DE3730291A1

DE3730291A1 - Zuendspule fuer mehrzylinder-brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3730291A1
Application number: DE19873730291
Authority: DE
Inventors: Kenichi Nakane; Hiroshi Watanabe
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1986-09-10
Filing date: 1987-09-09
Publication date: 1988-03-24
Also published as: JPS6368773A; GB8721020D0; GB2198292A; FR2603664A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Zündspule für eine Brennkraft maschine, insbesondere eine Mehrzylinder-Brennkraftma schine, wobei sich die Zündspule zum Zünden der Mehrzylin der-Brennkraftmaschine ohne Zündverteiler eignet.

Zum Zünden einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine ohne Zünd verteiler ist eine Einrichtung bekannt (z. B. JP-Gebrauchs musterveröffentlichung Nr. 52-54 673), bei der eine Zünd spule direkt an jeder Zündkerze befestigt ist, d. h. eine Einrichtung mit jeweils einer Zündspule für jede Zündkerze.

Außerdem ist eine Einrichtung bekannt, bei der getrennt von Zündkerzen Simultanzündspulen an einer Karosserie befestigt sind und eine Zündhochspannung über ein Hochspannungskabel zu den Zündkerzen verteilt wird.

Bei diesem Stand der Technik ist die erstgenannte Einrich tung mit jeweils einer Zündspule pro Zündkerze insofern nachteilig, als ebenso viele Zündspulen wie Zylinder not wendig sind. Bei der zweitgenannten Einrichtung kann zwar die Anzahl der Zündspulen auf die Hälfte verringert werden, die Verdrahtung ist jedoch kompliziert wegen der Hochspan nungsverteilung zu den jeweiligen Zündkerzen durch das Hochspannungskabel, und außerdem tritt aufgrund der Hoch spannungsverteilung Funkrauschen auf, wodurch im Fahrzeug befindliche Nachrichtengeräte und elektronische Steuer systeme gestört werden.

Ziel der Erfindung ist die Lösung der vorgenannten Probleme des Standes der Technik.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Zünd spule für eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine, wobei die Anzahl Zündspulen verringert ist, die Hochspannungsverdrah tung einfach ist und nur geringes Funkrauschen auftritt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung eine Zündspule vorgesehen für eine Mehrzylinder-Brennkraft maschine mit mehreren auf Zylinderköpfen angeordneten Zünd kerzen, wobei die Zündspule gekennzeichnet ist durch einen Eisenkern, eine Primärwicklung, eine Sekundärwicklung, deren eines Ende direkt mit einer Zündkerze an einem Hoch spannungsanschluß und deren anderes Ende mit der anderen Zündkerze über ein Hochspannungskabel verbunden ist, wobei die Primärwicklung, die Sekundärwicklung, der Eisenkern und der Hochspannungsanschluß als Einheit gemeinsam in Isolier harz eingegossen sind.

Bei dieser Zündspule für eine Mehrzylinder-Brennkraft maschine sind die Primär- und die Sekundärwicklung, der Eisenkern und die Hochspannungsanschlüsse einstückig aus gebildet, wobei die beiden Enden der Sekundärwicklung über den Hochspannungsanschluß mit einer Zündkerze und über das Hochspannungskabel mit der anderen Zündkerze verbunden sind. Infolgedessen können zwei Zündkerzen mit nur einer Zündspule gezündet werden, und die Verdrahtung des Hoch spannungskabels wird vereinfacht und verkürzt. Damit wird die Einrichtung relativ kostengünstig, ist leicht zu mon tieren, und das Auftreten von Störungen wird minimiert.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Ausführungsform der Zündspule für eine Mehrzylinder-Brenn kraftmaschine;

Fig. 2 eine Draufsicht von oben auf die Zündspule in Montagestellung;

Fig. 3 ein Schaltbild eines Zündsystems, das die Zündspule gemäß der Erfindung verwendet; und

Fig. 4 Signalverläufe zur Erläuterung der Funktions weise des Zündsystems von Fig. 3.

Gemäß den Fig. 1 und 2 besteht eine Zündspule 1 aus einer Primärwicklung 1 a, einer Sekundärwicklung 1 b und einem Eisenkern 8. Die Primärwicklung 1 a hat eine Wicklungs schichtstruktur, bei der ein Lackdraht mit einem Durch messer von ca. 0,2-1,0 mm in mehreren Lagen auf einen z. B. aus thermoplastischem Kunstharz gegossenen Primärspulen körper 23 gewickelt ist, wobei jede Wicklungslage aus eini gen zehn Windungen besteht und die Wicklungsstruktur ins gesamt ca. 100-300 Windungen umfaßt. Die Sekundärwicklung 1 b ist auf dem Außenumfang der Primärwicklung 1 a vorgesehen und hat eine Wicklungsstruktur, bei der ein Lackdraht mit einem Durchmesser von ca. 0,03-0,1 mm mit ca. 2500-20 000 Windungen auf einen Sekundärspulenkörper 24 gewickelt ist, der ebenfalls aus thermoplastischem Kunstharz besteht. Die Sekundärwicklung 1 b ist vom Wicklungsanfang her seriell in 5-15 Abschnitte unterteilt und auf den ebenfalls unterteil ten Sekundärspulenkörper 24 gewickelt.

Ein Wicklungsanfang 30 (bzw. ein Wicklungsende) und ein Wicklungsende 31 (bzw. ein Wicklungsanfang) der Sekundär wicklung 1 b sind mit Hochspannungsanschlüssen 5 bzw. 6 elektrisch verbunden. Ein Wicklungsanfang und ein Wick lungsende der Primärwicklung 1 a (in Fig. 1 ist nur der Wicklungsanfang 32 gezeigt) sind mit Primärwicklungsan schlüssen 15 bzw. 16 elektrisch verbunden. Die Hochspan nungsanschlüsse 5 und 6 und die Primärwicklungsanschlüsse 15 und 16 (Fig. 2) sind gemeinsam mit der Primär- und der Sekundärwicklung 1 a und 1 b und dem Eisenkern 8 mit thermo plastischem Kunstharz 13 umgossen und in einem Gehäuse 21 aufgenommen und gegeneinander durch Vakuumtränkung und Warmaushärten eines Duroplasts 22, z. B. Epoxidharz od. dgl., isoliert.

An die als Einheit ausgebildete Zündspule 1 sind ferner Bundringe 17 und 18 angeformt. In diesen sind an Mitten abschnitten Löcher 33 und 34 ausgebildet, durch die noch zu beschreibende Befestigungsschrauben 19 und 20 geführt werden.

Wenn diese Zündspule 1 an einem Motor entsprechend der Zeichnung befestigt wird, wird zuerst der mit der Zündspule 1 einstückig geformte Hochspannungsanschluß 6 mit einer Zündkerze P ₂ verbunden, die auf einem Zylinderkopf 14 des Motors befestigt ist. Dann wird die Zündspule 1 an dem Zylinderkopf 14 z. B. mit den Bolzen 19 und 20 durch die in den Bundringen 17 und 18 geformten Löcher 33 und 34 befe stigt. Andererseits wird der andere Hochspannungsanschluß 5 mit einer weiteren Zündkerze P ₁ verbunden, indem z. B. ein sogenanntes rauschfreies Hochspannungskabel 11 aus einem Widerstandsdraht, dessen Äußeres mit Isoliergummi od. dgl. beschichtet ist, verwendet wird. Die Primärwicklungsan schlüsse 15 und 16 werden jeweils mit einem Leistungs schaltelement bzw. einer Batterie über Verbindungsleitungen (nicht gezeigt) verbunden.

In dem Zündsystem gemäß Fig. 3 werden die vorstehend be schriebenen Zündspulen verwendet. Dabei werden von zwei Zündspulen 1 und 1′ den vier Zündkerzen P ₁, P ₂, P ₃ und P ₄ eines Vierzylindermotors Zündhochspannungen zugeführt. D. h., der eine Ausgangsanschluß der Sekundärwicklung 1 b der Zündspule 1 ist über den Hochspannungsanschluß 6 direkt mit der Zündkerze P ₂ verbunden, und der andere Ausgangsan schluß der Sekundärwicklung 1 b der Zündspule 1 ist mit der Zündkerze P ₁ über den Hochspannungsanschluß 5 und das Hoch spannungskabel 11 verbunden. In gleicher Weise ist der eine Ausgangsanschluß der Sekundärwicklung 1 b′ der Zündspule 1′ direkt mit der Zündkerze P ₄ über einen Hochspannungsan schluß (nicht gezeigt) verbunden, und der andere Ausgangs anschluß der Sekundärwicklung 1 b′ der Zündkerze 1′ ist mit der Zündkerze P ₃ über einen Hochspannungsanschluß (nicht gezeigt) und ein Hochspannungskabel 11′ verbunden.

Andererseits sind die einen Enden der Primärwicklungen 1 a bzw. 1 a′ der Zündspulen 1 bzw. 1′ gemeinsam an eine Bat terie 10 geführt, und die jeweiligen anderen Enden sind über Leistungsschaltelemente 3 bzw. 4, die jeweils durch einen Leistungstransistor od. dgl. gebildet sind, geerdet. Steueranschlüsse (die Basisanschlüsse bei der gezeigten Ausführungsform) der jeweiligen Leistungsschaltelemente 3 und 4 sind mit einer Steuereinheit 7 verbunden, die z. B. ein Mikrorechner od. dgl. ist, so daß Ein-Aus-Schaltvor gänge der Leistungsschaltelemente 3 und 4 von von der Steuereinheit 7 erzeugten Steuersignalen S ₁ und S ₁′ ge steuert werden.

Wenn, wie die Signalverläufe von Fig. 4 zeigen, der Pegel des Steuersignals S ₁ hoch wird, wird das Leistungsschalt element 3 elektrisch leitend, so daß ein Strom I ₁ in der Primärwicklung 1 a der Zündspule 1 zu fließen beginnt. Wenn anschließend der Pegel des Steuersignals S ₁ niedrig wird, sperrt das Leistungsschaltelement 3, so daß der Primärstrom I ₁ plötzlich abgeschaltet wird. Zu diesem Zeitpunkt wird in der Sekundärwicklung 1 b aufgrund von darin gespeicherter Energie eine Hochspannung erzeugt, so daß die Zündkerzen P ₁ und P ₂ gleichzeitig gezündet werden. Zu dieser Zeit führt der die Zündkerze P ₁ aufweisende Zylinder einen Verdich tungshub aus, während der die Zündkerze P ₂ aufweisende Zylinder einen Auspuffhub ausführt. Das andere Steuersignal S ₁′ wird von der Steuereinheit 7 erzeugt, so daß die Zünd kerzen P ₃ und P ₄ gleichzeitig durch den vorstehend be schriebenen Vorgang gezündet werden.

Damit erzeugt die Steuereinheit 7 die Steuersignale S ₁ und S ₁′ mit einer vorgegebenen Winkelversetzung zueinander, so daß die Zündspulen 1 und 1′ abwechselnd nacheinander Zünd hochspannungen erzeugen und dadurch abwechselnd nachein ander die Zündkerzen P ₁ und P ₂ sowie die Zündkerzen P ₃ und P ₄ zünden.

Bei der vorstehend erläuterten Ausführungsform ist der Wicklungsanfang 30 der Sekundärwicklung 1 b elektrisch mit der Zündkerze P ₁ durch den Hochspannungsanschluß 5 und das Hochspannungskabel 11 verbunden. Diese Anordnung ist jedoch nicht unbedingt notwendig, z. B. kann der Wicklungsanfang 30 direkt mit dem Hochspannungskabel 11 verbunden sein, und ein Stützteil für das Ende des angeschlossenen Hochspan nungskabels 11 kann einteilig mit der Zündspule 1 aus dem thermoplastischen Kunstharz 13 gebildet sein.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist, wird die Verdrahtung des Hochspannungskabels bei der angegebenen Zündspule verkürzt und vereinfacht, weil ein Ende der Hoch spannungs-Sekundärwicklung direkt mit einer Zündkerze und das andere Ende mit dem Hochspannungskabel verbunden ist. Im allgemeinen sind Hochspannungskabel zur Rauschunter drückung teurer als andere Kabel, und durch Verkürzen des Hochspannungskabels kann eine Einsparung erfolgen.

Wie aus der Beschreibung hervorgeht, ist es durch die Er findung möglich, ein Zündsystem für eine Mehrzylinder- Brennkraftmaschine anzugeben, bei dem die Montagearbeiten zum Befestigen des Systems am Motor vereinfacht werden, die Verdrahtung vereinfacht und das Auftreten von Störungen minimiert wird.

Claims

1. Zündspule für eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine mit mehreren auf Zylinderköpfen angeordneten Zündkerzen, gekennzeichnet durch
einen Eisenkern (8),
eine Primärwicklung (1 a),
eine Sekundärwicklung (1 b), deren eines Ende (31) direkt mit einer Zündkerze (P ₂) an einem Hochspannungsanschluß (6) und deren anderes Ende (30) mit der anderen Zündkerze (P ₁) über ein Hochspannungskabel (11) verbunden ist, wobei die Primärwicklung (1 a), die Sekundärwicklung (1 b), der Eisenkern (8) und der Hochspannungsanschluß (6) als Einheit gemeinsam in Isolierharz (13) eingegossen sind.

2. Zündspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Hochspannungsanschluß (5), der mit dem anderen Ende (30) der Sekundärwicklung (1 b) verbindbar ist, ebenfalls einheitlich mit dem Isolierharz umgossen ist, so daß das andere Ende (30) der Sekundärwicklung (1 b) mit der anderen Zündkerze (P ₁) über den zweiten Hochspannungsan schluß (5) und das Hochspannungskabel (11) elektrisch ver bunden ist.