DE2908051A1

DE2908051A1 - Zuendverstaerker fuer eine brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2908051A1
Application number: DE19792908051
Authority: DE
Inventors: Nichtnennung Beantragt
Original assignee: HAYASHI SEIKO KK
Current assignee: HAYASHI SEIKO KK
Priority date: 1978-03-03
Filing date: 1979-03-01
Publication date: 1979-09-13
Also published as: JPS54117835A; FR2418876B1; JPS59706B2; GB2016589B; GB2016589A; FR2418876A1

Description

Zündverstärker für eine Brennkraftmaschine

Die Erfindung betrifft einen Zündverstärker für eine Brennkraftmaschine für Kraftfahrzeuge usw., bei dem ein sekundärer Hochspannungsstroms der von einer Zündspule erzeugt wird, in einem Kondensator aufgespeichert wird, der am Kopf einer Zündkerze der Brennkraftmaschine sitzt, wobei dann, wenn die Spannung der Entladeelektrode am Ende der Zündkerze auf einen vorbestimmten Wert zur Entladung angestiegen ist, die iiii Kondensator aufgespeicherte statische Elektrizität auf einmal entladen wird, um starke Zündfunken zu erzeugen.

Bei vielen in der letzten Zeit entwickelten Kraftfahrzeugen mit Luftverunreinigungsschutz sind Beeinträchtigungen in der Maschinenleistung i'iid der Beschleunigung iiingenommen worden, um den strengen Vorschriften bezüglich der Emission von Schadstoffen, wie HC, CG und NOx im Abgas zu genügen. In der letzten Zeit herrscht die Verwendung von transistorierten Zündanlagen bei Maschinen vor, die ein Verbrennungssystem für arme Gemische oder ähnliche andere Systeme verwenden, um die Arbeitsweise der Maschine bei einer Beschleunigung zu verbessern und Fehlzündungen r.,u verhindern. Die Hersteller von Zündkerzen unternehmen andererseits die verschiedensten Versuche zur Verbesserung der Verbrennungsleistung, indem beispielsweise die Form und Ausbildung des Zündkerzenendes geändert werden.

Ein wichtiges und sehr schwieriges Problem, das in diesem Zusammenhang auftritt, besteht darin, wie es möglich ist, den Hochspannungsentladestrom am vorderen Ende der Zündkerze

zu erhöhen.

Bei den auf dem Markt befindlichen normalen Kraftfahrzeugen, die nicht mit voll-oder halbtransistorierten Systemen ausgerüstet sind, beträgt die maximale Spannung, die durch die Zündspule erzeugt werden kann, annähernd 18 kV und wird die Entladespannung, die bei einer Zündkerze mit einem Elektrodenabstand von etwa 0,8 mm" erreichbar ist, über das Zündkabel auf die Größenordnung von 12 kV herabgesetzt.

Obwohl die Sekundärspannung, die von der Zündspule bei halb- oder volltransistorierten Systemen erzeugt wird, auf einen Wert in der' Größenordnung von 40 kV verstärkt wird, fällt die Entladespannung am vorderen Ende der Zündkerze bei einem Elektrodenabstand von etwa 1,1 mm auf einen Wert von 26 kV ab.

Es ist auf dem Markt ein Zündkabel erhältlich, das so ausgebildet ist, daß es einen geringeren Widerstand hat, während Stromverluste so klein vie möglich gehalten werden, um den Spannungsabfall am vorderen Ende der Zündkerze zu verringern. Die Verwendung eines derartigen Zündkabels stellt jedoch keine entscheidende Lösung der Probleme dar, die bei den gegenwärtig verwandten Verbrennungssystemen für arme Gemische auftreten.

Durch die Erfindung soll somit ein Zündverstärker geliefert werden, bei dem die von der Zündkerze abgegebenen Zündfunken ein Mehrfaches der Stärke der Zündfunken haben, die bei herkömmlichen Zündkerzen erhalten werden können, um die Verbrennungsleistung und die Beschleunigungswerte eines Kraftfahrzeuges zu verbessern, ohne eine Beeinträchtigung der Leistung der Maschine hinzunehmen, und um dadurch zu einem wesentlich wirtschaftlicheren Kraftstoffverbrauch und zu einer Abnahme . der Emission an HC, CO, NOx und/oder anderen Schadstoffen

909837/06 5 8

im Abgas zu kommen.

Durch die Erfindung soll insbesondere ein Zündverstärker vorgeschlagen werden, bei dem ein Hochspannungskondensatorschaltkreis zwischen der Zündkerze und dem Zündkabel und parallel zum Entladeteil der Entladeelektrode am Ende der Zündkerze vorgesehen ist, so daß der Hochspannungskondensator zum Zündzeitpunkt entladen wjrd, und der Entladestrom mit dem Zündstrom der Zündkerze kombiniert wird, um dadurch einen starken Zündfunken zu erhalten.

Bei dem erfindun^sgemäßen Zündverstärker soll insbesondere ein Hochspannungskondensator vorgesehen sein, der parallel zum Entladeteil der Entladeelektrode am Ende der Zündkerze dadurch geschaltet werden kann, daß der Kondensator einfach am Kopf einer bereits vorhandenen Zündkerze befestigt wird.

Um das zu erreichen, wird durch die Erfindung ein Zündverstärker geliefert, der einen Isolierzylinder aus einem Kunststoff, aus Porzellan oder einem anderen ähnlichen Material mit einer ausgezeichneten Wärmebeständigkeit und ausgezeichneten Isoliereigenschaften und hoher Dielektrizitätskonstanten, einen äußeren Metallzylinder, der den Isolierzylinder umgibt und so ausgebildet ist, daß er als Elektrode an der Masseseite des Kondensators dient, ein Masseelement, das am äußeren Zylinder vorgesehen ist, einen inneren Metallzylinder, der im Isolierzylinder dem äußeren Metallzylinder gegenüber angeordnet und ε.ο ausgebildet ist, daß er als Elektrode an der positiven Seite des Kondensators dient und eine Ausgangselektrode aufweist, die in der Mitte durch den Isolierzylinder führt und in einer elektrischen Verbindung mit dem Boden des inneren Metallzylinders steht. Die Ausgangselektrode wird zwischen der Entladeelektrode einer bestehenden Zündkerze und dem Zündkabel angeordnet, um einen elektrischen Schaltkreis zu bilden und ,dadurch ein elektrisches Feld zwischen dem äußeren und dem inneren Metall-

909837/0656

zylinder beim Anlassen der Maschine zu erzeugen. Der Zündfunke im Entladezwischenraum der Entlade elektrode der Zündkerze wird ausgelöst,während der Entladestrom zwischen dem äußeren und dem inneren Metallzylinder mit dem Zündstrom der Entladeelektrode der Zündkerze kombiniert wird, um die Zündfunken zu verstärken, so daß eine sichere Zündung des Kraftstofi'gemisches in der Maschine sichergestellt ist.

Erfindungsgemäß wird somit ein sekundärer Hochspannungsstrom von einer Zündspule in einem Kondensator aufgespeichert, der am Kopf einer Zündkerze einer Brennkraftmaschine für Kraftfahrzeuge usw. sitzt, wobei dann, wenn die Spannung der Entladeelektrode am Ende der Zündkerze bis. auf einen vorbestimmten Wert zur Entladung aufgebaut ist, die im Kondensator aufgespeicherte statische Elektrizität auf einmal entladen wird, um starke Zündfunken zu erzeugen.

Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Darin zeigt:

PJer. 1 eine Längsschnittansicht einer Zündkerze, die

an ihrem Kopfteil mit einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Zündverstärkers versehen ist;

Fig. P. eine teilweise geschnittene Seitenansicht des

in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 3 eine Außenansicht dieses Ausführungsbei

spiels der Erfindung, eingebaut in eine Brennkraftmaschine ;

Fig. 4 eine Längsschnittansicht einer Zündkerze, die

909837/0656

08051

an ilirein Kopf mit einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung versehen ist|

Fig« 5 in einer perspektivischen Ansicht das in

Fig. 4 dargestellte Aunführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 6 in einer vergrößerten perspektivischen An

sicht den Kontaktplattenteil bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung«

Wie es in den Fig. 1 bis 3 dargestellt ist, weist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das auf den Kopf einer Zündkerze gepaßt ist, einen Isolierzylinder 1, der ein Dielektrikum bildet und aus eine^ Material, wie beispielsweise Porzellan,mit ausgezeichneter Wärmebeständigkeit und guten Isoliereigenschaften und einer hohen Dielektrizitätskonstanten besteht, einen inneren Metallzylinder 2, der an der Innenfläche des Isolierzylinders 1 befestigt und so ausgebildet ist, daß er als eine tSlektrodenplatte des Kondensators dient, einen äußeren Metallrsylinder 3» der den Isolierzylinder 1 umgibt und so ausgebildet ist, daß er als die andere Elektrodenplatte des Kondensators dient, und eine stabförmige Ausgangselektrode 4 auf, die in Verbindung mit dem Innenzylinder 2 in den Isolierzylinder 1 gepaßt ist. Eine Zündkerze 5 weist eine Entladeelektrode 12 auf, die von ihrem unteren Ende vorsteht, wobei der obere Endabschnitt 12a der Entladeelektrode in einer Aussparung 4a am unteren Ende der Ausgangselektrode 4 gepaßt ist. Ein Zündkabel 6 steht an seinem Ende mit einer Kabelkappe 10 und einem elektrisch leitenden Verbindungsrohr 6a in Verbindung, das in die Kabelkappe 10 gepaßt ist. Der Kopf 4b der Ausgangselektrode 4 ist in das Verbindungsrohr 6a eingesetzt. In das untere Ende des Isolierzylinders 1 ist ein isolierender Abschlußzylinder aus Gummi eingepaßt, der so ausgebildet ist, daß er die

909837/065 6

Ine ingr iff nähme zwischen dem Isolierzylinder 1 und der Zündkerze 5 beibehält. Ein Masseleitungsdraht 8 ist an einem Ende mit dem Außenzylinder 3 verbunden, während das andere Ende des Masseleitungsdrahtes mit einem anderen Außenzylinder (Elektrode) 3 oder mit der Fahrzeugkarosserie verbunden ist, so daß es an Masse liegt. In den Zylinderkopf 11 einer Brennkraftmaschine ist das äußere,mit eineir Gewinde versehene Ende 5a der Zündkerze 5 eingesetzt. Die Kabelkappe 10 kann auch die Verbindung des Zündkabels 6 mit der Ausgangselektrode 4 unterstützen. Die Entladeelektrode 12 bildet den positiven Pol der Zündkerze. Das Zündkabel 6, die Ausgangselektrode 4, der Innenzylinder 2 und die Entladeelekxrode 12 stehen elektrisch miteinander in Verbindung.

In den Fig. 4 bis G ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei dem die Masseleitung durch eine Kontaktplatte 8a ersetzt ist, deren oberes Ende an beiden Rändern zur Bildung von zwei U-förmigen Eingriffselementen 8b umgebogen ist, während der untere Endabschnitt der Kontaktplatte 8a S-förmig gebogen ist. Die Eingriffselemenie8b werden auf entsprechende Vorsprvage 3b gepaßt, die durch Ausstanzen in Form eines U 3a der beiden Seitenflächen des Außenzylinders 3 ausgebildet sind, der als die andere Elektrodenplatte des Kondensators dient. Das obere Ende 12a der stabförmigen Entladeelektrode 12 der Zündkerze 5 ist in die Aussparung 4a im unteren Ende der stabförmigen Ausgangselektrode 4 gepaßt, so daß der hexagonale Kopf 5b der Zündkerze durch die unteren Enden von zwei Kontaktplatten 8a gehalten wird,und dadurch der Außenzylinder 3 an Masse liegt.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der obere Teil des isolierenden Abschlußzylinders 7a aus Gummi so angeordnet, daß er den inneren Metallzylinder 2 umgibt.

Wenn die Brennkraftmaschine angelassen wird, fließt der vom

909837/0656

nicht dargestelltoii Verteiler erzeugten Strom über das Zündkabel 6 zur Ausgangselektrode 4 und wird ein Teil dieses Stromes an der Stirnfläche der Entladeelektrode 12 der Zündkerze 5 aufgespeichert, während ein anderer Teil des Stromes an der Außenfläche des Innenzylinders 2 aufgespeichert wird. Wenn der nach und nach erzeugte Zündstrom an den oeiden Ladeflächen bis auf deren Kapazitäten aufgespeichert ist, wird der Strom in Form von Funken von der Entladeelektrode 12 entladen. Diese Funken dienen als Leiter für das Fließen des folgenden Stromes, was zu einer Entladung der statischen Elektrizität führt, die am Innenzylinder 2 geladen war. Der momentane Zündstrom wird somit um einen Betrag erhöht, der gleich dem Strom ist, der am Innenzylinder 2 geladen war. Die Zündfunken sind somit verstärkt^um die Funkenzündung weiter zu unterstützen.

Da jeder Außenzylinder 3 über eine Leitung 8 an der Fahrzeugkarosserie an Masse liegt, ergibt sich ein Ladebereich zwischen dem Außenzylinder 3 und dem InnenzyliAder 2, um das Aufspeichern des Zündstromes zu ermöglichen. Wenn diö Funkenentladung von der Entladeelektrode 2 beginnt, .wird jedoch die »gesamte statische Elektrizität im Innenzylinder 2 auf einmal Über die Funken entladen, die als Stromleiter dienen. Verglichen mit herkömmlichen Vorrichtungen ist daher der momentane Strom der Zündfunken um einen Betrag erhöht, dor der Ansammlung des Stromes ua Innenzylinder und Außenzylinder 2 und 3 entspricht, was zu stark verstärkten Zündfunken und zu einer erhöhten Zündfähigkeit des Kraftstoffgemisehes führt.

Erfindungsgemäß können die. Zündkerze und die Kondensatorteile als getrennte Bauelemente ausgebildet sein und kann die Verbindung oder die Trennung der Entladeelektrode der Zündkerze und der Ausgangselektrode des Innenzylinders, der ein Kondensatorelement bildet, durch einen einzigen und einfachen Arbeitsvorgang bewirkt werden, indem ein Steckersystem verwand wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist daher leicht

909837/0658

an Zündkerzen von irgendeinem Typ, die für die verschiedenen Arten von Brennkraftmaschinen verwandt werden, einschließlich an denjenigen Zündkerzen anbringbar und abnehmbar, die an bereits vorhandenen Kraftfahrzeugen oder an neuen Kraftfahrzeugmodellen vorgesehen sind, ohne daß ein Anpassungsstück erforderlich ist.

909837/0656

Leerseite

Claims

Dr. F. Zumstein sen. - >.?r. b' Af^maiin - Or. R. Koenigsberger Dipl.-Pnys. R. Holzbauer - DSpI.-Ing. F. Kiingseisen - Dr, F. Zumstein jun.

PATENTANWÄLTE

ZUGELASSENE VERTRETER BEIM EUROPÄISCHEN PATENTAMT REPRESENTATiVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE

D SOQO MÜNCHEN 2, BRÄUHAUSSTRASSE 4

. TELEFON: (089) 225341 TELEGRAMME: ZUMPAT TELEX S29979

3/Li 23542/1978

H4YÄSHI SEIKO EABUSHIKI KAISHA, Tokyo/Japan

PATENTANSPRÜCHE

Zündverstärker für eine Brennkraftmaschine', gekennzeichnet durch einen Isolierzylinder aus einem Material mit ausgezeichneter Wärmebeständigkeit, ausgezeichneten Isoliereigenschaften und hoher Dielektrizitätskonstanten, durch einen äußeren Metallzylinder, der den Isolierzylinder umgibt, durch ein Masseelement, das mit dem äußeren Zylinder in Verbindung steht, durch einen inneren Metallzylinder, der im Isolierzylinder angeordnet ist,und durch eine stabförmige Ausgangselektrode, die im mittleren Teil des Isolierzylindders befestigt und elektrisch mit dem inneren Zylinder verbunden ist, wobei die Ausgangselektrode an ihrem vordersten Ende gleichfalls mit einem Zündkabel und an ihrem untersten Ende mit einer Zündkerze elektrisch verbunden ist«

909837/065S
2. Zündverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein isolierender Abschlußzylinder im unteren Teil des Innenzylinders vorgesehen ist.
3· Zündverstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Masseelement von zwei Kontaktplatten gebildet ist, die einander gegenüber angeordnet sind und an den oberen Enden dos Außenzylinders befestigt und so angeordnet sind, daß ihre' unteren Enden dazwischen den Kopf einer Zündkerze halten.
4. Zündverstärker nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß Vorsprünge am Außenzylinder vorgesehen sind, von denen jede'r in ein entsprechendes Halteelement eingesetzt und durch ein entsprechendes Halteelement festgehalten wird, das cadurch gebildet ist, daß beide Kanten des oberen Endabschnittes jeder Kontaktplatte nach innen gebogen sind, wodurch der Außenzylinder und die Kontaktplatten aneinander befestigt sind.

9 0 9 8 3 7 / 0 ß ^c. ß
ORIGINAL !NSPECTED