DE3231586C2 - Zündsystem zum Starten eines Dieselmotors - Google Patents

Abstract

Zündsystem zum hilfsweisen Starten eines Dieselmotors mit mehreren Phasen-Zündkerzen, die jeweils einem Kraftstoffeinspritzventil zugewandt sind, mit einer Niedergleichspannungsquelle, einem Gleichspannungs-Gleichspannungs-Wandler zum Erzeugen einer Hochgleichspannung, mehreren Ladeschaltungen mit jeweils einer mit dem Gleichspannungs-Gleichspannungs-Wandler verbundenen ersten Diode, einem ersten Kondensator, der mit der ersten Diode verbunden ist, und einer zweiten Diode, die zwischen den ersten Kondensator und Masse geschaltet ist, um diesen mit der Hochgleichspannung aufzuladen, einem Schalter zwischen dem ersten Kondensator und Masse, um die in diesem geladene Energie zu entladen, mehreren Spannungstreiberschaltungen mit jeweils einem Transformator sowie einem zweiten Kondensator, wobei die Primärwicklung zusammen mit der Sekundärwicklung mit dem ersten Kondensator verbunden ist, das andere Ende der Primärwicklung über den zweiten Kondensator an Masse liegt, und das zweite Ende der Sekundärwicklung mit der Zündkerze verbunden ist, und einem Zündsignalgenerator, der ein Zündimpulssignal mit einer bestimmten Verzögerungszeit bezüglich des Kraftstoffeinspritzzeitpunktes an das Schaltelement legt.

Description

a) eine der Anzahl der Motorzylinder entsprechende Anzahl von Plasma-Zündkerzen (P, bis P₄), von denen jede in einer entsprechenden Verbrennungskammer (5) angeordnet ist, um ihre Entladungssirecke einem Sprühstrahl eingespritzten ₎₅ Kraftstoffs von einem entsprechenden Einspritzventil (7) auszusetzen;

b) einen Gleichspannungs-zOleichspannungs-Wanuier (12), der eine Niedergleichspannung von der Niedcrgleichsparuüjrigseinheii (!) in eine ₂q Hochgleichspannung verstärkt, wenn der Zündschlüsselschalter (2) zum Betätigen des Startermotors in eine Startposition und zum kontinuierlichen Zuführen de; Niedergleichspannung von der Gleichspannungsquelle in eine Zündposition gebracht wird;

c) mehrere Energieladeschaltkreise, von denen jeder eine mit dem Gleichspannungs-ZGIelchspannungs-Wandler (12) verbundene erste Diode (D_n bis D₁₄-. einen ersten Kondensator (C₁, bis C,₄), dessen erster Anschluß mit der ersten Diode (D_n bis D_M; verbunden ist. und eine zweite Diode (D₂, bis D₂₄) aufweist, die zwischen dem zweiten Anschluß des ersten Koriuensators (C_n bis C„) und Masse gelegt ist und von denen jede den ersten Kondensator (C_n bis C₁₄) mit der hohen Gleichspannung lädt;

d) mehrere Schaltelemente (Q_n bis Q₁,), die jeweils zwischen den ersten Kondensator (C,, bis C,₄) und Masse geschaltet sind und betriebsmäßig den -to ersten Anschluß des ersten Kondensators (C,- bis C|₄) beim Leitendwerden der Schaltelemente an Masse legen, um die im ersten Kondensator (C_n bis C₁₄) gespeicherte Energie zu entladen;

e) mehrere Spannungsverstärkerschaltkreise (13/1 bis \?fD), von denen jeder zwischen den jeweils entsprechenden Energieladungsschaltkrelsen und die entsprechende Zündkerze (P, bis P₄) geschaltet ist und einen Transformator (L₁,. LJ sowie einen zweiten Kondensator (C₂, bis C₂₄) aufweist, wobei das erste Ende einer Primärwicklung (L₁) und das erste Ende einer Sekundärwicklung (L₉) des Transformators zusammen mit dem zweiten Anschluß des ersten Kondensators (C_n bis C_n) verbunden ist, wobei das zweite Ende der Primärwicklung (L₁) über den zweiten Kondensator (C₂, bis C₂₄) an Masse gelegt Ist, um eine gedämpfte Schwingung zu erzeugen, wenn das entsprechende Schaltelement ((J_n bis Q₁₄) leitend wird, um die Hochgleichspannung daran anzulegen. ^b0 und wobei das zweite Ende der Sekundärwicklung (LJ mit seiner entsprechenden Zündkerze verbunden Ist, um eine Entladungsenergic an die entsprechende Zündkerze (P₁ bis P₄) zu legen; und ^b5

einen ZUndslgnalgcneraior (Fig. 3 (B)]. der die Hinspritzzeil jedes Motorzylinders TeSIsIeIIt, ein Zünilimpulssignal mit einer vorbestimmten Verzögerungszeit bezüglich der Kraftstoffeinspritzzeit des entsprechenden Motorzylinders erzeugt und an das entsprechende Schaltelement (Q₁₁ bis O₁₄) anlegt, um dieses leitend zu schalten, und der ein weiteres Impulssignal mit den Kraftstoffeinspritzzeitinformationen aller Motorzylinder mit einer vorbestimmten Impulsbreite an den Gleichspannungs-/Gleichspannungs-Wandler aagibt, um kurzzeitig das Ausgangssignal der verstärkten Hochgleichspannung während jedes Zeitintervalls zu halten, das bestimmt wird durch die Impulsbreite des Impulssignals.

2. Zündsystem nach Anspruch !, dadurch gekennzeichnet, daß der Zündsignalgenerator [Fig. 3(B)] das Zündimpulssignal mit einer vorbestimmten Verzögerungszeit abgibt, die auf einem Zeltintervall basiert, während dem der eingespritzte Kraftstoff von dem Einspritzventil (7) an der entsprechenden Zündkerze (P, bis P₄) eintrifft.

3. Zündsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Zeitverzögerung im Bereich von 0,1 bis 1 ms liegt.

4. Zündsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zündsignalgeneratcr aufweist:

a) eine erste Vorrichtung (15), die immer dann ein erstes Signal erzeugt und abgibt, wenn die Information für die Kraflstoffelnspritzzeit für jeden Motorzylinder vorliegt;

b) eine zweite Vorrichtung, die ein zweites Signal immer dann erzeugt und abgibt, wenn die Information für die Kraftstoffeinspriizzeit für einen bestimmten Motorzylinder vorliegt;

c) einen Mehrbit-Ringzähler, dessen Bit/ahl gleich der Motorzylinderzahl ist. und der die Anzahl der ersten Signale zählt und durch das zweite Signal zurückgestellt wird;

d) eine dritte Vorrichtung, die ein drittes Signal mit einer vorbestimmten Verzögerungszeit unter Ansprechen auf das erste Signal von der ersten Vorrichtung (15) erzeugt und abgibt;

e) mehrere UND-Schaltungen, deren Anzahl derjenigen der Motorzylinder entspricht, und von denen jede zwei Hingänge besitzt, die ein Ausgangssignal von dem entsprechenden Bit-Ausgang des Ringzählers bzw. ein drittes Signal von der dritten Vorrichtung empfangen; und

mehrere monostabile Kippschaltungen (2OA bis 20D), von denen jede mit der entsprechenden UND-Schaltung (19/f bis 19D) zur Abgabe des Zündimpulssignals an das entsprechende Schaltelement φ,, bis Q|₄) unter Ansprechen auf das Ausgangssignal der entsprechenden UND-Schaltung (19/1 bis !9D) verbunden Ist.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Zündsystem der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.

Da ein Dieselmotor den mit Ansaugluft gemischten eingespritzten Kraftstoff komprimiert und der komprimierte Kraftstoff von sich aus plötzlich zündet, ist es nicht erforderlich, bei einem Dieselmotor ein Zündsystem vorzusehen. Zum Erleichtern des Motorstaris ist es jedoch erforderlich, eine Motorhllfsstarivorrichtung vor-

zusehen, da es schwierig Ist, den Motor zu starten, insbesondere wenn die Motortemperatur niedrig ist.

Eine übliche z. B. aus »Construction of Diesel Engine«, veröffentlicht in Japan am 25. Oktober 1978 von Kabushiki Kaisha »Sankaido«, bekannte Motorstarthilfsvorrichtung umfaßt: a) eine Niedergleichspannungsquelle, etwa eine Batterie und b) einen Zündschlüsselschalter mit einem ersten Kontakt, der mit einer Anzeigelampe und Clühkerzen verbunden ist, die jeweils in einer entsprechenden Verbrennungskammer angeordnet sind, einem zweiten Kontakt, der mit einem Startermotor verbunden ist, einem dritten Kontakt, der mit einem Motoranhaltemechanismus zum Stillsetzen des Motors verbunden ist, sowie einem vierten Kontakt für den kontinuierlichen Motorlauf. Jede Glühkerze ist in einer Wirbelkammer des entsprechenden "Motorzylinders angeordnet, wenn es sich um einen Dieselmotor bzw. eine Dieselmaschine mit Wirbelkammer handelt. Vor dem Starten des Motors wird der Schlüsselschalter in die erste Kontaktposition gebracht, so daß die Niedergleichspannung von der Ntedergielchspannungsqueiie an die Giühkerzen angelegt wird. Nach einigen zehn Sekunden, nachdem die Glühkerzen zu glühen beginnen, wird der Schlüsselschalter in die zweite Kontaktposition gebracht, um den Startermotor zu betätigen. Zu diesem Zeitpunkt wird eine gegebene Kraftstoffmenge in die Wirbelkammer eingeführt und mischt sich mit der wirbeldenden Ansaugluft. Somit wird ein Sprühstrahl von eingespritztem Kraftstoff in Kontakt mit der entsprechenden Glühkerze gebracht und der eingespritzte Kraftstoff gezündet, wobei der gezündete Kraftstoff in eine Hauptverbrennungskammer über eine Einspritzöffnung eingespritzt wird.

Bei der voranstehend beschriebenen üblichen Motorstarthilfsvorrichtung ist es umständlich, daß das Anlassen des Motors erst erfolgen kann, nachdem einige zehn Sekunden vergangen sind, bevor die Glühkerzen glühen. Ein weiteres Problem ergibt sich daraus, daß die Glühkerzen eine hohe Energie verbrauchen, und bei Verwendung einer Batterie als Niederspannungsquelle diese entsprechend groß bemessen sein muß, so daß diese übliche Vorrichtung auch eine abträgliche Auswirkung auf den Kraftstoffverbrauch hat, da dieser auch vom Spannungspegel der Batterie abhängt.

Aufgabe der Erfindung Ist es, ein Zündsystem der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art so weiterzubilden, daß das Anlassen eines Dieselmotors bei geringem Leistungsverbrauch erleichtert ist und unabhängig von der Motortemperaiyr einen sofortigen Motorstart ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß in einer entsprecheriden Verbrennungskammer eines Motorzylinders (bei einem Motor mit direkter Einspritzung In eine Hauptverbrennungskammer, bei einem Motor mit Vorverbrennungskammer in der Vorverbrennungskammer und bei einem Motor mit Wirbelkammer in der Wirbeklammer) eine Plasma-Zündkerze anceordnei und dieser eine hohe Zündenergie In einer vorbestimmten Zeitdauer (0,1 bis 1 ms) nach einer vorgegebenen Kraftstoffeinspritzzeitgabe des entsprechenden Motorzyllnders zugeführt wird, wodurch der Dieselmotor sehr leicht und sofort gestartet werden kann, ohne daß ein Fehlstart stattfindet, wenn der Motor im kalten Zustand gestartet wird.

Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 ein vereinfachtes Schaltbild einer üblichen Dieselmotorstarthilfsvorrichtung,

-> Fig. 2 einen Schnitt eines Dieselmotors mit Wirbelkammer, in dereine Glühkerze gemäß Fig. 1 angeordnet ist,

Fig.3(A) und 3(B) ein Schaltbild eines Zündsystems zum hilfsweisen Starten eines Dieselmotors gemäß einem in bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fi g. 4 einen Schnitt des Dieselmotors mit Wirbelkammer, in der eine Plasma-Zündkerze gemäß Fig. 3(A) angeordnet ist, und

Fig. 5 ein Impulsdiagramm der bei dem Zündsystem gemäß den Fig. 3 (A) und 3 (B) auftretenden Signale.

F i g. 1 zeigt eine übliche Motorstarthilfsvorrichtung für einen Dieselmotor mit einer Niederspannungsquelle 1, wie etwa einer Batterie. Ein Zündschlüsselschalter 2 ist beispielsweise ein doppelpoliger Drehschalter. Der ■?<> Zündschlfjsselschalter 2 besitzt vier .«ste Kontakte A, B. C und D: A bezeichnet eine Motorstoppkontaktposition (OFF), mit der ein bestimmter, nicht gezeigter Motorstoppmechanismus verbunden ist, B eine Motorheizkontaktposition, mit der mehrere Glühkerzen 4/1 bis 4D -> paralle' geschaltet sind, C eine Motorarbeitsposition, die mit einer nicht gezeigten Last verbunden ist und D eine Motorstartposition, mit deren zweiten Pol ein nicht gezeigter Startermotor verbunden ist. Bei dem Zündschlüsselschalter 2 ist der Kontakt B und ein erster Pol J" des Kontaktes D mit einer Pilotlampe 3 und mit den vier Glühkerzen 4A bis 4D (im Falle eines Vierzylindermotors) verbunden.

Fig. 2 zeigt einen Dieselmotorzylinder mit Wirbelkammer 5, einer Glühkerze 6 entsprechend den Glühkerzen 4/1 bis 4D der Fig. i, die in der Wirbelkammer 5 angeordnet ist, ein Kraftstoffeinspritzventil 7, ein Ansaugluftventil 8 und einen Kolben 9.

Wird der Zündschlüsselschalter 2 aus der Stellung von Kontakt A in die Vorglühkontaktposition B gebracht, dann fließt ein Gleichstrom von der Niedergleichspannungsquelle 1 zu den Glühkerzen 4/1 bis 4D. Nachdem innerhalb einiger zehn Sekunden alle Glühkerzen 4A bis 4D gemäß Fig. I glühen, wird nun der Zür.clschlüsselschalter 2 in die Motorstartkontaktposit'on D gebracht, um den Startermotor in Drehung zu versetzen. Zu diesem Zeitpunkt wird eine vorgegebene Kraftstoffmenge von dem Kraftstoffeinspritzventil 7 in die Wirbelkammer 5 eingespritzt, so daß ein Teil des eingespritzten mit verwirbelter Luft gemischten Kraftstoffs in Kontakt mit der glühenden Glühkerze 6 der Fig. 2 kommt. Somit entzündet sich der eingespritzte Kraftstoff beim Kompressionshub des Motorkolbens 9.

Fij,. J(A) und 3(B) zeigen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des verbesserton Zündsystems für 2inen "" Dieselmotor, insbesondere bei einem Vierzylinder-Dieselmotor.

Gemäß Flg. 3(A) ist für jeden Motorzylinder eine der Zündkerzen P_] bi^c P₄ vorgesehen. Die Zündfolge im Falle eines Vierzylinder-Motors ist wie folgt: erster Zylin- ^M der (Nr. 1), dritter Zylinder (Nr. 3), vierter Zylinder (Nr. 4) und zweiter Zylinder (Nr. 2). E'n GlelchspannungS'/Gleichspannungs-Wandler 12 empfängt die Niedergleichspannung, beispielsweise 12 Volt, von der Niederspannungsquelle 'Ratterle) 11. wenn der Zündschlüs-" selschalter 2 aus der Kontaktposition A in die Kontaktposition D gebracht wird, und verwandelt die Niedergleichspannung in eine Wechselspannung, verstärkt diese und richtet sie «lelch. so daß sich eine hohe GlelchsDannune

beispielsweise von 1500 V ergibt. F.s Ist zu beachten, dall beim Einstellen des ZündschlUsselschalicrs 2 auf die Kontaklposltlon D der nicht gezeigte Startermotor /um Anwerfen des Motors betätigt wird und daß nach dem Motordrehen oder -anwerfen der Zündschlüsselschalter 2 in die Koniaktposltion B zurückgebracht wird, bis die Kral'tsioffverbrennung vollständig in Selbstzündung verlauft, lsi dieser Sclbstzündungszusland erreicht, dann wird der ZündschlUsselschalter 2 In die Kontaktpositlon C gebracht.

Flg. 4 zeigt lellwelse Im Schnitt einen Dleselmotorzyllnder mil Wirbelkammer, wobei eine Zündkerze K). entsprechend einer der Zündkerzen P₁ bis ^₄ der Flg. 3(A) Innerhalb eines Motorzyllndcrs vorgesehen lsi, so daß sich die Entladungsstrecke der Zündkerze 10 innerhalb der Wirbelkammer 5 befindet. Die Entladungsstrecke Ist zu dem Einspritzventil 7 hin gerichtet.

Für jeden Motorzylinder ist eine Zündschaltung vorgesehen, die aufweist: (a) eine erste Diode D_n bis D,₄. deren Kathode mit dem Glelchspannungs-ZGIeldnpannungs-Wandler 12 verbunden Ist, (b) einen ersten Kondensator C_n bis C_M zum Laden auf die hohe Gleichspannung vom Gleichspannungs-ZGIclchspannungs-Wandler 12 über die erste Diode D_n bis U₁₄. (c) eine zweite Diode /λι bis D,₄, deren Anode an Masse liegt und deren Kathode mit dem einen Anschluß des ersten Kondensators C_n bis C₁₄ verbunden ist. (d) ein Halbleiterschaltelement Q_n bis (^u (bei dem Ausführungsbeispiel ein rückwartsblockierter Triodenthyrisior Q_n bis Q₁₄), dessen eine Klemme (Kathode) mil der Anode der entsprechenden ersten Diode D_n bis l)_u. dessen andere Klemme (Anode) an Masse liegt und dessen Treiberklemme (Gate-Elektrode) mit einem noch zu beschreibenden Zündsignalgenerator verbunden ist. Der Zündsignalgenerator gemäß Fig. 3(B) weist auf: (a) einen Kurbelwellenwinkeisensor 15. der ein iSG~-Signai (.S₁) mit einer Periode abgibt, die 180" der Motorkurbelwellenumdrehung entspricht. Ein Kraftstoffeinspritzventil 7 gemäß Fig. 4 öffnet sich zum Einspritzen von Kraftstoff in die Wirbelkammer 5 immer dann, wenn der Kurbelwellenwinkeisensor 15 das 180°-Signal S₁ abgibt. Die Periode des Signals S₁ bestimmt sich nach der Motorzylinderzahl und ist z. B. 90" im Falle einer Achtzylinder-Maschine. Der Kurbelwellenwinkelsensor 15 gibt ein 720°-Signal S₂ mit einer Periode entsprechend 720° der Motorkurbelwellenumdrehung ab. d. h. entsprechend einem Motorzyklus. Der Zündsignalgenerator weist ferner auf: (b) einen 4-Bit-Ringzähler 17. der das 180°-Signal S₁ von dem Kurbelwellenwinkelsensor 15 an seinem Takteingang CP empfängt und vier Impulssignale S_u bis S₃₀ zyklisch an seinen vier Ausgangsklemmen abgibt, und das 720°-Signal S₂ von dem Kurbelwellenwinkelsensor 15 zurückgestellt wird, wobei jedes Ausgangsimpulssigna! S₃₄ bis S_3D eine Impulsbreite besitzt, die 180° des Drehwinkels der Motorkurbelwellen entspricht. Die vier Ausgangsklemmen sind mit UND-Schaltungen 19/1 bis 19D entsprechend verbunden. Die Ausgänge der entsprechenden UND-Schaltungen 19Λ bis 19D liegen an entsprechenden monostabilen Kippstufen M/M 20-4 bis 20D. Das 180°-Signal S, wird auch an eine Verzögerungsschaltung 18 angelegt, die ein Impulssignal mit einer vorbestimmten Verzögerung r, (0,1 bis 1 ms) nach Empfang jedes 180°-Signals S₁ abgibt. Der Ausgang der Verzögerungsschaitung 18 ist mit den vier UND-Schaltungen 19/1 bis 19D verbunden. Jede UND-Schaltung 20Λ bis 2OD ist an eine entsprechende monostabile Kippschaltung 20/1 bis 2OD angeschlossen. Jede monostabile Kippschaltung 20.4 bis 2OD gibt ein Zündimpulssigna! (1) bis

(4) mit einer vorbestimmten Impulsbreite (z.B. 100 iis) unter Ansprechen auf das eingegebene verzögerte Inipulssignal von der entsprechenden UND-Schaltung 19/1 bis IMD ab. Das Zündlmpulssignai (1) bis (4) wird somit von einer der monostabllen Kippschallungen M/M 20.4 bis 20D an die Treiberklemme (Gate-Elektrode) des entsprechenden Schalteiementes (Thyristor) Q_n bis Q_u angelegt. Es Ist zu beachten, daß der Kurbelwellenwinkelsensor 15 an einer Kraftsioffelnsprllzpumpe angebracht sein kann, so daß das 180°-Signal S, und das 720°- Slgnal S₂ mit einem Zellintervall abgegeben wird, das denjenigen zwischen Kraftstoffeinspritzzellen aller Motorzylinder gleich Ist und mit einem Zeitintervall, das gleich demjenigen der Kraftsioffelnsprltzzeit eines bestimmten Motorzylinders ist.

Fig. 5 zeigt ein Impulsdiagramm für die Schaltungsanordnung gemäß den Fig. 3(A) und 3(B).

Es ist /u beachten, daß uct 4-Bii-Ringz3nlcr !7 bei Empfang des 72O"-Slgnals S₂ an seinem Rückstelleingang rückgestellt wird. Somit kann die richtige Ansteuerung des zu zündenden Motorzylinders gemäß einer vorbestimmten Zündungsfolge gewährleistet werden. Es ist ferner zu beachten, daß das IS0°-Signal S₁ von dem Kurbeiwellenwinkelbensor 15 auch an eine weitere monostabile Kippschaltung 21 angelegt wird. Diese gibt ein Impulssignal mit einer vorbestimmten Impulsbreite, beispielsweise 1 ms. an eine Halteklemme des Glelchspannungs-ZGIeichspannungs-Wandlers 12 bei jedem Empfang des 180°-Signals S, vom Kurbelwellenwinkelsensor 15 ab. so daß eier Glelchspannungs-ZGIelchspannungs-Wandler 12 das Ausgangssignal der hohen Gleichspannung während eines Zeitintervalls aufrechlhält, das der Impulsbreite des Ausgangssignals der monostabllen Kippschaltung 21 entspricht.

Wird beispielsweise der erste Thyristor Q_n abgeschaltet, dann wird die hohe Gleichspannung von !500 V dem ersten Kondensator C₁₁ (z.B. 1 uF) über die erste und zweite Diode D₁₁ und D₂, zugeführt, so daß sich der erste Kondensalor C_n auf eine Ladeenergie von etwa 1 J auf-

■»o lädt. In diesem Zustand wird das Zündimpulssignal (1) dem ersten Thyristor Q_n zugeführt, so daß dieser leitend wird. Wenn der Thyristor Q_n leitet, dann wird ein Punkt an der linken Belegung des ersten Kondensators C₁₁ plötzlich an Masse gelegt, und die rechte Belegung des

*5 ersten Kondensators C₁₁ geht auf-1500V. Somit empfängt der zweite Kondensator C₂₁ und die Primärwicklung L_p einen Entladungsstrom von dem ersten Kondensator Cn über den Thyristor Q_n. Die Kapazität des zweiten Kondensators C₂, ist geringer als diejenige des ersten

so Kondensators C₁,.

Die Primärwicklung L_f des Treibertransformators 13/1 und der in Reihe geschaltete zweite Kondensator C₂₁ erzeugen eine gedämpfte Schwingung, wenn der Thyristor Q_n leitend wird und den Entladungsstrom empfängt. Da das Windungsverhältnis des Treibertransformators 13/1 1 : N ist, erzeugt die Sekundärwicklung L₁ eine vervielfachte gedämpfte Spannung (20 bis 30 kV) gemäß dem Windungsverhältnis des Treibertransformators 13/4. Die erste Zündkerze P₁ erzeugt eine Funkentladung entsprechend dem Anlegen einer derartigen gedämpften Hochspannung. Auf diese Weise werden beim Auftreten der Funkenentladung und beim Leitendwerden der Entladungsstrecke der ersten Zündkerze P₁ die restliche im ersten Kondensator C_n geladene Energie und die dem zweiten Kondensator C₂₁ zugeführte Energie der esten Zündkerze P₁ über den Treibertransformator 13/f in einer sehr kurzen Zeitperiode zugeführt. Zu diesem Zeitpunkt wird an der Entladungsstrecke der

ersten Zündkerze /', ein Plasmagas erzeugt, so daß der in die Wirbelkammer 5 gemäß F ig. 4 eingespritzte Kraftstoff gezündet wird.

F.ine derartige Zündung tritt jedesmal dann auf. wenn das Zündimpulssignal (1) bis (41 nacheinander an das entsprechende Schaltelement (Thyristor) Q₁₁ bis Q₁₄ jeder Zündschaltung angelegt wird. Alternativ für die Thyristoren Q_lt bis ς)₁₄ können auch Leisiungstranslstorenschaltungen verwendet werden.

Es Ist zu beachten, daß das Zeitintervall vom Zeltpunkt der Einspritzung von Kraftstoff über das Kraftstoff-Einspritzventil 7 /um Zeitpunkt des Eintreffens eines Sprühstrahls von eingespritztem Kraftstoff an der Entladungsstrecke der Zündkerze nicht abhängt von der Drehzahl des Motors, sondern von der Dimensionierung des Motors, Insbesonders von dem Abstand zwischen dem Krafteinspritzventil 7 und der Entladungsstrecke der Zündkerze IO gemäß Flg. 4.

Somit wird die Zündung jeder Zündkerze P₁ bis P₄ nach einer bestimmten Verzögerungszelt r, (0,1 bis I ms) nach der Kraftstoffeinspritzung am entsprechenden Zylinder beim Eintreffen eines Sprühstrahl von eingespritztem Kraftstoff an der Entladungsstrecke der Zündkerze 10 durchgeführt

Da ferner das Zündsystem mittels des Plasmagases eine Hochenergiezündung durchführt, ergibt sich eine stabile Verbrennung dieses Krafstoffs, beispielsweise Leichtöl, mit hoher Zündtemperatur ohne Fehlzündung.

Nachstehend wird der Unterschied im Energieverbrauch zwischen dem üblichen Zündsystem der Flg. 1 und dem verbesserten Zündsystem beschrieben.

Wenn die Glühkerze gemäß Flg. 2 einen Leistungsverbrauch von 35 W besitzt und für 10 Sekunden glüht, um eine Motordrehung für fünf Sekunden durchzuführen, dann Ist die während dieses Intervalls verbrauchte J⁵ Energie 2100 J.

im Gegensatz dazu verbraucht das verbesserte Zündsystem etwa 67 J unter der Annahme, daß die im ersten Kondensator C₁₁ für eine Zündung geladene Energie 1 J ist und der Umwandlungswirkungsgrad von der Spannung der Niederspannungsquelle 1 zur Zündspannung 50% beträgt und während des Motorstarts für fünf Sekunden der Motor mit 200 Umdrehungen pro Minute läuft. Es zeigt sich somit, daß der Energieverbrauch auf den dreißigsten Teil des üblichen mit Glühkerzen arbeitenden Zündsystems reduziert wird.

Somit verbraucht die Glelchspannungsquelle, z. B. die Fahrzeugbatterie, eine geringere Energiemenge, so daß die Ladungsenergie für die Batterie reduziert werden kann. Somit wird auch der Kraftstoffverbrauch entsprechend reduziert.

Da es nicht erforderlich Ist, den Sprühstrahl von eingespritztem Kraftstoff vor dem Motoranwerfen vorzuglühen, Ist es auch nicht notwendig, daß der Motorbedlener einige Sekunden bis 10 Sekunden bis zum Anwerfen der Maschine wartet. Das Anwerfen der Maschine kann somit einfach durch Einstellen des Zündschlüsselschalters 2 direkt In seine Startposition (Kontaktposition O) erfolgen, wie das bei üblichen Benzinmotoren der Fall lsi.

Da ferner bei dem Dieselmotor der eingespritzte Kraftstoff mittels einer Kompression der Ansaugluft nach <lpm Starten des Motors selbstzündet, kann eine Stoppschaltung in dem Zündsystem vorgesehen sein, die automatisch das Zündsystem abschaltet, wenn die Kraftstoffverbrennung in den Selbstzündungszustand übergegangen ist. Eine derartige Schaltung kann beispielsweise automatisch die Nlederglelchspannungsquelle abschalten, wenn die Ausgangsspannung eines Wechselstromgenerators. der eine Wechselspannung mit einem Spitzenwert entsprechend der Motordrehzahl erzeugt, einen bestimmten Wert überschreitet.

Wird jedoch der Motor bei einer niedrigen Temperatur gestartet, dann ist es erforderlich, daß die Arbeitswelse des Zündsystems aufrechterhalten wird, bis die Temperatur sich merklich erhöht und zwar auch noch dann, wenn die Kraftstoffverbrennung In Selbstzündung übergegangen Ist, damit eine stabile Motordrehung erreicht wird. Das Zündsystem kann deshalb so aufgebaut sein, daß der Zündbetrieb weiter aufrechterhalten wird, bis die Motortemperatur eine konstante hohe Temperatur erreicht, bis eine vorbestimmte Zelt vergangen Ist oder bis die Motordrehzahl einen vorbestimmten Drehzahlwert erreicht hat. Ist das Zündsystem wie vorstehend beschrieben aufgebaut, dann ist es nicht erforderlich, den Zündschlüsselschalter 2 von der Kontaktposition B zur Kontaktposition C zu bringen.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

IO Patentansprüche:

1. Zündsystem zum hilfsweisen Starten eines Mehrzylinder-Dieselmotors mit einer Gleichspannungsversorgungseinheit, die eine Gleichspannungsbatterie aufweist, und einem Zündschlüssetschalter, der mit der Gleichspannungsbatterie verbunden ist, gekennzeichnet durch