DE1539198B2 - TRANSISTORIZED IGNITION SYSTEM FOR COMBUSTION MACHINERY, IN PARTICULAR FOR MOTOR VEHICLES - Google Patents
TRANSISTORIZED IGNITION SYSTEM FOR COMBUSTION MACHINERY, IN PARTICULAR FOR MOTOR VEHICLESInfo
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- DE1539198B2 DE1539198B2 DE1966F0048928 DEF0048928A DE1539198B2 DE 1539198 B2 DE1539198 B2 DE 1539198B2 DE 1966F0048928 DE1966F0048928 DE 1966F0048928 DE F0048928 A DEF0048928 A DE F0048928A DE 1539198 B2 DE1539198 B2 DE 1539198B2
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Description
Die Erfindung betrifft eine transistorisierte Zündanlage für Brennkraftmaschinen, insbesondere von Kraftfahrzeugen, mit kontaktloser Steuerung eines den Primärstrom der Zündspule schaltenden Leistungstransistor durch einen von der Brennkraftmaschine antreibbaren permanentmagnetischen Impulsgenerator, der einen eine Induktionswicklung umfassenden magnetischen Kreis aufweist und dessen die Einschaltung des Leistungstransistors beim Erreichen einer vorgegebenen Schaltspannung steuernde Spannungsimpulse in einem bestimmten Verhältnis zur Drehzahl der Brennkraftmaschine an Größe zunehmen (DT-Gbm 49 516, FR-PS 13 19 022).The invention relates to a transistorized ignition system for internal combustion engines, in particular for motor vehicles, with contactless control of a power transistor that switches the primary current of the ignition coil by a permanent magnetic pulse generator that can be driven by the internal combustion engine, the has a magnetic circuit comprising an induction winding and the activation of the magnetic circuit Power transistor when a predetermined switching voltage is reached, controlling voltage pulses in increase in size at a certain ratio to the speed of the internal combustion engine (DT-Gbm 49 516, FR-PS 13 19 022).
Bei allen bekannten Zündanlagen für Brennkraftmaschinen einschließlich der neuerlich auf dem Markt befindlichen transistorisierten Zündanlagen ist der Schließwinkel, d. h. der mechanische Drehwinkel, den die Maschine während der Aufladung der Zündspule mit elektromagnetischer Energie zurücklegt, unabhängig von der Drehzahl der Maschine konstant. Der Schließwinkel muß sich folglich bei diesen Anlagen nach dem höchsten Drehzahlenbereich der Maschine richten, wenn der Primärwicklung der Zündspule., zwecks Erzielung ausreichender Zündspannungen stets ausreichend Energie zugeführt werden soll. Wenngleich auch durch die Verwendung eines von der Brennkraftmaschine antreibbaren permanentmagnetischen Impulsgenerators die Sperrzeit des den Primärstrom der Zündspule schaltenden Transistors bei derartigen transistorisiertenIn all known ignition systems for internal combustion engines, including those recently on the market transistorized ignition systems located is the dwell angle, i. H. the mechanical angle of rotation the the machine moves independently while the ignition coil is being charged with electromagnetic energy constant from the speed of the machine. The dwell angle must consequently be adjusted in these systems the highest speed range of the machine, if the primary winding of the ignition coil., in order to Sufficient energy should always be supplied to achieve sufficient ignition voltages. Albeit also through the use of a permanent magnetic pulse generator that can be driven by the internal combustion engine the blocking time of the transistor switching the primary current of the ignition coil in such transistorized
Zündanlagen sehr kurz gehalten werden kann, fließt dennoch bei niedrigen Maschinendrehzahlen durch die Primärwicklung der Zündspule Ladestrom über einen viel längeren Zeitraum als erforderlich, so daß ein beträchtlicher Teil an elektrischer Energie nutzlos vergeudet wird. Dieser Nachteil wird auch bei einer anderen bekannten transistorisierten Zündanlage mit einem von der Primärwicklung der .Zündspule und einem Kondensator gebildeten Schwingkreis nicht vermieden, der über einen von der Maschinendrehzahl abhängigen Impulsgenerator und einen Transistor einschaltbar ist (US-PS 28 98 392).Ignition systems can be kept very short, nevertheless flows through the at low engine speeds Primary winding of the ignition coil charging current for a much longer period of time than required, so that a a considerable amount of electrical energy is wasted uselessly. This disadvantage is also encountered with a Another known transistorized ignition system with one of the primary winding of the .Zündspule and A resonant circuit formed by a capacitor is not avoided, which is controlled by the machine speed dependent pulse generator and a transistor can be switched on (US-PS 28 98 392).
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Zündanlage der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher der Schließwinkel derart selbsttätig verändert wird, daß bei niedrigen Drehzahlen der Brennkraftmaschine, insbesondere im Leerlauf, die Aufladung der Zündspule auf das für eine sichere Zündung gerade erforderliche Maß an elektromagnetischer Energie beschränkt ist und trotzdem auch bei hohen Drehzahlen stets die erforderliche Zündenergie zur Verfugung steht.The object of the invention is to create an ignition system of the type mentioned, in which the The dwell angle is changed automatically in such a way that at low speeds of the internal combustion engine, in particular when idling, the ignition coil is charged to the level required for reliable ignition is limited in electromagnetic energy and still always the required ignition energy is available.
Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß der magnetische Kreis des Impulsgenerators so ausgebildet ist, daß der die Einschaltung des Leistungstransistors bewirkende Spannungsimpuls einen in seinem mittleren Bereich liegenden zweiten Abschnitt mit verhältnismäßig geringer Änderung seines augenblicklichen Spannungswertes aufweist, dem ein erster Abschnitt großer Änderung seines augenblicklichen Spannungswertes vorausgeht und ein dritter Abschnitt großer Änderung seines augenblicklichen Spannungswertes folgt, und daß der Spannungsimpuls die vorgegebene Schaltspannung hinauf bis zu einer bestimmten mittleren Drehzahl der Brennkraftmaschine im Bereich seines zweiten Abschnittes und bei allen über der bestimmten mittleren Drehzahl liegenden Drehzahlen im Bereich seines ersten Abschnittes erreicht.The invention solves this problem in that the magnetic circuit of the pulse generator is designed in this way is that the switching on of the power transistor causing the voltage pulse in its middle Area lying second section with a relatively small change in its current voltage value to which a first section has a large change in its instantaneous voltage value precedes and a third section of large change in its instantaneous voltage value follows, and that the voltage pulse up the specified switching voltage up to a certain mean speed of the Internal combustion engine in the area of its second section and all above the determined middle Speed lying speeds in the range of its first section reached.
Durch die Erfindung wird erreicht, daß sich mit zunehmender Erhöhung der Impulsspannung bei Steigerung der Maschinendrehzahl der Schnittpunkt des Spannungsimpulses mit der vorgegebenen Schaltspannung bis zu einer bestimmten Drehzahl von beispielsweise 2000 U/min nach vorn verlagert, während draufhin keine wesentliche Vorverlagerung mehr stattfindet. Gleichzeitig ist jedoch das Absinken der Impulsspannung nach dem Erreichen des Maximums so steil, daß der erneute Schnittpunkt mit der vorgegebenen Schaltspannung praktisch unverändert bleibt und dadurch mit zunehmender Drehzahl eine Vergrößerung des für die Aufladung der Zündspule mit Energie maßgebenden Schließwinkels stattfindet, ohne daß sich der Endpunkt dieser Aufladung, der maßgebend für den Zündpunkt der Brennkraftmaschine ist, praktisch ändert. Der Schließwinkel nimmt somit vom Leerlauf bis zu einer bestimmten Drehzahl im mittleren Bereich zu und bleibt dann im wesentlichen konstant. Bei niedrigen Maschinendrehzahlen bis hinauf zu dieser Drehzahl kann der Schließwinkel so groß bemessen werden, daß die Zündspule gerade ausreichend mit Energie versorgt wird. Als Ergebnis wird der Durch-Schnittsstromverbrauch gegenüber den bekannten transistorisierten Zündanlagen, bei denen der Schließwinkel im wesentlichen konstant ist, erheblich herabgesetzt. Oberhalb der vorbestimmten Drehzahl bleibt der Schließwinkel konstant mit einem Wert, wie er üblicherweise den bekannten Zündanlagen entspricht und für die erforderliche Versorgung der Zündspule mit elektrischer Energie zur Erzeugung genügend hoher Zündspannungen ausreicht.By the invention it is achieved that with increasing increase of the pulse voltage with increase the machine speed the intersection of the voltage pulse with the specified switching voltage shifted forward up to a certain speed of for example 2000 rpm while thereupon no more significant forward shift takes place. At the same time, however, is the drop in the The pulse voltage after reaching the maximum is so steep that the new intersection with the specified Switching voltage remains practically unchanged and therefore increases with increasing speed of the closing angle, which is decisive for charging the ignition coil with energy, takes place without itself the end point of this charge, which is decisive for the ignition point of the internal combustion engine, practically changes. The dwell angle thus decreases from idling to a certain speed in the middle range and then remains essentially constant. At low machine speeds up to this Speed, the dwell angle can be dimensioned so large that the ignition coil is just sufficiently activated Energy is supplied. As a result, the average power consumption is compared to the known transistorized Ignition systems in which the dwell angle is essentially constant, considerably reduced. Above the predetermined speed, the dwell angle remains constant with a value as it usually corresponds to the known ignition systems and for the necessary supply of the ignition coil with electrical energy is sufficient to generate sufficiently high ignition voltages.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Leistungstransistor von dem Impulsgenerator über einen Steuertransistor steuerbar, der sich in leitendem Zustand befindet, wenn der Leistungstransistor den Primärstrom der Zündspule unterbricht, und der vom Impulsgenerator beim Erreichen der vorgegebenen Schaltspannung durch den Spannungsimpuls in seinen den Leistungstransistor einschaltenden nichtleitenden Zustand umschaltbar ist.In an advantageous embodiment of the invention, the power transistor is connected to the pulse generator a control transistor controllable, which is in the conductive state when the power transistor The primary current of the ignition coil is interrupted, and that of the pulse generator when the specified Switching voltage through the voltage pulse in its non-conductive switching on the power transistor State is switchable.
Bei einer Zündanlage, bei welcher der magnetische Kreis des Impulsgenerators zwischen ständerseitigen und läuferseitigen Zähnen gebildete und sich bei deren relativer Drehung im Synchronismus mit der Zündfolge der Brennkraftmaschine zwischen einen Größtwert und einem Kleinstwert endende Luftspalte aufweist, wird die Erfindung besonders zweckmäßig dadurch praktisch verwirklicht, daß die ständerseitigen und/oder läuferseitigen Zähne mit Aussparungen und/oder Ausschnitten versehen werden, durch welche der magnetische Fluß während der Relativdrehung der Zähne unterschiedlich stark veränderbar ist. Dabei weist der magnetische Kreis des Impulsgenerators vorzugsweise eine mit einem konstanten Luftspalt versehene und zwischen den Polen des Permanentmagneten liegende Kurzschlußbrücke zum Kurzschließen des magnetischen Kraftflusses vor der Induktionswicklung auf, wobei der Luftspalt der Kurzschlußbrücke derart bemessen ist, daß der die Kurzschlußbrücke durchsetzende magnetische Kraftfluß etwa gleich ist dem die Induktionswicklung umfassenden magnetischen Kraftfluß beim Größtwert der zwischen den ständerseitigen und läuferseitigen Zähnen gebildeten Luftspalte.In the case of an ignition system in which the magnetic circuit of the pulse generator is between the stator-side and rotor-side teeth formed and when they rotate relative to each other in synchronism with the firing order the internal combustion engine has air gaps ending between a maximum value and a minimum value, the Invention particularly expediently practically implemented in that the stator-side and / or rotor-side Teeth are provided with recesses and / or cutouts through which the magnetic flux can be changed to different degrees during the relative rotation of the teeth. The magnetic Circle of the pulse generator preferably one provided with a constant air gap and between the poles of the permanent magnet short-circuit bridge for short-circuiting the magnetic The flow of force in front of the induction winding, the air gap of the short-circuit bridge being dimensioned in such a way that that the magnetic flux penetrating the short-circuit bridge is approximately equal to that of the induction winding comprehensive magnetic flux at the maximum value between the stator-side and rotor-side Air gaps formed by the teeth.
Noch weitere Merkmale zur vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 5 bis 6 sowie aus der Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispieles. In der Zeichnung zeigtStill further features for the advantageous embodiment of the invention emerge from the subclaims 5 to 6 and from the description of a preferred embodiment shown in the drawing. In the drawing shows
F i g. 1 in einem Diagramm den zeitlichen Anstieg des Primärstromes der Zündspule in Prozenten der maximalen Stromaufnahme,F i g. 1 shows the increase in the Primary current of the ignition coil as a percentage of the maximum current consumption,
F i g. 2 in einem Diagramm über der Maschinendrehzahl als Kurve A den tatsächlich erreichbaren Endwert des Primärstromes in Prozenten der maximalen Stromaufnahme bei einem konstanten Schließwinkel von beispielsweise 28° für eine Achtzylindermaschine und als Kurve Bden Schließwinkel in Winkelgraden, wie er notwendig ist, um einen Stromanstieg in der Zündspule auf 100 % sicherzustellen,F i g. 2 in a diagram over the engine speed as curve A the actually achievable final value of the primary current as a percentage of the maximum power consumption at a constant dwell angle of, for example, 28 ° for an eight-cylinder engine and as curve B the dwell angle in degrees, as it is necessary for a current increase in ensure the ignition coil is 100%
F i g. 3 in einem Diagramm über der Maschinendrehzahl der Kurve C den Mittelwert des aufgenommenen Primärstromes bei einem konstanten Schließwinkel von 28° und als Kurve D den Mittelwert des Primärstromes für den Fall, daß der Schließwinkel stets gerade groß genug gehalten wird, um einen Stromanstieg auf hundert Prozent der maximalen Stromaufnahme zu gewährleisten,F i g. 3 shows the mean value of the primary current recorded at a constant dwell angle of 28 ° in a diagram over the engine speed of the curve C and, as curve D, the mean value of the primary current in the event that the dwell angle is always kept just large enough to increase the current to one hundred percent to ensure the maximum power consumption,
F i g. 4 in einem Diagramm die Ausgangsspannung des elektromechanischen Generators nach der Erfindung, aufgetragen über dem Drehwinkel des Zündverteilers, F i g. 4 in a diagram the output voltage of the electromechanical generator according to the invention, plotted against the angle of rotation of the distributor,
F i g. 5 einen Wirkschaltplan für die erfindungsgemäße Zündanlage,F i g. 5 an operational circuit diagram for the ignition system according to the invention,
F i g. 6 einen Axialschnitt durch den in einem Gehäuse vereinigten elektromechanischen Generator und den Zündverteiler,F i g. 6 shows an axial section through the electromechanical generator combined in a housing and the Ignition distributor,
F i g. 7 eine Draufsicht auf den Generator bei abgenommenem Zündverteiler mit teilweiser Schnitt-F i g. 7 is a top view of the generator with the ignition distributor removed with a partial sectional
darstellung des Unterdruckreglers und dem Fliehkraftregler, representation of the vacuum regulator and the centrifugal regulator,
F i g. 8 in perspektivischer Ansicht nach Linie 8-8 in Fig.7 einen Teil des Generatorankers mit einem umlaufenden Zahn,F i g. 8 in a perspective view along line 8-8 in FIG. 7 a part of the generator armature with a circumferential tooth,
Fig.9 in vergrößerter Darstellung einen Querschnitt durch den elektromechanischen Generator im Bereich der feststehenden und umlaufenden>£ähne,9 shows a cross-section in an enlarged illustration by the electromechanical generator in the area of the fixed and rotating teeth,
F i g. 10 einen Schnitt durch den Generator nach Linie 10-10 in Fig".9, wobei Einzelteile teilweise ungeschnitten dargestellt sind.F i g. 10 shows a section through the generator along line 10-10 in FIG. 9, with individual parts partially uncut are shown.
In dem Diagramm nach F i g. 1 ist das Ansteigen des Primärstromes in der Zündspule in Prozenten über der Zeit bei einem herkömmlichen Zündsystem aufgetragen. Aus dem Diagramm ist ersichtlich, daß zur Erzielung eines hundertprozentigen Stromaufbaues in der Primärwicklung einer typischen Zündspule angenähert fünf Millisekunden erforderlich sind. In Zündsystemen, in denen der Schließwinkel, d. h. der mechanische Drehwinkel der Antriebsmaschine, bzw. des Zündverteilers, über welchen Strom durch die Primärwicklung der Zündspule fließt, konstant ist, kann bei niedrigen Drehzahlen die tatsächliche Erregungszeit der Zündspule ein Vielfaches des Wertes betragen, der erforderlich wäre, um einen hundertprozentigen Stromaufbau zu gewährleisten.In the diagram according to FIG. 1 is the increase in the primary current in the ignition coil as a percentage above Time plotted in a conventional ignition system. From the diagram it can be seen that for Achieving a hundred percent current build-up in the primary winding of a typical ignition coil five milliseconds are required. In ignition systems where the dwell angle, i.e. H. the mechanical Angle of rotation of the prime mover or the ignition distributor, over which current through the primary winding of the Ignition coil flows, is constant, the actual excitation time of the ignition coil at low speeds a multiple of the value that would be required to build up one hundred percent current to ensure.
In dem Diagramm nach Fig.2 zeigt die im wesentlichen horizontal liegende Kurve A den Verlauf des Primärstromes in der Zündspule in Prozenten gegenüber der. maximalen Stromaufnahme bei einer normalen Achtzylindermaschine, aufgetragen über deren Drehzahl, jeweils in dem Augenblick, in welchem der Strom in der Primärwicklung unterbrochen wird. Die zweite etwa um 45° geneigte Kurve B zeigt, ebenfalls als Funktion der Maschinendrehzahl, den Schließwinkel der Zündspule in Winkelgraden der Zündverteilerdrehung, wie er bis zum Aufbau des hundertprozentigen Primärstromes erforderlich ist. Wie aus dem Diagramm ersichtlich, brauchte der erforderliche Schließwinkel bei einer niedrigen Drehzahl von beispielsweise 400 U/m im Leerlauf mit einem Verteiler, der in Wirklichkeit einen konstanten Schließwinkel von 28° besitzt, nur 5° zu betragen, und bei 1200 U/m würden bei einem gleichen Zündverteiler mit 28° wirklichem Schließwinkel nur 17° benötigt. Bei geringen Maschinendrehzahlen brauchte also der Schließwinkel nur einen Bruchteil desjenigen Wertes zu betragen, der für höhere Maschinendrehzahlen erforderlich ist, wobei der eigentlich erforderliche Schließwinkel im wesentlichen proportional mit der Maschinendrehzahl bis hinauf zu einem bestimmten Drehzahlwert ansteigt. In the diagram according to FIG. 2, the essentially horizontal curve A shows the course of the primary current in the ignition coil as a percentage compared to the. Maximum power consumption in a normal eight-cylinder engine, plotted against its speed, in each case at the moment in which the current in the primary winding is interrupted. The second curve B , inclined by approximately 45 °, shows, also as a function of the engine speed, the dwell angle of the ignition coil in degrees of the ignition distributor rotation, as is required until the one hundred percent primary current is built up. As can be seen from the diagram, the required dwell angle at a low speed of for example 400 rpm at idle with a distributor, which in reality has a constant dwell angle of 28 °, only needs to be 5 °, and at 1200 rpm it would with the same ignition distributor with a real dwell angle of 28 °, only 17 ° is required. At low engine speeds, the dwell angle only needed to be a fraction of the value required for higher engine speeds, the dwell angle actually required increasing essentially proportionally with the engine speed up to a certain speed value.
In dem Diagramm nach F i g. 3 ist der Mittelwert des Primärstromes in der Zündspule in Amperes über der Maschinendrehzahl aufgetragen. Die im wesentlichen horizontal verlaufende Kurve C zeigt die Stromaufnahme bei einem konstanten Schließwinkel von 28°, wie sie bei einem gewöhnlichen Zündverteiler einer Achtzylindermaschine gegeben ist, während die um 45° geneigte Linie die Stromaufnahme wiedergibt, wenn der Schließwinkel gerade so groß gehalten wird, daß ein Stromanstieg auf hundert Prozent in der Primärwicklung der Zündspule sichergestellt wird.In the diagram according to FIG. 3 is the mean value of the primary current in the ignition coil in amperes above the Machine speed applied. The essentially horizontal curve C shows the current consumption at a constant dwell angle of 28 °, as is the case with an ordinary distributor of an eight-cylinder engine is given, while the line inclined by 45 ° shows the power consumption when the Closing angle is kept just so large that a current increase to one hundred percent in the primary winding the ignition coil is ensured.
Aus den drei Diagrammen geht hervor, daß optimale Verhältnisse dann erreicht werden, wenn bei niedrigen Maschinendrehzahlen der Schließwinkel im wesentlichen proportional mit der Maschinendrehzahl ansteigt und dann bei höheren Drehzahlen auf einem konstanten Wert gehalten wird. Der Übergang vom veränderlichen Schließwinkel zum konstanten Schließwinkel sollte zweckmäßig bei derjenigen Maschinendrehzahl liegen, die durch den Schnittpunkt der beiden Kurven nach F i g. 3 gegeben ist, also beispielsweise bei 2000 U/m. Eine solche Bemessung hat den Vorteil eines minimalen Stromverbrauches im Bereich niedriger Maschinendrehzahlen, während andererseits bei allen Maschinendrehzahlen in ausreichendem Maße elektrische EnergieThe three diagrams show that optimal ratios are achieved when low Machine speeds the dwell angle increases essentially proportionally with the machine speed and then held at a constant value at higher speeds. The transition from the changeable The dwell angle to the constant dwell angle should expediently be at that machine speed through the intersection of the two curves according to FIG. 3 is given, for example at 2000 rpm. Such a dimensioning has the advantage of minimal power consumption in the range of low machine speeds, while, on the other hand, there is sufficient electrical energy at all engine speeds
ίο in die Zündspule gelangt, um die erforderlichen hohen Spannungen für eine sichere Zündung zu erzeugen.ίο gets into the ignition coil to the required high Generate voltages for safe ignition.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird zur Schaffung einer Zündanlage mit veränderlichem Schließwinkel, der als Funktion der Maschinendrehzahl im unteren Drehzahlbereich ansteigt, ein elektromechanischer Generator verwendet. Ab einer bestimmten Drehzahl im mittleren Drehzahlbereich der Maschine bleibt der Schließwinkel im wesentlichen konstant. Abhängig von der jeweiligen Zündanlage und der Brennkraftmaschine soll dieser Übergang etwa in der Mitte des gesamten Drehzahlbereiches, beispielsweise bei 2000 U/m liegen.In the device according to the invention to create an ignition system with variable The dwell angle, which increases as a function of the machine speed in the lower speed range, is an electromechanical one Generator used. From a certain speed in the middle speed range of the machine the dwell angle remains essentially constant. Depending on the respective ignition system and the Internal combustion engine should have this transition approximately in the middle of the entire speed range, for example are at 2000 rpm.
Die elektrische Schaltung einer derartigen Zündanlage, in welcher der Erfindungsgedanke verwirklicht werden kann, ist in F i g. 5 als Beispiel dargestellt. Eii^e Zündspule 10 hat eine Sekundärwicklung 11, an welche1 Zündkerzen 12 über einen Zündverteiler 13 angeschlossen sind. Der Zündverteiler 13 weist einen rotierenden Verteilerläufer 14 auf, mittels welchem die Zündkerzen 12 nacheinander mit der Sekundärwicklung 11 in Synchronismus mit der Brennkraftmaschine verbunden werden.The electrical circuit of such an ignition system, in which the inventive concept can be implemented, is shown in FIG. 5 shown as an example. Eii ^ e ignition coil 10 has a secondary winding 11, to which 1 spark plugs 12 are connected via an ignition distributor 13. The distributor 13 has a rotating distributor rotor 14, by means of which the spark plugs 12 are successively connected to the secondary winding 11 in synchronism with the internal combustion engine.
Die Primärwicklung 15 der Zündspule 10 wird von einer als Stromquelle dienenden Batterie 16 über einen zwischen die Batterie 16 und die Primärwicklung 15 eingeschalteten Schalttransistor 17 erregt. Hierzu ist die positive Klemme 21 der Batterie über Leitungen 23 und 24, den beweglichen Kontakt 25 des Zündschalters 26, dessen festen Kontakt 27, eine Leitung 28, einen Belastungswiderstand 29, eine Leitung 30, einen Widerstand 31 und eine Leitung 32 mit dem Emitter 22 des Schalttransistors 17 verbunden. Der Kollektor 33 des Transistors 17 steht über eine Leitung 34 und einen Widerstand 41 mit der Primärwicklung 15 der Zündspule 10 in Verbindung.The primary winding 15 of the ignition coil 10 is from a battery 16 serving as a power source via a Switching transistor 17 connected between the battery 16 and the primary winding 15 is excited. This is the positive terminal 21 of the battery via lines 23 and 24, the movable contact 25 of the ignition switch 26, its fixed contact 27, a line 28, a load resistor 29, a line 30, a Resistor 31 and a line 32 connected to emitter 22 of switching transistor 17. The collector 33 of the transistor 17 is connected via a line 34 and a resistor 41 to the primary winding 15 of the Ignition coil 10 in connection.
Der Schalttransistor 17 wird durch einen Vorspannkreis 42 gesteuert, welcher einen zweiten Transistor 43 mit einem an die Basis 45 des Schalttransistors 17 über eine Diode 46 verbundenen Emitter 44 aufweist. Der Kollektor 47 des Transistors 43 ist über einen Basisstrombegrenzungswiderstand 49 an Masse angeschlossen. Der Emitter 22 und die Basis 45 des Schalttransistors 17 sind über einen Widerstand 51 miteinander verbunden.The switching transistor 17 is controlled by a bias circuit 42 which has a second transistor 43 with an emitter 44 connected to the base 45 of the switching transistor 17 via a diode 46. Of the The collector 47 of the transistor 43 is connected to ground via a base current limiting resistor 49. The emitter 22 and the base 45 of the switching transistor 17 are connected via a resistor 51 connected with each other.
Von der Basis 52 des Transistors 43 führt eine Leitung 55 zu dem Kollektor 53 eines dritten Transistors 54 und liegt außerdem über einen Widerstand 56 an Masse. Der Emitter 57 des Transistors 54 ist über einen Widerstand 58 an die Leitung 32 angeschlossen.From the base 52 of the transistor 43, a line 55 leads to the collector 53 of a third transistor 54 and is also connected to ground via a resistor 56. The emitter 57 of the transistor 54 is through a resistor 58 connected to line 32.
Von der Basis 60 des Transistors 54 führt eine Leitung 61 zur Klemme 62 der ringförmigen Ausgangswicklung eines elektromechanischen Generators 64. D]e andere Klemme 65 der Ausgangswicklung 63 ist an eine Verzweigungsklemme 66 zwischen einem Widerstand 67' und der Kathode 68 eines Gleichrichters 69 angeschlossen. Die Anode 71 des Gleichrichters 69 ist mit einer Verzweigungsklemme 72 verbunden, an die ein Widerstand 73 angeschlossen ist, dessen anderesA line 61 leads from the base 60 of the transistor 54 to the terminal 62 of the annular output winding an electromechanical generator 64. The other terminal 65 of the output winding 63 is connected to a Branch terminal 66 between a resistor 67 'and the cathode 68 of a rectifier 69 connected. The anode 71 of the rectifier 69 is connected to a branch terminal 72 to which a resistor 73 is connected, the other
Ende mit der Leitung 30 verbunden ist. Ein weiterer Widerstand 74 liegt zwischen der Verzweigungsklemme 72 und einer Verzweigungsklemme 75, während ein dritter Widerstand 76 mittels einer Leitung 77 zwischen der Verzweigungsklemme 75 und einer Verzweigungsklemme 78 vor der Basis 60 des Transistors 54 angeschlossen ist. Von der Klemme 78; zweigt über einen Rückkopplungswiderstand 81 einai.eitung 82 zur Leitung 34 ab. Die Verzweigungsklemme 75 ist über eine Leitung 83 an Masse angeschlossen.End is connected to the line 30. Another resistor 74 is located between the branching terminal 72 and a branch terminal 75, while a third resistor 76 by means of a line 77 between the branch terminal 75 and a branch terminal 78 in front of the base 60 of the transistor 54 connected. From the terminal 78; branches to input line 82 via a feedback resistor 81 Line 34 off. The branch terminal 75 is connected to ground via a line 83.
Der Zündverteiler 13 und der elektromechanische Generator 64 besitzen gemäß der Darstellung in den Fig. 6 bis 10 ein gemeinsames Gehäuse 113, das in bekannter Weise an der Brennkraftmaschine angebracht wird. Das Gehäuse 113 hat die übliche Form und kann von einem herkömmlichen Verteiler für eine Brennkraftmaschine übernommen werden. Innerhalb des Gehäuses 113 befindet sich ein langgestrecktes Lager 114 für die Verteilerwelle 115, die außerdem bei 116 unmittelbar im Verteilergehäuse gelagert ist.The distributor 13 and the electromechanical generator 64 have, as shown in FIG 6 to 10 show a common housing 113 which is attached to the internal combustion engine in a known manner will. The housing 113 has the usual shape and can be of a conventional distributor for a Internal combustion engine are taken over. Inside the housing 113 there is an elongated one Bearing 114 for the distributor shaft 115, which is also mounted directly at 116 in the distributor housing.
Auf der Verteilerwelle 115 ist mit Hilfe von Querstiften 118 und 121 ein Zahnradritzel 117 zum Antrieb durch ein rotierendes Teil der Brennkraftmaschine befestigt, so daß das Zahnritzel in Synchronismus mit dem Arbeitsablauf der Maschine dreht.On the distributor shaft 115 with the help of transverse pins 118 and 121 is a pinion gear 117 for Drive attached by a rotating part of the internal combustion engine, so that the pinion is in synchronism rotates with the work flow of the machine.
Der elektromechanische Generator 64 hat einen feststehenden Teil 122 mit einem koaxial zur Verteilerwelle 115 angeordneten ringförmigen Permanentmagneten 123 aus Bariumtitanit. In radialem Abstand zum Permanentmagneten 123 ist ein ringförmiger Leiter 124 für den magnetischen Fluß angebracht, der aus irgendeinem geeigneten ferromagnetischen Material besteht. Die radial außerhalb des Leiters 124 befindliche ringförmige Ausgangswicklung 63 ist in einem Spulenkörper 126 aus Kunststoff eingebettet, der den Leiter 124 von der ringförmigen Ausgangswicklung 63 trennt und auf Abstand hält. Die drei ringförmigen Elemente, nämlich der Permanentmagnet 123, der Kraftflußleiter 124 und die Ausgangswicklung 63 einschließlich dem Spulenkörper 126 sind zwischen einer unteren Platte 131 und einer oberen Platte 132 angeordnet, die beide aus magnetischem Material bestehen. Die beiden Platten 131 und 132 sind zwischen den Schultern 134 und 135 einer Buchse 136 gehalten. Diese Buchse 136 sitzt drehbar auf dem Außenmantel des Lagers 114 und kann sich auf diesem begrenzt drehen.The electromechanical generator 64 has a stationary part 122 with a coaxial with the distributor shaft 115 arranged annular permanent magnets 123 made of barium titanite. At a radial distance from the Permanent magnet 123 is attached to an annular conductor 124 for the magnetic flux that flows out any suitable ferromagnetic material. The one located radially outside of the conductor 124 annular output winding 63 is embedded in a bobbin 126 made of plastic, which the conductor 124 separates from the annular output winding 63 and keeps it at a distance. The three ring-shaped elements, namely the permanent magnet 123, the power flux conductor 124 and the output winding 63 including the Spools 126 are disposed between a lower plate 131 and an upper plate 132, both of which consist of magnetic material. The two plates 131 and 132 are between the shoulders 134 and 135 of a socket 136 held. This bushing 136 is rotatably seated on the outer surface of the bearing 114 and can rotate limited on this.
Wie aus Fig.9 und 10 ersichtlich, weist die untere Platte 131 einen nach aufwärts gerichteten Kragen 138 auf, der an seiner Peripherie in_ gleichmäßigen Abständen verteilt eine Anzahl nach aufwärts gerichteter Zähne 141 trägt. Die Anzahl der Zähne 141 entspricht der Anzahl der Zündkerzen der Maschine, nämlich im Ausführungsbeispiel bei einer Brennkraftmaschine mit acht Zylindern acht Zündkerzen. Die obere Platte 132 trägt nach aufwärts gerichtete profilierte Zähne 142, deren Zahl der Anzahl der Zähne 141 und somit der Anzahl der Zylinder und Zündkerzen der Maschine entspricht. Wie F i g. 9 und 10 zeigen, sind die Zähne 142 mit Abstand radial innerhalb der Zähne 141 angeordnet und ihre eine Endkante befindet sich jeweils in der Nähe der entsprechenden Endkante der Zähne 141.As can be seen from Fig.9 and 10, the lower Plate 131 an upwardly directed collar 138, which is uniform at its periphery A number of upwardly directed teeth 141 are spaced apart. The number of teeth 141 corresponds to the number of spark plugs in the machine, namely an internal combustion engine in the exemplary embodiment with eight cylinders eight spark plugs. The top plate 132 supports upwardly directed profiled teeth 142, their number the number of teeth 141 and thus the number of cylinders and spark plugs corresponds to the machine. Like F i g. 9 and 10 show the teeth 142 are spaced radially inward of the teeth 141 arranged and its one end edge is in the vicinity of the corresponding end edge of the Teeth 141.
Der rotierende Teil 145 des elektromechanischen Generators 64 weist einen scheibenförmigen Anker 146 mit einer Anzahl nach abwärts gerichteter profilierter Zähne 147 auf, deren Zahl der Anzahl der Zähne 141 auf der unteren Platte 131 bzw. der Zähne 142 auf der oberen Platte 132 entspricht.The rotating part 145 of the electromechanical generator 64 has a disk-shaped armature 146 with a number of downwardly directed profiled teeth 147, the number of which corresponds to the number of teeth 141 corresponding to the lower plate 131 and the teeth 142 on the upper plate 132, respectively.
Der rotierende Teil 145 bzw. der Anker 146 dreht sich mit Bezug auf Fig. 7 und 9 entgegen dem Uhrzeigersinn. In dem in F i g. 9 gezeigten Zustand befindet sich die nacheilende Kante jedes Zahnes 147 in nur geringem Radialabstand zur nacheilenden Kante eines Zahnes 141, und die vorauseilende Kante jedes Zahnes 147 hat nur einen geringen Radialabstand zur vorauseilenden Kante eines Zahnes 142. Der Luftspalt für den im oberen Teil der Fig. 10 eingezeichneten magnetischen Fluß, der den ringförmigen Permanentmagneten 123 mit der ringförmigen Ausgangswicklung 63 verbindet, ist somit sehr klein, während bei der Drehung des AnkersThe rotating part 145 or the armature 146 rotates counterclockwise with reference to FIGS. 7 and 9. In the one shown in FIG. In the state shown in FIG. 9, the trailing edge of each tooth 147 is only slightly Radial distance to the trailing edge of a tooth 141, and the leading edge of each tooth 147 has only a small radial distance to the leading edge of a tooth 142. The air gap for the im upper part of FIG. 10 drawn magnetic Flux connecting the annular permanent magnet 123 to the annular output winding 63 is thus very small while rotating the armature
146 in eine Stellung, in welcher die Zähne 147 zwischen den Zähnen 141 und 142 gemäß der gestrichelten Darstellung im linken Teil der Fig.9 Hegen, der Luftspalt in diesem magnetischen Kreis sehr groß ist.146 in a position in which the teeth 147 between the teeth 141 and 142 according to the dashed line Representation in the left part of Fig. 9 Hegen, the air gap in this magnetic circuit is very large.
Der ringförmige Permanentmagnet 123 ist in Axialrichtung polarisiert oder magnetisiert, so daß der magnetische Fluß durch den ringförmigen Permanentmagneten 123 und die beiden angrenzenden Platten 131 und 132 in Pfeilrichtung nach Fig. 10 verläuft. Der ringförmige Leiter 124 für den magnetischen Fluß hat zur oberen Platte 132 einen geringen Abstand, so daß ein kleiner Luftspalt 150 zwischen diesen beiden Teilen gebildet ist, der zum Zwecke der Verdeutlichung übertrieben groß gezeichnet ist. Dieser Luftspalt mag größenordnungsmäßig etwa 1,25 mm betragen. Durch diese Ausbildung ist der magnetische Widerstand für den vom Permanentmagnet 123 ausgehenden Kraftfluß durch den Kraftlußleiter 124, die obere Platte 132 und die untere Platte 131, wenn sich die Zähne 147 in der in F i g. 9 gestrichelt eingezeichneten Stellung befinden, sehr klein im Verhältnis zu dem Parallelweg durch die untere Platte 131, den Kragen 138, die nach oben gerichteten Zähne 141 der unteren Platte 131, die ZähneThe annular permanent magnet 123 is polarized or magnetized in the axial direction, so that the magnetic flux through the ring-shaped permanent magnet 123 and the two adjacent plates 131 and 132 runs in the direction of the arrow according to FIG. The annular conductor 124 for the magnetic flux has to the top plate 132 a small distance, so that a small air gap 150 between these two parts is formed, which is drawn exaggerated for the purpose of clarity. This air gap likes on the order of about 1.25 mm. Due to this training, the magnetic resistance for the power flow emanating from the permanent magnet 123 through the power flow conductor 124, the upper plate 132 and the lower plate 131 when the teeth 147 are in the position shown in FIG. 9 are the position shown in dashed lines, very small in relation to the parallel path through the lower plate 131, the collar 138, which goes up directed teeth 141 of the lower plate 131, the teeth
147 des Ankers 146, die nach oben gerichteten Zähne 142 der oberen Platte 132 und diese Platte selbst.147 of the armature 146, the upward facing teeth 142 of the top plate 132 and this plate itself.
Wenn sich umgekehrt die Zähne 147 in der in F i g. 9 voll ausgezogenen Stellung befinden, ist der Luftspalt in dem magnetischen Kreis über die Zähne 141, 147 und 142 angenähert gleich oder kleiner als der Luftspalt zwischen dem Kraftflußleiter 124 und der oberen Platte 132, wodurch ein Parallelweg für den Kraftfluß mit einem magnetischen Widerstand geschaffen wird, der im wesentlichen gleich oder kleiner als der magnetische Widerstand für den Kraftfluß durch den ringförmigen Leiter 124 ist. Auf diese Weise wird der Kraftfluß bei der Drehung der Verteilerwelle 115 abwechselnd von nahezu hundert Prozent durch den ringförmigen Kraftflußleiter 124 auf einen Betrag von etwas über fünfzig Prozent innerhalb des durch die Zähne 141,147 und 142 verlaufenden Parallelweges verlagert und umgekehrt. Hierdurch wiederum wird der die Ausgangswicklung 63 umfassende Kraftflußanteil des rinförmigen Permanentmagneten 123 abwechselnd vergrößert und verkleinert, wodurch in der Wicklung 63 eine Ausgangswechselspannung erzeugt wird.Conversely, if the teeth 147 are in the position shown in FIG. 9 are in the fully extended position, the air gap is in the magnetic circuit via the teeth 141, 147 and 142 approximately equal to or smaller than the air gap between the power flow conductor 124 and the top plate 132, creating a parallel path for the power flow with a magnetic reluctance is created which is substantially equal to or less than the magnetic Resistance to the flow of force through the annular conductor 124 is. In this way, the power flow is at the Rotation of the distributor shaft 115 alternately of nearly one hundred percent through the annular Force flow conductor 124 to an amount of just over fifty percent within that through teeth 141,147 and 142 moving parallel path and vice versa. This in turn becomes the output winding 63 comprehensive power flow component of the ring-shaped permanent magnet 123 alternately enlarged and reduced, whereby an output AC voltage is generated in the winding 63.
Die vorgenannten Kraftflußwege sind aus Fig. 10 ersichtlich, worin der untere Teil den Kraftflußverlauf durch den Leiter 124 zeigt, wenn sich die Zähne 147 in der in F i g. 9 gestrichelt eingezeichneten Stellung befinden, während der obere Teil den Kraftflußverlauf wiedergibt, wenn sich die Zähne 147 in der in F i g. 9 voll ausgezogenen Stellung befinden, in welcher die Zähne 147 die Zähne 141 und 142 nahezu berühren.The aforementioned power flow paths can be seen from FIG. 10, in which the lower part shows the power flow path through conductor 124 shows when teeth 147 are in the position shown in FIG. 9 position shown in dashed lines are located, while the upper part reproduces the course of the force flow when the teeth 147 are in the position shown in FIG. 9 full are in the extended position in which the teeth 147 almost touch the teeth 141 and 142.
Die Zähne 141 an der unteren Platte 131, die Zähne 142 an der oberen Platte 132 und die Zähne 147 an dem Anker 146 sind vorzugsweise so geformt, daß innerhalbTeeth 141 on lower plate 131, teeth 142 on upper plate 132, and teeth 147 on the Anchors 146 are preferably shaped so that within
609538/6609538/6
der Wicklung 63 der in F i g. 4 dargestellte wellenförmige Verlauf der Spannung induziert wird. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, bestehen die Zähne 141 aus im wesentlichen nach aufwärts gerichteten, einstückig mit dem aufwärts gebogenen Kragen 138 der unteren Platte 131 verbundenen Rechtecken. Die Zähne 142 sind demgegenüber in radialer Richtung abgestuft und weisen Aussparungen 148 gemäß #W Darstellungen in F i g. 7 und 9 auf. Die Zähne 147 sind axial abgestuft, d. h. sie haben Ausschnitte 149, wie die Betrachtung von der Seite in F i g. 8 zeigt.of the winding 63 of the FIG. 4 shown wave-shaped profile of the voltage is induced. As from the As can be seen in the drawing, the teeth 141 consist of essentially upwardly directed, integral with the upwardly curved collar 138 of the lower plate 131 connected rectangles. The teeth 142 are in contrast, stepped in the radial direction and have recesses 148 according to #W representations in F i g. 7 and 9 on. The teeth 147 are axially stepped; H. they have cutouts 149, like viewing from the Page in Fig. 8 shows.
Die Nullinie in F i g. 4 wird bei der in F i g. 9 gestrichelt eingezeichneten Stellung der Zähne 147 erreicht. Wenn die Zähne 147 diese Stellung passieren, tritt an der Ausgangswicklung 63 praktisch keine 1S Flußänderung auf, und die Ausgangsspannung dieser Wicklung ist gleich null.The zero line in FIG. 4 is used in the in F i g. 9 reached position of the teeth 147 shown in dashed lines. When the teeth 147 pass this position, there is practically no 1 S change in flux on the output winding 63, and the output voltage of this winding is equal to zero.
Wenn sich die Zähne 147 nun entgegen dem Uhrzeigersinn mit Bezug auf F i g. 9 bewegen, gelangen ihre vorauseilenden Kanten in den Bereich zwischen den Zähnen 141 und den zurückspringenden Abschnitten 148 der Zähne 142, wodurch der Kraftfluß durch die Wicklung 63 vom Permanentmagneten 123 her fortschreitend vergrößert wird. Dies entspricht dem sich unmittelbar an den Nullpunkt anschließenden Spannungsverlauf in Fig.4. Wenn nun die vorauseilenden Kanten der Zähne 147 in den Bereich der vorspringenden Abschnitte der Zähne 142 gelangen, steigt der die Wicklung 63 durchsetzende Kraftfluß rapide an, wodurch die steil ansteigenden Teile des in Fig.4 abgebildeten Spannungsverlaufes erzeugt werden. Etwa gleichzeitig kommen die hinter den Ausschnitten 149 gelegenen höheren Abschnitte der Zähne 147 in den Bereich der Zähne 141 der unteren Platte 131 und unterstützen hierdurch das rapide Ansteigen des die Wicklung 63 durchsetzenden Kraftflusses.If teeth 147 are now moving counterclockwise with respect to FIG. 9 move, arrive their leading edges in the area between the teeth 141 and the receding portions 148 of the teeth 142, whereby the power flow through the winding 63 from the permanent magnet 123 is progressively enlarged. This corresponds to the voltage curve immediately following the zero point in Fig. 4. If now the leading edges of the teeth 147 in the area of the protruding Sections of the teeth 142 reach, the power flow through the winding 63 increases rapidly, whereby the steeply rising parts of the voltage curve shown in Fig. 4 are generated. Approximately at the same time, the higher sections of the teeth 147 located behind the cutouts 149 come into the Area of the teeth 141 of the lower plate 131 and thereby support the rapid rise of the Winding 63 enforcing power flow.
Wenn die nacheilenden Kanten der Zähne 147 die nacheilenden Kanten der Zähne 141 passiert haben, nimmt der die Wicklung 63 durchsetzende Kraftfluß rapide ab, und es werden die hohen negativen Spannungen, wie sie teilweise in F i g. 4 eingezeichnet sind, hervorgerufen.When the trailing edges of teeth 147 have passed the trailing edges of teeth 141, the flux of force penetrating the winding 63 decreases rapidly, and the high negative ones become Tensions, as shown partially in FIG. 4 are drawn.
Der Zündverteiler 13 mit dem elektromechanischen Generator 64 enthält auch einen Fliehkraftversteller, der den Einsatz der Zündspannungen für die Zündkerzen 12 entsprechend der Drehzahl der Maschine vorverlegt. Gemäß F i g. 6 und 7 weist dieser Fliehkraftversteller eine Platte 151 auf, die fest auf der Welle 115 sitzt. Wie weiter aus F i g. 7 ersichtlich, trägt die Platte 151 aufwärts gerichtete Zapfen 153, die sich durch Öffnungen 154 im scheibenförmigen Anker 146 des rotierenden Teiles 145 erstrecken. Der Anker 146 trägt zwei aufwärts gerichtete Bolzen 155, und die Zapfen 153 und die Bolzen 155 sind durch Federn 156 bzw. 157 kraftschlüssig miteinander verbunden. Der Anker 146 trägt weiterhin eine Hülse 161, welche die Welle 115 derart umgreift, daß eine beschränkte Wickelbewegung möglich ist. Zwei Fliehgewichte 162 sind an aufwärts gerichteten Zapfen 163 befestigt, die von der Platte 151 gemäß Darstellung in F i g. 7 getragen werden. Aus dem ^0 scheibenförmigen Anker 146 sind zwei Flansche 164, 165 nach aufwärts abgewinkelt, die sich mit den nockenförmigen Oberflächen der Fliehgewichte 162 in Anlage befinden.The ignition distributor 13 with the electromechanical generator 64 also contains a centrifugal adjuster which advances the use of the ignition voltages for the spark plugs 12 in accordance with the engine speed. According to FIG. 6 and 7, this centrifugal adjuster has a plate 151 which is firmly seated on the shaft 115. As further from FIG. 7, the plate 151 carries upwardly directed pins 153 which extend through openings 154 in the disc-shaped armature 146 of the rotating part 145. The armature 146 carries two upwardly directed bolts 155, and the pegs 153 and the bolts 155 are frictionally connected to one another by springs 156 and 157, respectively. The armature 146 also carries a sleeve 161 which engages around the shaft 115 in such a way that a limited winding movement is possible. Two flyweights 162 are attached to upwardly directed pegs 163 extending from plate 151 as shown in FIG. 7 to be worn. Are from 0 ^ disk-shaped armature 146 has two flanges 164, 165 bent upwards, which are engaged with the cam-shaped surfaces of the flyweights 162 in system.
Die Hülse 161 trägt den Verteilerläufer 171 mit einem daran angebrachten elektrischen Kontaktfinger 172. Dieser elektrische Kontakt weist einen selbstfedernden Ansatz 173 auf, der gegen einen mit der Sekundärwicklung 11 der Zündspule 10 elektrisch verbundenen festen Kontakt 174 anliegt. Der Verteilerläufer 171 ist identisch mit dem Verteilerläufer 14 im Schaltbild nach Fig. 1. Eine Verteilerkappe 175 aus Isolierstoff deckt das Verteilergehäuse 113 und den Verteilerläufer 171 ab. Die Verteilerkappe enthält, in gleichen Abständen am Umfang eines Kreisels verteilt Kontakte 176, deren Anzahl der Zahl der Zündkerzen und Zylinder der Brennkraftmaschine entspricht, so daß bei Drehung des Verteilerläufers 171 von der Welle 115 her die Sekundärwicklung 11 der Zündspule nacheinander mit den einzelnen Zündkerzen 12 in Verbindung gebracht wird.The sleeve 161 carries the distributor rotor 171 with an electrical contact finger 172 attached to it. This electrical contact has a self-resilient extension 173 which is against one with the secondary winding 11 of the ignition coil 10 is electrically connected to the fixed contact 174. The distributor rotor 171 is identical to the distributor rotor 14 in the circuit diagram according to FIG. 1. A distributor cap 175 made of insulating material covers the distributor housing 113 and the distributor rotor 171. The distributor cap contains contacts 176 distributed at equal intervals around the circumference of a gyro, their Number corresponds to the number of spark plugs and cylinders of the internal combustion engine, so that when the Distributor rotor 171 from shaft 115 with the secondary winding 11 of the ignition coil one after the other the individual spark plugs 12 is brought into connection.
Der Zündverteiler 13 einschließlich dem elektromechanischen Generator 64 weist ferner gemäß der Darstellung in F i g. 7 einen Unterdruckversteller 177 bekannter Ausführung auf. Eine Zugstange 178 des Unterdruckverstellers ist mit der unteren Platte 131 des feststehenden Generatorteiles 122 verbunden, der den ringförmigen Permanentmagneten 123, den Kraftflußleiter 124 für den magnetischen Fluß, die ringförmige Ausgangswicklung 63 sowie die obere und untere Platte 131 und 132 mit den auf Abstand angeordneten Zähnen 141 bzw. 142 trägt. Die Zugstange 178 dreht den feststehenden Generatorteil 122 einschließlich d£r Buchse 136 in Übereinstimmung mit dem Unterdruck der Maschine um das Längslager 114. Hierdurch wird die relative Stellung der Zähne 141 und 142 im Verhältnis zu den Zähnen 147 verändert, und der Einsatz des Zündfunkens an den Zündkerzen 12 der Brennkraftmaschine wird in Übereinstimmung mit dem Unterdruck der Maschine vor- bzw. zurückverstellt.The ignition distributor 13 including the electromechanical generator 64 also has, according to FIG Representation in FIG. 7 a vacuum adjuster 177 of known design. A tie rod 178 of the Vacuum adjuster is connected to the lower plate 131 of the stationary generator part 122, which the ring-shaped permanent magnet 123, the power flux conductor 124 for the magnetic flux, the ring-shaped Output winding 63 and the upper and lower plates 131 and 132 with the spaced apart teeth 141 and 142 respectively. The pull rod 178 rotates the stationary generator part 122 including the Bushing 136 in accordance with the negative pressure of the machine around the longitudinal bearing 114. This is the relative position of the teeth 141 and 142 in relation to the teeth 147 changed, and the Use of the spark on the spark plugs 12 of the internal combustion engine is in accordance with the The vacuum of the machine is adjusted forwards or backwards.
Die Ausgangswicklung 63 ist mit dem Rest der Schaltung nach F i g. 1 über Leitungen verbunden, von denen eine als Leitung 179 in F i g. 6 eingezeichnet ist.The output winding 63 is connected to the rest of the circuit of FIG. 1 connected by lines, from one of which as line 179 in FIG. 6 is shown.
Im Betrieb des elektromechanischen Generators und des Zündverteilers dreht der rotierende Teil 145 mit dem Anker 146, der Platte 151, der Welle 115, der Hülse 161 und dem Verteilerläufer 171, wie bereits erwähnt, entgegen dem Uhrzeigersinne mit Bezug auf die Darstellungen nach den F i g. 7 und 9. Dabei gelangen, wie ohne weiteres ersichtlich, die Zähne 147 des Ankers 146 nach je einer Achteldrehung der Welle 115 und des Ankers 146 in Anlage zu den Zähnen 141 und 142. Hierdurch werden in der Ausgangswicklung 63 während jeder vollen Umdrehung des Ankers 146 und der Welle 115 acht elektrische Wechselstromperioden erzeugt. Dabei wirken die acht Zahnbestückungen 141, 142 und 147, wenn sie sich in Nahstellung befinden, als paralleler magnetischer Kreis für den vom Permanentmagneten 123 ausgehenden Kraftfluß.The rotating part 145 rotates with the operation of the electromechanical generator and the ignition distributor the armature 146, the plate 151, the shaft 115, the sleeve 161 and the distributor rotor 171, as already mentioned, counterclockwise with reference to the representations according to FIGS. 7 and 9. As can be seen without further ado, the teeth 147 of the armature 146 after each one eighth of a turn of the shaft 115 and the Armature 146 in contact with the teeth 141 and 142. As a result, in the output winding 63 during each full revolution of armature 146 and shaft 115 generates eight electrical alternating current periods. The eight sets of teeth 141, 142 and 147 act as parallel when they are in close proximity magnetic circuit for the flux of force emanating from the permanent magnet 123.
Wie bereits erwähnt, kuppelt der Fliehkraftversteller die auf der Welle 115 sitzende Platte 151 mit dem Anker 146 und der Hülse 161, die den Verteilerläufer 171 trägt mit Hilfe der Federn 156 und 157, der Fliehgewichte 162 und der aufwärtsgerichteten Flanschen 164, 165 des Ankers 146. Je größer die Drehzahl der Welle 115 und somit der Platte 151 ist, umso größer ist auch die Zentrifugalkraft an den Fliehgewichten 162. Hierdurch werden die Fliehgewichte nach auswärts gegen die Flansche 164, 165 gedrückt und drehen den Anker 146, die Hülse 161 und den Verstellerläufer 171. entgegen dem Uhrzeigersinne zur Welle 115 und Platte 151. Da die Drehrichtung des gesamten rotierenden Teiles des Generators gleichfalls entgegen dem Uhrzeigersinne gerichtet ist, wird folglich die Erzeugung der Wechselspannungen in der Ausgangswicklung 63 im Verhältnis zur Drehung der Welle 115 und der BrennkraftmaschineAs already mentioned, the centrifugal adjuster couples the plate 151, which is seated on the shaft 115, to the armature 146 and the sleeve 161, which carries the distributor rotor 171 with the aid of the springs 156 and 157, the flyweights 162 and upward flanges 164, 165 of armature 146. The greater the speed of rotation of shaft 115 and Thus the plate 151 is, the greater is the centrifugal force on the flyweights 162. As a result the flyweights are pressed outwards against the flanges 164, 165 and rotate the armature 146, the sleeve 161 and the adjuster rotor 171. counterclockwise to the shaft 115 and plate 151. Da the direction of rotation of the entire rotating part of the generator is also counterclockwise is directed, the generation of the alternating voltages in the output winding 63 is consequently in proportion for rotating the shaft 115 and the internal combustion engine
vorverlegt, so daß die Zündung mit zunehmender Maschinendrehzahl früher einsetzt.brought forward so that the ignition starts earlier as the engine speed increases.
Aus F i g. 7 läßt sich entnehmen, daß beim Ansteigen des Unterdruckes in der Maschine der feststehende Teil des Generators mit dem Permanentmagneten 123, der Ausgangswicklung 63 und der aus den Platten 131 bzw. 132 angeordneten aufwärts gerichteten jZähne 141 und 142 im Uhrzeigersinne gegenüber demj^otierenden Teil 145 einschließlich dem Anker 146 verdreht wird. Dies hat gleichfalls zur Folge, daß die Zündspannung an den Zündkerzen und somit der Zündfunken mit zunehmendem Unterdruck in der Ansaugleitung der Maschine früher einsetzt.From Fig. 7 it can be seen that when the negative pressure in the machine rises, the stationary part of the generator with the permanent magnet 123, the output winding 63 and the upwardly directed teeth 141 and 142 arranged from the plates 131 and 132 in a clockwise direction opposite the rotating part 145 including the armature 146 is rotated. This also has the consequence that the ignition voltage on the spark plugs and thus the ignition spark begins earlier with increasing negative pressure in the intake line of the machine.
Die wechselnde Ausgangsspannung der Wicklung 63 wird, wie aus Fig.4 hervorgeht, der Basis 60 des Transistors 54 zugeführt. Dieser Transistor befindet sich normalerweise in leitendem Zustand.As can be seen from FIG. 4, the changing output voltage of the winding 63 is fed to the base 60 of the transistor 54. This transistor is normally in a conductive state.
Unter normalen Betriebsbedingungen ist bei drehender Brennkraftmaschine der Zündschalter 26 geschlossen, und die elektrische Energiequelle 16 liegt in Serie mit dem Emitter 22 und dem Kollektor 33 des Transistors 17 sowie der Primärwicklung 15 der Zündspule 10. Der Transistor 54 befindet sich unter der Voraussetzung, daß in der ringförmigen Ausgangswicklung 63 gerade keine Spannung induziert wird, in seinem leitenden Dauerzustand. Dies folgt aus der Verbindung des Emitters 57 des Transistors 54 mit der positiven Klemme 21 der Energiequelle 16 über den Widerstand 58, die Leitung 32 und den davor liegenden Leitungszug. Die Basis 60 des Transistors 54 liegt über den Widerstand 76 und die Leitungen 77 und 83 an Masse, d. h. an der negativen Klemme der Energiequelle 16 und hat somit eine negative Vorspannung gegenüber dem Emitter 57, wodurch der Transistor 54 in seinen leitenden Zustand geschaltet ist. Der sich von der Basis des Transistors 54 über den Widerstand 76 und die Leitungen 77,83 einstellende Strom ergibt eine negative Vorspannung der Basis 60 gegenüber dem Emitter 57 von angenähert 0,4 Volt.Under normal operating conditions, the ignition switch 26 is closed when the engine is rotating, and the electrical energy source 16 is in series with the emitter 22 and the collector 33 of the transistor 17 and the primary winding 15 of the ignition coil 10. The transistor 54 is provided that in the ring-shaped output winding 63 is currently no voltage induced, in its conductive permanent state. This follows from the connection of the emitter 57 of the transistor 54 to the positive terminal 21 of the energy source 16 via the resistor 58, the line 32 and the line in front of it. The base 60 of the transistor 54 is connected to ground via the resistor 76 and the lines 77 and 83 , ie to the negative terminal of the energy source 16 and thus has a negative bias voltage with respect to the emitter 57, whereby the transistor 54 is switched to its conductive state. The current arising from the base of the transistor 54 via the resistor 76 and the lines 77, 83 results in a negative bias voltage of the base 60 with respect to the emitter 57 of approximately 0.4 volts.
Wenn der Transistor 54 leitend ist, befindet sich der Transistor 43 in seinem nichtleitenden Zustand, da der Spannungsabfall am Transistor 54 so gering ist, daß der aus der Basis 52 des Transistors 43 heraustretende Stromfluß Null ist. Es leuchtet ein, daß im nichtleitenden Zustand des Transistors 43 auch der Transistor 17 nicht leitend ist, da von dessen Basis 45 kein Strom abfließen kann. Um den Transistor 54 in seinen nichtleitenden Zustand zu bringen und die Transistoren 43 und 17 einzuschalten, ist es erforderlich, die negative Vorspannung an der Basis 60 des Transistors 54 zu beseitigen. Dies geschieht mit Hilfe der Ausgangsspannung an der Wicklung 63 des elektromechanischen Generators 64, wie dies F i g. 4 zeigt. Dort ist die Vorspannung am Transistor 54, die durch diese wellenförmigen Spannungen zur Ausschaltung des Transistors 54 überwunden werden muß, durch eine gestrichelte Linie 187 markiert. Die eingezeichneten Halbwellen 181, 182, und 183 gelten für eine niedrige Geschwindigkeit, eine mittlere Geschwindigkeit und eine hohe Geschwindigkeit.When the transistor 54 is conductive, the transistor 43 is in its non-conductive state, since the voltage drop across the transistor 54 is so small that the current flow emerging from the base 52 of the transistor 43 is zero. It is evident that in the non-conductive state of the transistor 43, the transistor 17 is also non-conductive, since no current can flow from its base 45. In order to bring transistor 54 into its non-conductive state and turn on transistors 43 and 17 , it is necessary to remove the negative bias voltage on base 60 of transistor 54. This is done with the aid of the output voltage on the winding 63 of the electromechanical generator 64, as shown in FIG. 4 shows. The bias voltage at transistor 54, which must be overcome by these wave-shaped voltages in order to switch off transistor 54, is marked there by a dashed line 187 . The half-waves 181, 182 and 183 shown apply to a low speed, a medium speed and a high speed.
Was nun den Wellenverlauf bei niedriger Geschwin-60 digkeit 181 anbetrifft, so wird, wenn der Spannungswert den Schnittpunkt 185 der Halbwelle 131 mit der horizontalen gestrichelten Linie 187 überschreitet, die negative Vorspannung an der Basis 60 des Transistors 54 überwunden, und das an der Basis 60 von der Ausgangswicklung63 herauftretende positive Potential blockiert den weiteren Stromfluß von dieser Basis, so daß der Transistor 54 ausgeschaltet wird. Hierdurch wird ein Stromfluß an der Basis 52 des Transistors 43 ermöglicht, wodurch sowohl der Transistor 52 wie auch der Transistor 17 eingeschaltet werden. Wenn die Spannung in der Klemme 62 unter den Schnittpunkt 186 mit der gestrichelten Linie 187 absinkt, wird der Basisstrom des Transistors 54 nicht mehr länger blockiert, und dieser Transistor wird erneut eingeschaltet, wodurch die Transistoren 43 und 17 wieder ausgeschaltet werden. Während der zwischen den Punkten 185 und 186 liegenden Ladeperiode, während welcher der Transistor 17 leitend ist, fließt Strom von der Spannungsquelle 16 über den Emitter 22 und den Kollektor 33 zur Primärwicklung 15 der Zündspule 10. Wenn der Schnittpunkt 186 im Diagramm nach F i g. 4 erreicht ist, wird der Transistor 54 wieder eingeschaltet, und die Transistoren 43 und 17 werden ausgeschaltet. Hierdurch wird der Stromfluß in der Primärwicklung 15 der Zündspule 10 unterbrochen, und in der Sekundärwicklung 11 wird die Zündspannung induziert.As for the waveform at low speed 181 , when the voltage value exceeds the intersection 185 of half-wave 131 with the horizontal dashed line 187 , the negative bias on the base 60 of the transistor 54 is overcome, and that on the base 60 positive potential emerging from the output winding 63 blocks the further flow of current from this base, so that the transistor 54 is switched off. This enables a current to flow at the base 52 of the transistor 43 , as a result of which both the transistor 52 and the transistor 17 are switched on. When the voltage in terminal 62 drops below the intersection 186 and dashed line 187 , the base current of transistor 54 is no longer blocked and that transistor is turned on again, thereby turning transistors 43 and 17 off again. During the charging period between points 185 and 186 , during which transistor 17 is conductive, current flows from voltage source 16 via emitter 22 and collector 33 to primary winding 15 of ignition coil 10. When intersection 186 in the diagram according to FIG . 4 is reached, transistor 54 is turned on again and transistors 43 and 17 are turned off. This interrupts the flow of current in the primary winding 15 of the ignition coil 10, and the ignition voltage is induced in the secondary winding 11.
Die Ausgangsspannung an der Klemme 62 der Wicklung 63, deren Verlauf durch die Kurve 181 in F i g. 4 wiedergegeben ist, sinkt dann ins Negative ab, steigt nach einer bestimmten Zeit wieder an und kehrt auf die gleiche Höhe wie im Schnittpunkt 185 zurück. In diesem Zeitpunkt wird der Transistor 54 erneut eingeschaltet, und die Transistoren 43 und 17 werden eingeschaltet, wodurch ein neuer Zündzyklus eingeleitet wird.The output voltage at terminal 62 of winding 63, the course of which is represented by curve 181 in FIG. 4 is shown, then sinks into the negative, rises again after a certain time and returns to the same height as at the intersection point 185 . At this point, transistor 54 is turned on again and transistors 43 and 17 are turned on, thereby initiating a new ignition cycle.
Es ist ohne weiteres erkennbar, daß der jeweilige Abschnitt zwischen den Schnittpunkten 185 und 186, 185' und 186,185" und 186 gleich dem Schließwinkel der Zündanlage, d. h. dem Drehwinkel des Verteilers und des Generators ist, der die Primärwicklung der Zündspule erregt. Für die Halbwelle 181 beträgt der Schließwinkel 7°, für die Halbwelle 182 15° und für die Halbwelle 183 28°.It can readily be seen that the respective section between the intersection points 185 and 186, 185 ' and 186, 185 " and 186 is equal to the dwell angle of the ignition system, ie the angle of rotation of the distributor and the generator which excites the primary winding of the ignition coil. For the half-wave 181 , the dwell angle is 7 °, for half-shaft 182 15 ° and for half-shaft 183 28 °.
Weiterhin geht aus Fig.4 und aus der allgemeinen Kenntnis der Spannungscharakteristiken rotierender elektrischer Maschinen hervor, daß beim Ansteigen der Drehzahl der Brennkraftmaschine und des elektromechanischen Generators 64 (Anwachsen der Drehzahl der Welle 115 und des rotierenden Teiles 145) auch die Größe der in der Ausgangswicklung 63 induzierten Spannung ansteigt, wodurch der Schnittpunkt 185 zwischen der Ausgangsspannung der Wicklung 63 und der durch die Linie 187 eingezeichneten Umschaltspannung der Transistoren in Richtung zu den Schnittpunkten 185' bzw. 185" verschoben wird. Hierdurch nimmt der Schließwinkel in Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine zu. Beispielsweise beträgt bei der mittleren, durch die Halbwelle 182 gekennzeichneten Drehzahl der Ladewinkel 15° gegenüber 7° bei niedriger Maschinendrehzahl. Bei einer bestimmten Drehzahl im mittleren Drehzahlbereich der Maschine, der durch alle durch die Zündanlage gegebenen Parameter bestimmt ist, rückt der Schnittpunkt zwischen der Ausgangsspannung 183 mit der Linie 187 sehr dicht an den Anfang der Kurven 181, 182 und 183 heran, wie dies F i g. 4 zeigt. In diesem Punkt erreicht der Schließwinkel einen Standardwert von 28°. Die entsprechende Drehzahl liegt vorzugsweise an der Stelle des Schnittpunktes der beiden in F-i g. 3 dargestellten Kurven und beträgt bei einer normalen Achtzylindermaschine angenähert 2000 U/m.Furthermore, it can be seen from FIG. 4 and from the general knowledge of the voltage characteristics of rotating electrical machines that when the speed of the internal combustion engine and the electromechanical generator 64 increase (increase in the speed of the shaft 115 and the rotating part 145) , the size of the in the output winding 63 induced voltage increases, whereby the intersection 185 between the output voltage of the winding 63 and the switching voltage of the transistors indicated by the line 187 is shifted in the direction of the intersection points 185 ' or 185 " . This increases the dwell angle depending on the engine speed For example, the loading angle is 15 ° at the middle speed, identified by the half-wave 182 , compared to 7 ° at a low engine speed The intersection between the output voltage 183 and the line 187 comes very close to the beginning of the curves 181, 182 and 183 , as shown in FIG. 4 shows. At this point the dwell angle reaches a standard value of 28 °. The corresponding speed is preferably at the point of intersection of the two in Fi g. 3 and is approximately 2000 rpm for a normal eight-cylinder engine.
Wenn nun die Maschinendrehzahl über die vorgenannte bestimmte Drehzahl hinaus ansteigt, bleibt, wie ersichtlich, der Schließwinkel im wesentlichen konstant, da die Ausgangsspannung der Wicklung 63 mitIf the engine speed increases above the aforementioned specific speed, the dwell angle remains essentially constant, as can be seen, since the output voltage of the winding 63 also increases
zunehmender Größe den Schnittpunkt 185" zwischen der Kurve 183 und dem Transistorschaltniveau nur noch ganz schwach nach links, sofern überhaupt, verschiebt.increasing size, the intersection 185 ″ between the curve 183 and the transistor switching level only shifted very slightly to the left, if at all.
Durch die vorliegende Erfindung wird auf diese Weise eine Zündanlage für eine Brennkraftmaschine geschaffen, bei welcher der Energieverbrauch auf ein Minimum herabgesetzt wird, während gleichzeitig die Erzeugung genügend hoher Zündspannungen sicherge-In this way, the present invention provides an ignition system for an internal combustion engine created, in which the energy consumption is reduced to a minimum, while at the same time the Generation of sufficiently high ignition voltages
stellt wird. Dies erfolgt durch eine Veränderung des Schließwinkels in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl zwischen einem niedrigen Drehzahlwert und einem vorbestimmten Wert, der vorzugsweise im mittleren Drehzahlbereich der Maschine liegt. Oberhalb dieser vorbestimmten Drehzahl bleibt der Schließwinkel praktisch konstant.will provide. This is done by changing the dwell angle depending on the machine speed between a low speed value and a predetermined value, which is preferably in middle speed range of the machine. The dwell angle remains above this predetermined speed practically constant.
Hierzu 6 Blatt ZeichnungenIn addition 6 sheets of drawings
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