DE1292442B

DE1292442B - Elektrische Zuendvorrichtung fuer Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE1292442B
Application number: DEC21754A
Authority: DE
Inventors: Bunodiere Andre; Peras Lucien
Original assignee: CSF; CSF Compagnie Generale de Telegraphie sans Fil SA; Renault SAS
Current assignee: CSF; Thales SA; Renault SAS
Priority date: 1959-06-22
Filing date: 1960-06-22
Publication date: 1969-04-10
Also published as: BE591783A; LU38819A1; GB945257A; CH368019A; FR1237802A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Zündvorrichtung für Brennkraftmaschinen mit einem Schaltungselement mit thyratronartigem Verhalten, dessen Entladungsstrecke über eine Drossel an die Klemmen einer Gleichsparmungsquelle angeschlossen ist und dessen Steuerelektrode mit einem Impulserzeuger verbunden ist, und mit einem Zündtransformator, durch dessen Primärwicklung, die in Reihe mit einer Verzögerungsleitung parallel zu der Entladungsstrecke des Schaltungselements mit thyratronartigem Verhalten geschaltet ist, bei jeder Zündung des Schaltungselements mit thyratronartigem Verhalten ein Entladungsstrom fließt.
Bei einer bekannten Zündvorrichtung dieser Art sind die Verzögerungsleitung und das Schaltungselement mit thyratronartigem Verhalten nur Über die Drossel mit der Gleichspannungsquelle verbunden. Die Schaltung ergibt die Wirkung, daß bei jeder Zündung die Spannung am Anschlußpunkt zunächst zusammenbricht und dann auf den doppelten Wert der Batteriespannung anzusteigen beginnt. Sobald aber die Spannung am Anschlußpunkt den Wert der Batteriespannung erreicht, beginnt ein Rückstrom über die Drossel zu fließen. Dieser Rückstrom verhindert, daß der doppelte Wert der Batteriespannung erreicht wird. Außerdem fällt die Spannung nach Erreichen ihres Höchstwertes bis zum nächsten Zündzeitpunkt ab. Die Zündung erfolgt daher nicht mit dem theoretischen Höchstwert der doppelten Batteriespannung. Außerdem ist die Höhe der Spannung von dem Zeitabstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zündungen abhängig. Wenn dieser Zeitabstand großen Schwankungen unterworfen ist wie bei Brennkraftmaschinen, wo er von der Drehzahl abhängt, erfolgt die Zündung unter sehr unterschiedlichen Spannungsbedingungen. Wenn dagegen die Zeitkonstante des aus Drossel und Verzögerungsleitung gebildeten Schwingkreises den größten vorkommenden Zeitabständen angepaßt wird, erfolgen bei kleineren Zeitabständen die Zündungen vor dem Erreichen der Höchstspannung. Auch in diesem Fall wird also bei sehr unterschiedlichen Spannungen gezündet.
Das Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Zündvorrichtung der eingangs angegebenen Art, bei welcher stets der theoretische Höchstwert der doppelten Batteriespannung erreicht und unabhängig von den Zeitabständen der Zündungen bis zur nächsten Zündung gehalten wird.
Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß eine Gleichrichterdiode in Serie zwischen der Gleichspannungsquelle und der Verzögerungsleitung zur Verhinderung einer Rückentladung der Verzögerungsleitung über die Spannungsquelle eingefügt ist.
Bei der vorliegenden Zündvorrichtung verhindert die Gleichrichterdiode jeden Rückstrom zu der Batterie, sobald die Spannung am Anschlußpunkt über die Batteriespannung ansteigt. Diese Spannung kann daher immer den theoretischen Höchstwert der doppelten Batteriespannung erreichen. Wenn diese Spannung erreicht wird, wird sie infolge der Sperrwicklung der Gleichrichterdiode auch für längere Zeit aufrechterhalten, so daß unabhängig von den Zeitabständen der Zündungen stets die höchstmögliehe Spannung zur Verfügung steht.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels beschrieben. In der Zeichnung zeigt F i g. 1 eine Ausführungsform der Zündvorrichtung nach der Erfindung und F i g. 2 den zeitlichen Verlauf der an verschiedenen Stellen der Schaltung auftretenden Spannungen. Gemäß der Ausführungsform nach F i g. 1 ist an eine Batterie 1 ein Stromkreis angeschlossen, der in Reihenschaltung eine Drossel 2, eine Gleichrichterdiode 3, eine Verzögerungsleitung 4 mit beliebiger Gliederzahl und die Primärwicklung 5 eines Zündtransformators 6 enthält, dessen Sekundärwicklung mit 7 bezeichnet ist. Ein Halbleiterschaltungselement 8 mit mehreren pn-übergängen, das ein thyratronartiges Verhalten aufweist und eine Steuerelektrode 9 hat, ist parallel zu den Klemmen der von der Verzögerungsleitung 4 und der Primärwicklung 5 gebildeten Anordnung geschaltet. Eine Gleichrichterdiode 10 ist parallel zum Halbleiterschaltungselement 8 geschaltet, und die Steuerelektrode 9 des Halbleiterschaltungselements 8 ist über ein RC-Glied 13, 14, 11 mit einem Unterbrecher 12 verbunden. Das RC-Glied ergibt die passende Zeitkonstante für die vom Unterbrecher 12 auf die Elektrode 9 übertragenen Impulse. Der Unterbrecher 12 besteht z. B. aus dem bekannten umlaufenden Zündunterbrecher eines Kraftfahrzeuges. Man kann auch einen magnetischen Unterbrecher vorsehen, der z. B. aus einem umlaufenden Magneten und einer beweglichen Wicklung oder einer Anordnung aus beweglichen Wicklungen besteht, deren Ausgangssignal in einem Transistorvorverstärker verstärkt wird. Eine derartige Anordnung ist z. B. in der französischen Patentschrift 1183 689 beschrieben.
Die Sekundärwicklung 7 des Zündtransformators 6 ist mit dem Verteiler 15 der Zündvorrichtung verbunden. Der Zündverteiler 15 ist in bekannter Weise mechanisch oder sonstwie mit einem Organ der Brennkraftmaschine gekuppelt, so daß er synchron und in Phase mit dieser umläuft.
Die Arbeitsweise dieser Einrichtung wird an Hand der Kurven der F ig. 2 beschrieben, welche die zeitlichen Änderungen der Spannungen zeigt, die an den mit den gleichen Buchstaben bezeichneten Punkten der F i g. 1 auftreten.
Die Batterie 1 lädt die Kapazitäten der Verzögerungsleitung 4 bei der Inbetriebnahme auf die Batteriespannung U auf. Impulse von abwechselnder Polarität werden durch den mechanischen Unterbrecher 12 auf die Steuerelektrode 9 des Halbleiterschaltungselements 8 gegeben. Diese Impulse sind bei A in F i g. 2 dargestellt. Diese Impulse werden durch Differentiieren der Spannung am Punkt 0 erhalten, die entsprechend dem öffnen und Schließen des Unterbrechers 12 abwechselnd den Wert U und den Wert Null hat. Wie erwähnt, hat das Halbleiterschaltungselement 8 ein thyratronartiges Verhalten, so daß es beim Anlegen eines Impulses entsprechender Polarität an der Steuerelektrode 9 stromführend wird und auch nach dem Aufhören dieses Impulses stromführend bleibt, bis seine Klemmenspannung unter einen bestimmten Wert fällt. Im Handel erhältliche Halbleiterschaltungselemente dieser Art sind imstande, einen Scheitelstrom von 150 Ampere und eine Spannung in Sperrichtung von 40 Volt auszuhalten.
Jedesmal, wenn das Halbleiterschaltungselement 8 an seiner Steuerelektrode 9 einen Impuls von entsprechender Polarität empfängt, wird es leitend und bewirkt die Entladung der Kapazitäten der Verzögerungsleitung. Die Spannung am Punkt B fällt dabei fast augenblicklich auf Null und steigt dann nach Art einer quadrierten Sinusfunktion auf den Wert 2 U an. Sobald die Spannung am Punkt B bei diesem Anstieg den Wert U der Batteriespannung überschreitet, wird die Gleichrichterdiode 3 gesperrt, so daß sie jeden Rückstrom über die Batterie 1 verhindert. Die Spannung 2 U am Punkt B wird daher erreicht und bis zum nächsten Zündimpuls gehalten.
Die Verzögerungsleitung wirkt gleichzeitig als Impulsentzerrer. Bei C treten also rechteckige Impulse auf, die nach Verstärkung im Transformator 6 schließlich in der Sekundärwicklung Impulse der Form D ergeben. Mittels der Diode 10 lassen sich die schädlichen Einflüsse des Sperrstroms auf das Halbleiterschaltungselement 8 ausschalten. Der Zündtransformator 6 kann in bekannter Weise vormagnetisiert sein, was z. B. mittels eines Dauermagneten geschen kann.

Claims

Patentansprüche: 1. Elektrische Zündvorrichtung für Brennkraftmaschinen mit einem Schaltungselement mit thyratronartigem Verhalten, dessen Entladungsstrecke über eine Drossel an die Klemmen einer Gleichspannungsquelle angeschlossen ist und dessen Steuerelektrode mit einem Impulserzeuger verbunden ist, und mit einem Zündtransformator, durch dessen Primärwicklung, die in Reihe mit einer Verzögerungsleitung parallel zu der Entladungsstrecke des Schaltungselements mit thyratronartigem Verhalten geschaltet ist, bei jeder Zündung des Schaltungselements mit thyratronartigem Verhalten ein Entladungsstrom fließt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gleichrichterdiode (3) in Serie zwischen der Gleichspannungsquelle (1) und der Verzögerungsleitung (4) zur Verhinderung einer Rückentladung der Verzögerungsleitung über die Spannungsquelle eingefügt ist.
2. Elektrische Zündvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltungselement mit thyratronartigem Verhalten ein Halbleiterbauelement mit mehreren übergängen ist.