DE1169202B - Ignition device for internal combustion engines - Google Patents

Description

Zündeinrichtung für Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine Zündeinrichtung für Brennkraftmaschinen mit einer Hochspannungszündspule, deren Primärwicklung aus einer Stromquelle über mindestens zwei miteinander in Reihe geschaltete Transistoren mit Strom versorgt wird, von denen jeder mit seiner Basis an eine gemeinsame, den Zündzeitpunkt bestimmende Steuervorrichtung angeschlossen ist.Ignition device for internal combustion engines The invention relates an ignition device for internal combustion engines with a high-voltage ignition coil, their primary winding from a power source via at least two in series with one another switched transistors are powered, each of which is connected to its base connected to a common, the ignition timing determining control device is.

Bei bekannten Zündvorrichtungen, bei denen nur ein einziger Transistor mit der Primärwicklung in Reihe geschaltet ist, tritt die Schwierigkeit auf, daß bei verrußten Zündkerzen die zur Verfügung stehende Spannung an den Zündelektroden nur niedrige Werte erreicht und dann zu Aussetzern führt, weil bei derartigen Zündanlagen das Übersetzungsverhältnis mit Rücksicht auf die zulässigen Sperrspannungen des Transistors verhältnismäßig hoch gewählt werden muß. Es ist bereits vorgeschlagen worden, zur Erhöhung der bei verrußten Zündkerzen zur Verfügung stehenden Zündleistung zwei Transistoren mit ihren Emitter-Kollektor-Strecken in Reihe zu schalten und jedem dieser Transistoren eine von zwei galvanisch getrennten Wicklungen eines Steuertransformators zuzuordnen, um sicherzustellen, daß beide Transistoren gleichzeitig sperren bzw. öffnen. Derartige Anordnungen sind jedoch verhältnismäßig aufwendig und erfordern für die Steuerstromkreise der Transistoren Zeitkonstanten, die mindestens gleich groß sind wie die für die Zündstromkreise geltende Zeitkonstante, weil sonst die in den Eisenteilen der Hochspannungsspule für die Zündleistung zur Verfügung stehende magnetische Energie nur zu einem kleinen Teil ausgenützt werden kann.In known ignition devices in which only a single transistor is connected in series with the primary winding, the problem arises that in the case of sooty spark plugs, the voltage available at the ignition electrodes only reached low values and then leads to misfires, because with such ignition systems the transmission ratio with regard to the permissible blocking voltages of the Transistor must be chosen relatively high. It's already suggested to increase the ignition power available for sooty spark plugs to connect two transistors in series with their emitter-collector paths and each of these transistors one of two galvanically separated windings of a control transformer to be assigned to ensure that both transistors are blocked or blocked at the same time. to open. Such arrangements are relatively complex and require for the control circuits of the transistors time constants that are at least equal are as large as the time constant applicable to the ignition circuits, because otherwise the available in the iron parts of the high-voltage coil for the ignition power magnetic energy can only be used to a small extent.

Eine wesentliche Vereinfachung, bei der trotzdem eine genaue zeitliche übereinstimmung im Betriebsverhalten der miteinander in Reihe geschalteten Transistoren sichergestellt wird, ergibt sich gemäß der Erfindung, wenn in der Verbindungsleitung von der Basis des unmittelbar an die Primärwicklung angeschlossenen Transistors zur Steuervorrichtung ein Gleichrichter angeordnet ist, dessen Durchlaßrichtung mit der Durchlaßrichtung der an ihn angeschlossenen Emitter-Basis-Strecke dieses Transistors übereinstimmt.A major simplification, which nevertheless has an exact time Correspondence in the operating behavior of the transistors connected in series with one another is ensured, results according to the invention when in the connecting line from the base of the transistor directly connected to the primary winding a rectifier is arranged for the control device, the forward direction of which with the forward direction of the emitter-base path connected to it this Transistor matches.

Die Erfindung ist an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels einer Transistorzündeinrichtung näher beschrieben und erläutert. Es zeigt F i g. 1 die Zündeinrichtung in der Ansicht und F i g. 2 in einem Schaltschema.The invention is based on an embodiment shown in the drawing a transistor ignition device described and explained in more detail. It shows F i g. 1 the ignition device in the view and FIG. 2 in a circuit diagram.

Die zum Betrieb einer nicht dargestellten Vierzylinder-Viertakt-Brennkraftmaschine bestimmte Zündeinrichtung umfaßt einen Zündverteiler 10 mit eingebautem, in F i g. 1 nicht erkennbarem Unterbrecher, einer Zündspule 11 und einer weiter unten näher beschriebenen, mit Transistoren 12 und 13 ausgerüsteten Schalteinrichtung, die in einem mit einem Bügel 14 am Gehäuse der Zündspule befestigten Gehäuse 15 untergebracht ist.The ignition device intended for the operation of a four-cylinder four-stroke internal combustion engine (not shown) comprises an ignition distributor 10 with a built-in ignition device shown in FIG. 1 not recognizable interrupter, an ignition coil 11 and a switching device, described in more detail below, equipped with transistors 12 and 13, which is accommodated in a housing 15 fastened to the housing of the ignition coil with a bracket 14.

Die Zündspule 11 hat eine mit wenigen Windungen dicken Drahtes ausgeführte Primärwicklung 20, die zusammen mit der etwa 200mal soviel Windungen dünnen Drahtes umfassenden, zur Erzeugung der Hochspannungszündstöße dienenden Sekundärwicklung 21 auf einem gemeinsamen, bei 22 angedeuteten Eisenkern sitzt. Beide Wicklungen sind über eine gemeinsame Anschlußklemme 23 an Masse und an die Minusklemme einer in F i g. 2 bei 24 angedeuteten 6-V-Batterie angeschlossen. Das andere Ende der die Hochspannung führenden Sekundärwicklung 21 steht über einen Steckkontakt 25 und ein zum Verteiler 10 führendes Kabel 26 mit dem in F i g. 2 bei 27 angedeuteten Verteilerarm 27 in Verbindung, der mit halber Kurbelwellendrehzahl über die aus dem Verteilergehäuse herausragende Verteilerwelle 28 antreibbar ist und bei seinem Umlauf die Zündenergie abwechslungsweise über eine der vier Verteilerelektroden 29 einer von vier auf der Brennkraftmaschine sitzenden Zündkerzen zuführt, von denen in F i g. 1 nur eine bei 30 angedeutet ist.The ignition coil 11 has a primary winding 20 made with a few turns of thick wire, which sits on a common iron core indicated at 22 together with the secondary winding 21, which comprises around 200 times as many turns of thin wire and is used to generate the high-voltage ignition surges. Both windings are connected to ground via a common connection terminal 23 and to the negative terminal of one in FIG. 2 connected at 24 6 V battery indicated. The other end of the secondary winding 21 carrying the high voltage is connected via a plug contact 25 and a cable 26 leading to the distributor 10 to the circuit shown in FIG. 2 at 27 indicated distributor arm 27 in connection, which can be driven at half the crankshaft speed via the distributor shaft 28 protruding from the distributor housing and, as it rotates, alternately supplies the ignition energy via one of the four distributor electrodes 29 to one of four spark plugs located on the internal combustion engine, of which in F i g. 1 only one at 30 is indicated.

An eine im Isolierstoffdecke131 der Zündspule verschraubte Anschlußklemme 32 ist das zweite Ende der Primärwicklung 20 der Zündspule angeschlossen und über eine Leitung 33 an eine Anschlußklemme 34 der im folgenden näher beschriebenen Schaltvorrichtung 15 geführt. The second end of the primary winding 20 of the ignition coil is connected to a connection terminal 32 screwed into the insulating material cover 131 of the ignition coil and is led via a line 33 to a connection terminal 34 of the switching device 15 described in more detail below.

Die beiden Transistoren 12 und 13 liegen zwischen der eben erwähnten Klemme 34 und einer an der Unterseite des Gehäuses 15 sitzenden Anschlußklemme 35, die über eine Leitung 36 mit der Plusklemme der Batterie 24 verbunden ist, und sind mit ihren Emitter-Kollektor-Strecken in Reihe geschaltet. Die Basis des Transistors 12 ist erfindungsgemäß in einen gemeinsamen, mit dem Unterbrecherhebe138 verbundenen Anschlußpunkt 39 über einen Gleichrichter 40 geführt, dessen Durchlaßrichtung so gewählt ist, daß der vom Emitter zur Basis des Transistors fließende Steuerstrom an diesem Gleichrichter nur einen kleinen Widerstand findet. In gleicher Weise ist die Basis des Transistors 13 über einen Gleichrichter 41 mit der Klemme 39 bzw. dem Unterbrecherhebel38 verbunden. Zwischen dem Basisanschluß und diesen Gleichrichtern liegt jeweils ein Schutzwiderstand 42 bzw. 43, während zwischen der Basis und dem Emitter beim Transistor 12 ein Widerstand 44 und beim Transistor 13 ein Widerstand 45 angeordnet ist. Um die Transistoren 12 und 13 gleichmäßig zu belasten, sind ihre Emitter-Kollektor-Strecken durch einen Nebenwiderstand 46 bzw. einen gleich großen Widerstand 47 überbrückt.The two transistors 12 and 13 are located between the aforementioned terminal 34 and a terminal 35 seated on the underside of the housing 15 , which is connected via a line 36 to the positive terminal of the battery 24, and are in series with their emitter-collector paths switched. According to the invention, the base of the transistor 12 is routed to a common connection point 39 connected to the interrupter 138 via a rectifier 40, the conduction direction of which is selected so that the control current flowing from the emitter to the base of the transistor has only a small resistance at this rectifier. In the same way, the base of the transistor 13 is connected to the terminal 39 or the interrupter lever 38 via a rectifier 41. Between the base terminal and these rectifiers there is a protective resistor 42 and 43, respectively, while a resistor 44 is arranged between the base and the emitter of the transistor 12 and a resistor 45 of the transistor 13. In order to load the transistors 12 and 13 evenly, their emitter-collector paths are bridged by a shunt resistor 46 or a resistor 47 of the same size.

Solange der bei 50 angedeutete, auf der Verteilerwelle 28 sitzende Unterbrechernocken den Unterbrecherhebel 38 von seinem feststehenden, mit Masse verbundenen Gegenkontakt 51 noch nicht abhebt, fließt über die Gleichrichter 40 und 41 ein durch die Widerstände 42 bzw. 43 begrenzter Basisstrom, der jeden der Transistoren 12 und 13 stromleitend macht. Dann kann über die Emitter-Kollektor-Strecke dieser Transistoren zu der Primärwicklung 20 der Zündspule ein hoher Magnetisierungsstrom fließen und im Eisenkern 22 ein starkes Magnetfeld aufbauen. Sobald der Unterbrechernocken 50 den Unterbrecherhebel 38 abhebt, wird der über die Gleichrichter 40, 41 gehende Steuerstrom der Transistoren unterbrochen, wobei die beiden Gleichrichter in bezug auf den Stromlauf jetzt zueinander entgegengesetzt gepolt sind und dadurch eine sichere Trennung der beiden Transistoren gewährleisten. Beide Transistoren gelangen daher gleichzeitig in ihr Sperrgebiet und unterbrechen den über die Wicklung 20 gehenden Primärstrom der Zündspule, so daß in der Sekundärwicklung eine hohe Zündspannung induziert wird.As long as the interrupter cam indicated at 50 and sitting on the distributor shaft 28 does not lift the interrupter lever 38 from its stationary counter-contact 51 connected to ground, a base current limited by the resistors 42 and 43 flows through the rectifiers 40 and 41, which flows through each of the transistors 12 and 13 makes it conductive. A high magnetizing current can then flow through the emitter-collector path of these transistors to the primary winding 20 of the ignition coil and build up a strong magnetic field in the iron core 22. As soon as the interrupter cam 50 lifts the interrupter lever 38, the control current of the transistors via the rectifiers 40, 41 is interrupted, the two rectifiers now being polarized in opposite directions with respect to the current flow and thus ensuring a reliable separation of the two transistors. Both transistors therefore reach their blocking area at the same time and interrupt the primary current of the ignition coil passing through winding 20, so that a high ignition voltage is induced in the secondary winding.

Um die Transistoren vor Überlastung zu schützen, wenn die Brennkraftmaschine bei geschlossenem Unterbrecher stillsteht, ist in die Verbindungsleitung 36 vom Pluspol der Batterie 24 zu dem an die Widerstände 45 und 47 angeschlossenen Emitter des Transistors 13 ein Widerstand 60 von etwa 0,1 Ohm eingeschaltet. In vielen Fällen ist es ausreichend, wenn nur der an die Primärwicklung 20 angeschlossene Transistor 12 durch den Gleichrichter 40 geschützt und der andere Transistor mit seiner Basis über den Schutzwiderstand 43 direkt mit dem Unterbrecherhebel 38 verbunden ist.In order to protect the transistors from overload when the internal combustion engine is at a standstill with the circuit breaker closed, a resistor 60 of about 0.1 ohms is switched on in the connecting line 36 from the positive pole of the battery 24 to the emitter of the transistor 13 connected to the resistors 45 and 47. In many cases it is sufficient if only the transistor 12 connected to the primary winding 20 is protected by the rectifier 40 and the base of the other transistor is connected directly to the interrupter lever 38 via the protective resistor 43.

An Stelle eines Unterbrechers kann selbstverständlich auch ein vierpoliger Wechselstromgenerator vorgesehen sein, der mit der Verteilerwelle umläuft und bei jeder Umdrehung vier kurze Sperrimpulse für die Transistoren liefert.Instead of a breaker, a four-pole one can of course also be used AC generator may be provided, which rotates with the distributor shaft and at each revolution provides four short blocking pulses for the transistors.

Durch die erfindungsgemäße Einschaltung der Gleichrichter 40, 41 ergibt sich eine hohe Betriebssicherheit der Schaltvorrichtung 15, weil im Zündzeitpunkt beide Transistoren über diese Gleichrichter gegeneinander entkoppelt sind.By switching on the rectifier 40, 41 according to the invention a high operational reliability of the switching device 15, because at the ignition point both transistors are decoupled from each other via this rectifier.

Claims (3)

Patentansprüche: 1. Zündeinrichtung für Brennkraftmaschinen mit einer Hochspannungszündspule, deren Primärwicklung aus einer Stromquelle über mindestens zwei miteinander in Reihe geschaltete Transistoren mit Strom versorgt wird, von denen jeder mit seiner Basis an eine gemeinsame, den Zündzeitpunkt bestimmende Steuervorrichtung angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Entkopplung der Transistorbasisstrecken in der Verbindungsleitung von der Basis des ersten unmittelbar an die Primärwicklung (20) angeschlossenen Transistors zur Steuervorrichtung (38, 39, 50, 51) ein Gleichrichter (40) angeordnet ist, dessen Durchlaßrichtung mit der Durchlaßrichtung der Emitter-Basis-Strecke dieses Transistors übereinstimmt. Claims: 1. Ignition device for internal combustion engines with a High-voltage ignition coil, the primary winding of which comes from a power source via at least two transistors connected in series with each other is powered by each of which has its base connected to a common control device that determines the ignition point is connected, characterized in that for decoupling the transistor base paths in the connection line from the base of the first directly to the primary winding (20) connected transistor to the control device (38, 39, 50, 51) a rectifier (40) is arranged, the forward direction of which corresponds to the forward direction of the emitter-base path this transistor matches. 2. Zündeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Transistoren mit seiner Basis über je einen Gleichrichter (40/41) an die Steuereinrichtung angeschlossen ist. In Betracht gezogene Druckschriften: 2. Ignition device according to claim 1, characterized in that that each of the transistors has its base via a rectifier (40/41) is connected to the control device. Considered publications: 3. Zusatzpatent Nr. 72 497 zur französischen Patentschrift Nr. 1155 541.3. Supplementary patent No. 72 497 to French patent specification No. 1 155 541.