGL1, VL1-3
Her er tale om widebody-modeller fra sidste halvdel af 1950'erne. Af statorens tre spoler bruges den ene altid til at generere højspænding til tændrøret. De to andre er her koblet direkte i parallel, for at fordoble den afgivne strøm. Som på alle andre batterimodeller er her en blanding af jævn (DC)- og vekselstrøm (AC). I kontaktens ene yderstilling forsynes parkeringslys, baglys og speedo-lys med DC fra batteriet. I den anden yderstilling bliver alle lamper (undtagen p-lys) koblet på de to statorspoler og kører altså på vekselspænding. I den situation anvendes batteriet slet ikke, men det oplades altid fra de samme to statorspoler gennem en spole og ensretter. Spolen har til opgave at holde ladestrømmen nogenlunde konstant uafhængig af motoromdrejningerne. Hornet forsynes altid med AC.

Diagram nr. 2    VSB1, VS5
Dette er Gran Sport modellerne. VSB1 GS160 har kun sjældent batteri, så dette er først og fremmest typisk for VS5 GS150 (jeg har fravalgt VS1-4 da disse er sjældne). Denne model er den eneste som ALTID har batteri, og afviger fra alle andre ved at tændingen er batteridrevet! Det er et mysterium hvorfor Piaggio pludselig (og kun på Gran Sport) indførte batteritænding, som man på alle følgende modeller gik bort fra igen. Systemet er som man altid har anvendt i biler: den udvendige tændspole gennemløbes af en konstant jævnstrøm sålænge tændingskontakten er lukket, hvilket den er i ca halvdelen af tiden. Når kontakten bryder, afbrydes også magnetfeltet i spolen pludseligt og det giver en højspændingspuls til tændrøret. Husk, GS-ejere, at når nøglen er tændt og motoren endnu ikke startet, er der 50 % sandsynlighed for at tændspolen trækker 4 Ampere fra batteriet !!
To statorspoler giver ca 6V og er direkte parallelkoblede for at kunne give dobbelt strøm.

Tændingsomskifteren er kompliceret men fungerer sådan: I midterstilling er alt afbrudt. Drejes en gang til venstre kobles p-lys og baglys på batteriet. Så kan man forlade sin scooter med lys på og tage nøglen ud. I første stilling til højre kobles tændspolen på batteriet, så kan der startes. I næste stilling er alt undtagen hovedlyset forsynet fra batteriet, men i yderste højrestilling kobles hoved- og baglys på statorspolerne, mens tænding, stoplys og horn stadig kører på batteriet. Baglygten for altså AC eller DC afhængig af situationen. Vekselspændingen fra den sidste spole ensrettes i en brokoblet dobbeltensretter, som giver ladestrøm til batteriet.
GS150 er den eneste vespa som kræver batteri for at kunne starte.

Diagram nr. 3    VBA1, VBB1, VGLA1, VGLB
Diagram nr. 4    VBB1, VLA1
Disse kredsløb har mindre forskelle især i ledningsføringen til minus (stel), men den overordnede funktion er den samme.
Tændingskredsløbet kører på separat spole og er helt uafhængig af lyskontaktens stilling. D.v.s. motoren kan altid startes, og den stoppes ved et momentant tryk på stopknappen.
De to statorspoler er ført op til omskifteren separat, men bliver alligevel koblet sammen via nogle ekstra kontakter i yderstillingerne. Kører man med positionslys er det batteriet der "trækker" alle lamper, men kører man med hovedlys kobles de over på vekselspændingen fra spole 1 og 2. Kun stoplyset forsynes altid fra batteriet. Modellerne er lidt tilfældigt forsynet med enten et AC- eller et DC horn.
Batteriet lades via en enkeltensretter som på diagram 4 sidder på spole 2, og på diagram 3 på spole 1 via en ekstra vikling på spole 1. Denne ekstra spole må formodes at have en strømstabiliserende virkning på ladestrømmen.

Diagram nr. 5    VNB1-2
VNB har integreret tændspole inde i statoren. Igen er spole 1 og 2 direkte parallelkoblet i samleboksen, og igen skiftes lamperne mellem DC (uden hovedlys) og AC (med hovedlys). Positionslyset har her en lidt speciel tilslutning mellem et udtag på spole 2 og omskifteren. Batteriet lades via en diode fra en ekstra vikling på spole 1, og bruges her kun til stoplys.

Uden batteri: 

Diagram nr. 6    VNA1
Diagram nr. 7    VNB1
VNA/B har indvendig tændspole.
Uden batteri har vi kun med vekselspænding at gøre, så her har man indført en ekstra spole (3) kun til at drive stoplyset, hvis et sådant findes. Ellers er designet nogenlunde som tidligere - alt lys drives af spole 1 og 2 i parallel, og hornet er selvfølgeligt et AC horn.

Diagram nr. 8    VBA1, VBB1, VGLA1, VGLB1
Her finder vi bl.a. Gran Luxe modellerne som hører til de mest udbredte i vores land.
Traditionel tænding med udvendig tændspole og stopknap på styret. Statorspolerne 1 og 2 sammenkobles når der er brug for dem, og driver hoved- og baglys. Undtaget i stilling positionslys, hvor spændingen tages fra en ekstra vikling på spole 1. En ekstra spole (3) driver kun stoplyset.

Diagram nr. 9      VNB2-5
Diagram nr. 10    VBB2, VLA1, VSB1, VSC1
Diagram nr. 11    VNB6, VNC1, VNL2-3, VBC1, VLB1, VSB1, VSD1
Alle disse modeller har en meget anderledes måde at fordele den elektrisk effekt på. Spole nr. 2 driver horn og forlygte i serie. Man skal her forestille sig, at spolen leverer en konstant vekselstrøm i stedet for en konstant spænding. Generatoren har nemlig en vis indre modstand som gør at spændingen altid vil afhænge af belastningen (pærerne). Hvis disse har den rigtige effekt er belastningen (og dermed spændingen)  konstant. Men her varierer belastningen fordi lygte og horn sidder i serie (eller forlængelse). Det pudsige er nu, at man afbryder lygten ved at kortslutte den! Hvis man hverken tænder lygten eller hornet vil spolen være direkte kortsluttet og strømmen løber bare rundt i ledningerne. Hornkontakten er nu en afbryder - den ophæver den kortslutning den normalt laver, hvorved strømmen løber gennem hornet. Det har den ulempe, at lygten vil lyse svagere når man bruger hornet. Men generatoren vil kompensere delvist herfor ved at levere en højere spænding.

Spole 1 er endnu mere usædvanlig ved ikke at være relateret til chassis. Den er "svævende". På dens ene side kan strømmen løbe igennem stoplyset, hvis kontakten har "afbrudt". På dens anden side sidder pærerne til baglys, parkering og speedometer i parallel. Hvis alt lys er slukket, vil begge spolens sider være forbundet til stel.

Det er vigtigt at bemærke, at denne omvendte serieforbindelse forudsætter, at horn og lygter har den rigtige effekt (belastning) i forhold til hinanden. Anvender man f.eks. blot én forkert pære, vil det ødelægge balancen, hvilket i værste fald kan medføre at de andre pærer springer! Bemærk, at også stoplyskontakten er "omvendt" - den afbryder når man træder på bremsen.

Diagrammerne
Klik på linkene ovenfor for at downloade de respektive diagrammer i PDF-format.
(din PC skal kunne vise dette format)

Home