DE7935780U1 - Zündvorrichtung an Verbrennungskraftmaschinen - Google Patents
Zündvorrichtung an VerbrennungskraftmaschinenInfo
- Publication number
- DE7935780U1 DE7935780U1 DE7935780U DE7935780U DE7935780U1 DE 7935780 U1 DE7935780 U1 DE 7935780U1 DE 7935780 U DE7935780 U DE 7935780U DE 7935780 U DE7935780 U DE 7935780U DE 7935780 U1 DE7935780 U1 DE 7935780U1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- ignition
- ignition device
- dipl
- signal
- spark
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims description 26
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 11
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 5
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 2
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 230000033764 rhythmic process Effects 0.000 description 2
- 241000158147 Sator Species 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 238000003915 air pollution Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 230000002459 sustained effect Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P3/00—Other installations
- F02P3/06—Other installations having capacitive energy storage
- F02P3/08—Layout of circuits
- F02P3/0876—Layout of circuits the storage capacitor being charged by means of an energy converter (DC-DC converter) or of an intermediate storage inductance
- F02P3/0884—Closing the discharge circuit of the storage capacitor with semiconductor devices
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P15/00—Electric spark ignition having characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F02P1/00 - F02P13/00 and combined with layout of ignition circuits
- F02P15/10—Electric spark ignition having characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F02P1/00 - F02P13/00 and combined with layout of ignition circuits having continuous electric sparks
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
- Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
Description
!•II··!·
!•4<i ι·ι··ι·
• •ti«
•III 111 MM I II
• •ti
• •III 111 MM I II
-S-
maschinen
Die Erfindung betrifft Vorrichtungen mit Funkenzündung,
wie sie bei Verbrennungskraftmaschinen Verwendung finden.
Bs ist beispielsweise durch die FR-PS 73 06 238 und 2 298 012 2Uf Verminderung der Luftverunreinigung bekannt,
für eine bessere Verbrennung des Brenngemisches in einer Verbrennungskraftmaschine dadurch zu sorgen,
daß man die Funkenzündung an der Zündkerze über einen mehr oder weniger großen Zeitraum des Taktes jedes
Motorzylinders verlängert. Naeh der FR-PS 75 06 238 ist auch vorgesehen, die Verbrennung auf diese Weise
zu verbessern und für eine komplementäre Nachverbrennung zu sorgen, indem man Luft in den Zylinder nach der
eigentlichen Zündphase einbläst.
Nach der genannten FR-PS 2 298 012 verwendet man eine Vorrichtung
zur Ermittlung der Augenblicke des Beginns der Zündung in jedem Zylinder, wobei diese Vorrichtung das
Anschwingen eines Oszillators großer Leistung steuert, der seinerseits seine Energie an die Zündkerze'Cii) vermittels
einer Spule Überträgt* Im Prinzip wiederholt sich das Auftreten des Funkens an der Zündkerze dann
im Rhythmus der Oszillatorfrequenz während der Verbrennungsphase oder eines Teils hiervon im betrachteten
Zylinder.
Die genannte Patentschrift präzisiert, daß der Leistungsoszillator eine gewisse Anzahl von Charakteristiken aufweisen
soll, deren wichtigste die Schnelligkeit im Ansteigen und Absinken der Amplitude der Spannung
ist, welche der Oszillator bei stationärem Lauf liefern soll. Dies ist nämlich wesentlich, damit die Zündkerze
I Il I · · I . I I I I
iiiiiiit L
iitii.ii.iti T
titiii
- 6
sofort beginnt zu einem genauen Augenblick während jedes Zyklus durchzuschlagen, d.h., wenn, unter Berücksichtigung
der Vorzündung das Gemisch zu brennen anfangen soll.
Ein solcher Oszillator ist aber extrem schwierig in der Verwirklichung} der mit einer solchen Zündvorrichtung ausgestattete
Oszillator kann praktisch nicht korrekt arbeiten, insbesondere in Bereichen höher Motordrehzahlen, und zwar
genau aufgrund der Tatsache, daß die Zeit im Amplitudenanstieg der Spannung des Oszillators zulang ist und daß
im übrigen die Relaxationsphänomene eine schnelle Wiederherstellung
des nicht schwingenden Zustande des Oszillators untersagen«
Die in der genannten Patentschrift beschriebene Vorrichtung weist im übrigen den Nachteil auf, daß sie nicht eine ausreichend
hohe Spannung liefern kann, um.den Funken an der Zündkerze während eines Zeitintervalls aufrechtzuerhalten,
daß dem Bereich höchsten Druckes im Zylinder entspricht (Augenblick der Explosion und unmittelbar anschließender
Zeitraum)« So ist es nicht möglich, merklich die Verbrennung der nicht verbrannten Bestandteile nach der
Explosion zu erhöhen; der Funke geht meist aufgrund des hohen Druckes aus und kann nur stark verzögert in der
Verbrennungsphase des Zyklus wieder zünden.
Die in der genannten Patentschrift beschriebene Zündvorrichtung kann also nicht merklich den Verunreinigungsindex
der Auslaßgase eines mit einer solchen Vorrichtung ausgestatteten Motors verbessern.
Durch die Erfindung soll eine Zündvorrichtung vorgeschlagen werden, die in der Lage ist, den Funken an der Zündkerze nach
Wahl mit oder ohne Unterbrechung bis nach der Verbrennungsphase zu verlängern, d.h., gegebenenfalls praktisch bis
zum Ende der Auslaßphase und mit großer Genauigkeit den Beginn der Funkenerzeugung im Zylinder zu bestimmen, wobei
J ,,, I J I . J ...
ill it in HH ι ·.
genau die gewünschte Vorzündung berücksichtigt wird und
die Funkenzündung selbst während der Periode höchsten Drucks im Zylinder aufrechterhalten wird·
Hierzu geht die Erfindung aus von einer Zündvorrichtung für Verbrennungsmotoren, die mit oder ohne zusätzliche
Lufteinführung während jedes Verbrennungszyklus dee
Motors die Funkenerzeugung an wenigstens einer Zündkerze während ein oder mehrerer gegebener verlangter Perioden
dieses Zyklus sicherstellt, und zwar während einer oder mehrerer gegebener verlängerter Perioden dieses Zyklus,
die bis zum Ende der Ausiaßphase gehen können; hierzu weist die Vorrichtung auf: einen Detektor zur Erzeugung
während jedes Verbrennungszykius und gegebenenfalls unter Berücksichtigung der gewünschten Vorzündung einerseits
eines Signals für den Zündbeginn und andererseits eines Signals zur Aufrechterhaltung der Zündung, das sich über
die verlängerte Periode(n) des Zyklus erstreckt und mit einem Hochspannungsgenerator, der selektiv an jede
Kerze des Motors einen Spannungswelienzug während dieser oder diesen Perioden legt. Die Erfindung zeichnet sich
aus durch einen Steueroszillator zur Erzeugung eines
Taktsignals von der Frequenz dieser Spannungswelle
und durch einen Zerhäckerkfeis für Gleichstrom des Hochspannungsgenerators, gesteuert durch das Taktgeber-Signal,
wobei in den Speisekreis der Zündkerzen während der oder den gegebenen Perioden unter der Steuerung dieses
Detektors Strom geliefert wird.
Aus diesen Charakteristiken resultiert ein erheblicher Vorteil, der in der Tatsache zu sehen ist, daß zur
Erzeugung der Hochspannung ein kontinuierlicher Gleichstrom zerhackt wird, bei dem Obergangsschwingungen oder
Ausgleichszustände bei jedem Zerhackervorgang praktisch
•ι ι ί · ί /ι ί
in Ii mill» i f
nient auftreten, da der Steuereszillator geringer Leistung
permanent arbeitet« Bs ist so möglieh, unter Verwendung
von Halbleiterbauteilen, die in der Lage sind, bei einer erhöhten Frequenz unuusehalten, für die Frequenz der
Üündspannungswelle einen Wert, der 20 kHz oder mehr erreichen
kann, zu wählen. Da im übrigen das Zerhacken des Stroms jedesmal fast augenblicklich erfolgt, wird es
möglich, mittels einer logischen Steuerschaltung beispielsweise jede Spannungswelle im genauen Augenblick im Verbrennungstakt,
zu dem der Funkenzug im Motor einsetzen soll, anschwingen zu lassen.
Nach einer verzugsweisen ersten Ausführungsform der Erfindung
umfaßt die Zündvorrichtung für jede Zündkerze des Verbrennungsmotors einen Stromzerhackerkreis, der
mit einem eigenen Speisekreis für diese Zündkerze verbunden ist, wobei der Steueroszillator sowie der Detektor
: selektiv mit jedem Zerhackerkreis Über eine logische Steuer»
schaltung verbunden sind.
ff
ff
Nach einer anderen Ausführungsform umfaßt die Zündvorrich-
ί tung einen einzigen Stromzerhackerkreis sowie eine logische
'* Steuerschaltung, die unter der Wirkung des Oszillators
und des Detektors zur Steuerung dieses Zerhackerkreises führt, wobei ebenfalls ein Verteilerkreis zwischen Oszillator und jeden der Speisekreise der Motorzündkerzen
gelegt ist.
Die Bildung des Plasmas läßt sich aber nach einer dritten Ausführungsform auch durch die Turbulenz der Gase im Innern
des Zylinders erreichen, vorausgesetzt, daß der elektrische Hochspannungsbogen an den Kerzen aufrechterhalten wird.
Wie in der FR-PS 73 06 238 (und teilweise in der vorliegenden Anmeldung) dargelegt, soll die Zündkette die Aufrechterhaltung
dieses Lichtbogens selbst bei den höchsten im Zylinder im . Augenblick der Explosion herrschenden Drücken ermöglichen, wobei dies wenigstens
• t * · 9 ·
ι ι · ·
bis zum Ende der Entspannungsphase geschehen soll. Versuche haben
gezeigt, daß der permanente elektrische Bogen zu einem
Plasma von etwa 8 bis 10 mm durch die Turbulenz der Gase im Innern des Zylinders führt.
Das permanente Plasma ermöglicht es, die Verbrennung aufrechtzuerhalten und die Funkenlöschungsverarmungsgrenze
zu verzögern. Je stärker das Plasma, desto besser wird natürlich die Verbrennung.
Im übrigen bevorzugt man ein permanentes Plasma gegenüber einem sequentiellen, da es zum Wiederzünden des Bogens
notwendig iit eine Oberspannung zu besitzen, die proportional zu dem Drurkniveau im Zylinder wird.
Nach der FR-PS 73 06 238 wird das Anfangsplasma zwar durch eine Luftquelle außerhalb des Motors erhalten;
diese Luft hat aber auch andere Funktionen, da sie die Verbrennungsgase oxydiert
völlig die Restgase im Zylinder (besserer Füllkoeffizient) abzieht und
die Turbulenzen im Zylinder aktiviert.
Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung sollen
nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. Diese zeigen in
Fig. 1 eine vereinfachte schematische Darstellung einer Zündvorrichtung nach der Erfindung, insbesondere
des ?tromzerha:kerkreises;
Fig. 2 ein vereinfachtes Schema einer ersten Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung;
Fig ι 3 «ine vereinfachte echematische Darstellung einer
zweiten AusJ;ührung*form der Zündvorrichtung;
Fig. 4 einen Axialschnitt durch ein Detektorbeispiel,
welches sich in der Zündvorrichtung nach der Er findung verwenden läßt;
• ·β · Ι» ·Γ«1 Il
'ΐ S · · » »it
• III» I * · ■ ·*·
- 10 -
in der Draufsicht eine Scheibe zur Herstellung von Steuersignalen gezeigt ist;
Fig. 6 eine genauere schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 7 ein Zeitdiagramm der Arbeitsweise der Zündvorrichtung der Fig. 6;
Fig. 8 ein Diagramm, das die Herstellung eines Funkens sowie die Druckkurve in dem Zylinder eines
Verbrennungsmotors zeigt, wobei dieses Diagramm mit der Vorrichtung der Fig. 6 erhalten vurde;
und
Fig. 9 ein Diagramm analog dem der Fig. 8 zur Darstellung einer Variante der Erfindung, wonach jeder Zyklus
zwei aufeinanderfolgende Perioden der Funkenerzeugung umfaßt.
Die Zündvorrichtung nach der Erfindung läßt sich in einem Verbrennungsmotor mit einer beliebigen Anzahl von Zylindern
einsetzen, obwohl die folgende Beschreibung nur anhand eines Vierzylindermotors gegeben wird. Die Zündvorrichtung nach
der Erfindung kann sowohl in Motoren mit Funkzündung (Benzinmotoren) oder Dieselmotoren verwendet werden,
wobei im letzteren Fall eine Nachverbrennung in der oder den Zylindern dieses Motors sichergestellt wird.
Fig. 1 zeigt das Prinzipschaubild dei Vorrichtung nach
der Erfindung mit einem Steueroszillator 1, der ein auf
Hochfrequenz pulsierendes Signal erzeugt, dessen Wert vorzugsweise über 10 kHz liegt. Dieser Oszillator, der
nur eine vergleichsweise sehr geringe Leistung aufweist, schickt positive und negative Impulse über eine logische
Schaltung 2 an einen Spannungszerhackerkreis 3. Die
logische Schaltung 2 wird von einem Detektor 4 gesteuert, der dazu bestimmt ist, Signale zu erzeugen, die repräsentativ
für die Stellungen der Kolben in den Zylindern des Motors sind. Im übrigen überträgt die logische Steuerschaltung
r ·::ό:::« r ou
β» · · * Ann·«·
ft·* · <·· te
·· Mt tilt ♦ « ♦
- 11 -
über eine Leitung 5 ein Zündsteuersignal auf einen Speisekreis 6 der Zündkerze (n)"des Motors, wobei das Steuersignal
im Detektor 4 erzeugt wird, indem die erforderliche Zündvoreilung als Funktion des Arbeitsbereichs bzw. des
Drehzahlbereichs des Motors gewählt wird.
Die zur Erzeugung von Funken an der Zündkerze 7 notwendige Energie wird im Stromzerhackerkreis 3 erhalten,
der von einer Gleichstromquelle 8 gespeist wird. Diese gehört beispielsweise zu einem mit der Vorrichtung nach
der Erfindung ausgestatteten Kraftfahrzeug. Der Zerhackerkreis 3 arbeitet im Rhythmus der durch den
Steueroszillator 1 gelieferten Signale. Er umfaßt nach diesem Beispiel einen Satz von zwei schnell umschaltenden
Transistoren 9 und 10, deren Basen jeweils durch die direkten und1 komplex .-»tären Impulse des aus
dem Steueroszi.'lator 1 kommenden Signals gesteuert sind. Selbstverständlich kann die Schaltung auch asymmetrisch
aufgebaut sein.
Die Kollektor-Emitterkreise der Transistoren 9 und 10 sind zwischen Masse und Primärwicklung 11 eines Aufwärtstransformator
12 parallelgeschaltet, wobei letzterer s metrisch durch die Gleichstromquelle 8 gespeist ist;
sein Mittelabgriff 13 ist mit dem positiven Pol dieser Quelle verbunden. Eine Schutzdiode 14, 15 ist jeweils
parallel zu den Kollektor-Emitterschaltungen der Transistoren 9 und 10 gelegt. Ein Vorspannungswiderstand 16 und
ist jeweils zwischen deren Basis und Emitter gelegt.
Selbstverständlich ist der beschriebene Zerhackerkreis
nur als ein Beispiel mit zahlreichen möglichen Varianten anzusehen , wobei das dargestellte Beispiel aufgrund
der Tatsache seiner Einfachheit und Verläßlichkeit vorteilhaft ist.
'·· . Vi Γ i"iU
Il Il »II I '« "
ι ti » et 'ff '»
hi Ii in·«»» · * ·
- 12 -
Die beschriebene Schaltung ermöglicht es, zwischen den Elektroden der Zündkerze 7 eine Funkenstrecke herzustellen,
deren Länge, Beginn und Ende durch den Detektor 4 bestimmt sind und die durch ein oder mehrere Wellenzüge hoher
Spannung erzeugt ist, welche an den Klemmen der Sekundärseite 17 des Aufwärtstransformators 12 auftritt. Der
Beginn dieses Spannungswellenzugs oder der Beginn des ersten Wellenzugs, d.h. seine erste Doppelschwir^ung,
weist ohne weiteres den zur Erzeugung eines Funkens an der Zündkerze 7 erforderlichen Wert auf, da der
durch die Transistoren 9 und 10 erhaltene Schalteffekt keine merkliche Verzögerung bei jeder Doppelschwingung
erfährt. Schließlich kanu man mit sehr großer Genauigkeit den Augenblick des Zündbeginns im Zylinder des
Motors bestimmen und den Funken während der gesamten gewünschten Dauer verlängern, um die volle Gemischverbrennung mit oder ohne Unterbrechung zu erhalten.
Die so ausgelegte Schaltung ermöglicht es auch, in s beachtlicher Weise den Wert der Spannung an der Zünd-
( kerze dank des Vorhandenseins des Aufwärtstransformators
und dank des Speisekreises 6 zu erhöhen, von dem eine genauere Beschreibung im folgenden gegeben wird.
Nach einer spezifischen Ausführungsform kann die
Spannung bis zu SO kV gehen, was es ermöglicht,
den Funken an der Zündkerze aufrechtzuerhalten, und
j zwar selbst während der Taktperiode entsprechend der
j Spannungsspitze maximaler Kompression. Diese Druck-
\
spitze , die bei den üblichen Zündsystemen eine Nach'
j verbrennung des nicht verbrannten Gemisches nach der
j Zündphase des Taktes verhinderte, wiru völlig mit der
Schaltung nach der Erfindung überwunden. Im übrigen
läßt sich die Zündvorrichtung,'deren Prinzip gerade dargelegt wurde, zusammen mit komplementärer Lufteinblasung entsprechend den Anordnungen nach der FR-PS
73 06 £38 verwenden. Der Wert, der verwendeten Spannung
IM M l!l 1*11 III ' '
- 13 -
kann bis zu 100 kV oder darüber gehen; der Luftspalt
der bei dieser Vorrichtung verwendeten Zündkerze wird optimiert als Punktion dee maximal im Zylinder erhaltenen
Bruckniveaus· Beispielsweise kann man für eine Spannung
von Su kV und Drücke im Zylinder in der Größenordnung
von SO bar Im Augenblick der Explosion einen Luftspalt
von 1,4 mm wählen.
Pig. 2 zeigt sehematiseh eine Zündvorrichtung nach einer
ersten Ausführungsform, ßs handelt sich hier um eine Zündvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine mit
vier Zylindern und Zündkerzen 7a bis 7d. Diese sind jeweils an vier eigene Speisekreise £a bis 6d gelegt, die
selbst mit vier verschiedenen Trenn* oder Zerhackerkreisen (frz.: circuits de dleoupage) 3a bis 3d verbunden sind. Bine logische Schaltung 2 sorgt gleichzeitig dafür, daß auf die vier Kreise 3a bis 3d Signale
übertragen und verteilt werden, die aus dem Detektor des Steueroszillators 1 stammen.
Nach der Ausführungsform der Pig. 3 ist nur ein einziger
Zerhackerkreis 3 (circuits de decoupage) nach Fig. 1
vorgesehen; in diesem Fall ist der Ausgang des Kreises gemeinsam an vier Speisekreise 6a bis 6d gelegt, die
nach der gewünschten Zündfolge, gesteuert durch die logische Schaltung 2, über vier Anschwingkreise 19a
bis I9d ausgelöst werden, die jeweils den vier Speisekreisen 6ä bis 6d zugeordnet sind. Der Kreis der Fig. 3 wird
genauer mit Bezug auf die Figuren 6 und 7 beschrieben werden.
Die Figuren 4 und 5 zeigen ein Ausführungsbeispiel eines in der Vorrichtung nach der Erfindung verwendeten
De-tektors. Die dargestellte Vorrichtung ist vorzugsweise entwickelt aus einer klassischen Zündvorrichtung mit auf
dem Fachgebiet bekannten platin!erten Schrauben, die
•Ml 'S * i ·Μ Ι
- 14 -
erfindungsfunktionell modifiziert sind· Ir umfaßt ein
festes Gehäuse 20, in welchem drehbar eine Welle 21 gelagert ist, die synchron mit dem Verbrennungsmotor
dreht. Diese Welle 21 kann über zwei Einrichtungen 23 und 24 ein Drehorgan 22 antreiben, das eine Winkelverschiebung
zwischen der Welle 21 und dem Drehorgan 22 jeweils als Funktion der Drehgeschwindigkeit der Zündvorrichtung
(Motordrehaahl) und als Funktion des in
der Ansaugleitung des Motors herrsehenden Unterdrücke
bewirkt. In an sieh bekannter Weise sind die Vorrichtungen
23 und 24 da2u bestimmt, die Vorzündung als
Funktion der Motordrehzahl sieherzustellen.
Das Drehorgan 22 ist fest mit einer Seheibe 25 (Fig. 5)
verbunden, die einem festen Bügel 26 zugeordnet ist, der einen kleinen Winkelteil seines Umfangs übergreift
und sieh radial über ein Stück erstreckt, das im beschriebenen Beispiel drei Signalspuren 27, 28 und 29
entspricht. Die Scheibe ist beispielsweise aus einem opaken Material hergestellt; die Signale werden durch
transparente Bereiche, wie man in Fig. S erkennt, materialisiert. Der Bügel 26 (etrier) trägt gegenüber
jeder Spur einerseits eine Fotölumineszenzdiode 30 und andererseits auf der gegenüberliegenden Seite einen
fötoelektrischen Detektor 31, die päa-*weise zusammen*
wirken, um Signale als Funktion der Konfiguration der Spuren 2?, 28 und 29 zu liefern. Die äußere Spur 27
umfaßt nach einer ersten Variante 4 transparente im Winkel um 90° versetzte Bereiche, die jeweils zu den
vier Zylindern des Motors gehören und die hier den Augenblick des Zündbeginns bestimmen, gegebenenfalls mit der
gewünschten Zündvoreilung.
I ta I al «*·!·»
·! ί ! Ί ' i «Μ 5
ill Il Ulli«*«·· '
- 11 -
Die Spuren 28 und 29 bestehen jeweils aus einem transparenten sieh praktisch über 90® erstreckenden Bereich«
Sie iiefewi durch die Binärkonfiguration Signale, die
sie in den Fotodetektoren 31 erzeugen; vier Steuersignale erstrecken sich für jeden Zylinder über praktisch
180°, gerechnet vom Zündaugenblick (90 Winkelgrad der
Seheibe 25). Man kann so den Zündbeginn, die Länge der Funkenstrecke in jedem Zylinder und auch die Zündgrößenordnung
in den vier Zylindern des Motors bestimmen.
Die hierzu notwendigen Steuersignale können anders erzeugt werden, sei es auf optiseh-elektronische,
magnetische oder andere Weise; im übrigen kann die Anpassung an Motoren mit einer unterschiedliehen Anzahl
von Zylindern leicht als Funktion des an sich bekannten Zündschemas vorgenommen werden.
In Fig. 6 ist ein genaueres Schema der Zündvorrichtung
der Fig. 3 gegeben. Man erkennt dort als wesentliche Bauteile den Steueroszillator 1, die logische Schaltung 2,
den Zerhackerkreis 3, den Detektor 4, der hier der mit Bezug auf die Figuren 4 und 5 beschriebene ist; die
Speisekreise 6aund 6d sowie die Anschwinge oder Kippkreise 19a bis I9d. Zur Vereinfachung der Figur sind die Kreise
6a bis 6d und 19b bis I9d nicht genauer dargestellt worden.
Der Detektor 4 weist drei Ausgänge 32a bis 32c auf, deren
Zustände jeweils den Konfigurationen der Spuren 27 bis 29 entsprechen und die durch die Fotodetektoren 31 erzeugt sind.
Die drei Ausgänge 32a bis 32c sind über Verstärkerschaltungen 33 mit einem Totspeicher 34 oder einer Schaltlogik verbunden,
welche die verschiedenen Signale, die Sie empfängt, auf ihre Ausgänge als Funktion ihrer ein für allemal bei
der Konstruktion der Vorrichtung hergestellten inneren Verkabelung verteilt.
• · » t · t
III Il It« ·»·· « ··
- 16 -
Der Steueroszillator 1 umfaßt einen eigentlichen Schwingteil 35, der sich aus zwei Verstärkern 36, einem vorzugsweise
variablen Widerstand 37 und einem in Rückkopplung geschalteten Kondensator 38 zusammensetzt. Der Ausgang
dieses Oszillatorteils 35 wird an einen Signalformungskreis
39 gegeben, der gebildet wird durch eine Kippschaltung vom Typ J-K, deren Ausgangssignal aus einem Zug oder
einer Kette von Wechselstromlmpulsen (impulsionsalternatives)
Mt einer Steuerfrequenz von beispielsweise 20 kHz besteht (siehe Kurve D in Fig. 7). Der inverse Ausgang c[ der Kippschaltung
39 bildet das Taktsignal für den Totspeicher Der direkte Ausgang Q der Kippschaltung 39 ist mit pinem
durch sechs teilenden Zähler mit dem Bezugszeichen 40 verbunden.
Die Frequenz des Steueros2illators kann konstant oder variabel als Funktion mehrerer Parameter sein, wie
beispielsweise der Motordrehzahl, indem man den Widerstandswert 37 einem solchen Parameter durch übliche Einrichtungen
zuordnet.
Der Totspeicher 34 ist dazu bestimmt, die empfangenen Signale auf sechs Leitungen 41 bis 46 zu lenken, von
' denen die Leitungen 41 und 42 dazu bestimmt sind, die
. jeweilige Basis der Transistoren 9 und 10 des Zerhackerkreises 3 zu steuern. Die Leitungen 43 bis 46 übertragen
Signale in Zündgrößenordnung, die eine Funktion der Konfiguration der erzeugten Signale an den Ausgängen
32b und 32c des Detektors 4 sind. Sämtliche Leitungen 41 bis 46 sind jeweils mit Verstärkern 47 verbunden. Die zu
den Signalen in Zündgrößenordnung gehörenden Verstärker sind mit zusätzlichen Verstärkern 48 verbunden, die das
Signalniveau auf dasjenige bringen, welches zur Steuerung
■ ff · · » »«*?■■
• I f ■ · i · · »ti
I I I t · » · »
-17- 1
der Anschwingkreise 19a bis 19d notwendig ist.
Die Sekundärseite 17 des Transformators 12, die den Ausgang des Zernag 'jrkreises 3 bildet, ist über einen
Kondensator 49 mit einer Verteilerleitung 50 verbunden, die über eine Diode 51 an Masse gelegt ist und weiterhin
mit den vier Anschwingkreisen 19a bis 19d durch Dioden 52 verbunden, die bezüglich der Diode 51 gegengeschaltet
sind. Die aus Kondensator 49 und Diode 51 bestehende Anordnung sowie jede der Dioden 52 bilden
>2inen Spannungsverdoppler, der die Aus gangs spannung
der Sekundärseite 17 auf das Doppelte ihres Wertes
bringt. |
sators 53 sowie der Primärseite einer Spule 54 verbunden, j
an deren Sekundärseite jeweils eine Zündkerze 7a bis 7d \
liegt. Die Diode 52 ist auch mit der Anode eines Silicium \
gesteuerten Gleichrichters 55, beispielsweise eines '{
und dessen Steuerelektrode mit dem Ausgang einer der \
die folgende (Fig. 7). ,
(Kurve D, Fig. 7), welches in gleiche Perioden von sechs \:
doppelten Wechseln (tQ, t^, t2 ...) durch den Teilet 40 j
geteilt wirf'. Die Frequenz des Steuersignals beträgt \
beispielsweise 20 kHz. \
Des in Figt 7 dargestellte Verfahren entspricht der Arbeitsweise einer der Kreise 19a bis 19d, das der anderen
Kreise ist identisch.
- 18 -
Die Gesamtheit der Kreise ist so aufgebaut, daß die Spannung der Leitung 50 dauernd auf ihren Maximalwert
(56, Kurve A, Fig. 7) hergestellt wird, trotz des wiederholten Anmasselegens, das aufgrund des öffnens
eines der Thyristoren 55 erfolgt.
Angenommen sei, daß bei Ende der Periode t die Kerze 7a ausgelöst werden soll, wobei diese Reihenfolge durch Signale
herbeigeführt wird, die aus den Ausgängen 32a bis 32c des Detektors 4 stammen.
In dem Augenblick, in dem der Zündbefehl am Ausgang 32c
wegen des Vorbeigangs der entsprechenden Öffnung der Spur 27 zwischen Diode 30 und zugeordnetem Detektor 31 erfolgt,
lenkt der Totspeicher diesen Befehl auf den entsprechenden Kreis zur Zündkerze 7a, beispielsweise als Funktion der
Signale, die er von den Ausgängen 32a und 32b erhält. Im betrachteten Fall überträgt der Totspeicher 34 den
Befehl über zugeordnete Verstärker 47 und 48 auf den Steuerbereich des entsprechenden Thyristors 44 (Impuls 57,
Kurve B), was die Reihenschaltung aus Kondensator 53 und Primärseite der Spule 54 kurzschließt und hier die vorher
im Kondensator 53 angesammelte Ladung entlädt. Diese Entladung führt zu einer ersten Spannungswelle 58, die zu
einem Funken an der Kerze 7a führt. Beispielsweise kann man für die Spannung auf der Sekundärseite 17 einen Wert von
400 V beispielsweise wählen, der durch die Anordnung 49-51,
52 auf etwa 800 V verdoppelt wird. Die Spule kann definitiv die Spannung an der Ker2e auf einen sehr hohen Wert (beispielsweise
bis 50 kV) erhöhen.
In dem Augenblick} in dem der Zündbefehl kommt, beginnt
der Teiler 40 zu zählen; der Zerhackerkreis 3 ist noch desaktiviert, da der Totspeicher 34 die Arbeitsweise untersagt,
da er wartet, daß ihm der dritte vom Teiler 40 gezählte Impuls 2iigcführt wird. Nach diesem Zeitraum nimmt man an, daß
II* *ll" III J
I >0
I it J »
a o )
U Η» I
■ I ti
β O iJ UJ
- 19 -
der Thyristor 55 von neuem geschlossen ist; das Signal am Steuerbereich fällt weg und die Spannung an den Klemmen
wird null. Im übrigen steuert der dritte Impuls das öffnen des Zerhackerkreises 3, welcher beginnt, Energie
zu liefern, um den Kondensator 53 nachzuladen, der sich dann beispielsweise in drei Stufen 59 über drei Taktsignalperioden
bis zum doppelten der Spannung auf der Seknndärseite 17 lädt. Da der Teiler dann bis 5 gezählt
hat, verbleibt ein Impuls, währenddessen das Niveau der Spannung an der Leitung 50 aufrechterhalten wird (Ende
der Periode t..) .
Dann steuert der Totspeicher 34 von neuem das Auslösen des Thyristors 55 und ein neuer Funken schlägt an der
gleichen Kerze 7a über, da die Signalkonfiguration an Ausgängen 32a und 32b nicht Vi-. -idert wurde. Die Frequenz,
bei der die Fumien an eine Zündkerze während der Periode,
wo sie in den Kreis eingeschaltet ist, gelangen, beträgt ein sechstel der Frequenz des Steuersignals oder zwanzig
sechstel kHz; beispielsweise entspricht die Einschaltperiode etwa 180° des Zyklus des betrachteten Zylinders
(90° der Scheibe 25 des Detektors}.
AucJi wird die Ladung der Kondensatoren 53 der Kreise 19b
bis 19d durch die zugeordneten Dioden 52 aufrechterhalten, solange diese Kreide nicht über Thyristoren 55 aufgrund
der Konfiguration der Signale an den Ausgängen 32a und 32b aktiviert sind.
An jeder Zündkerze 7a bis 7d wird also in der vom Motor geforderten Zündfolge ein Zug von Spannungswellen in der
bei 58 in Fig. 7 gezeigten Form erzeugt, wobei diese bei voller Spannung sofort ausgelöst wird und die Dauer sich
über praktisch 180° des Zylinderzyklus erstreckt.
ι j ι } >
ι ι ι \
• A t J 111 it
I IJ I
> > > ' J ι
> > y/
■j j t > >
_.'- f
1 > Ji)IiIl i Jl
- 20 -
Fig. 8 zeigt ein Diagramm, auf dem gleichzeitig eine Kurve der Spannung und der Zündkerze und eine Kurve des Drucks
eines Zylinders aufgetragen sind, an den die Zündvorrichtung nach der Erfindung gelegt ist.
Der Spannungswellenzug wird praktisch auf dem Maximalwert gehalten, selbst: wenn der Druck im Zylinder seinen Maximalwert
erreicht.
Durchgeführte Versuche mit der Zündeinrichtung nach der Erfindung an einem üblichen Kraftfahrzeug haben gezeigt,
daß aufgrund der vollständigen Gemischvprbrennung die Brennstoffeinsparung bei sonst gleichen Verhältnissen
bis zu 8%,bezogen auf den gleichen Motor mit üblicher Zündeinrichtung, betragen kann.
Fig. 9 zeigt eine Variante der Maßnahme nach der Erfindung, bei der die Funkenerzeugung während eines gewissen Zeitintervalls
unterbrochen wird, um dann wieder aufgenommen zu werden und die Zündung der nicht verbrannten Bestandteile und die
Herbeiführung einer Nachverbrennung aufzunehmen.
Da die Funkenerzeugung in erster Linie durch die Signale der Spur 27 der Scheibe 25 (Fig. 5) ausgelöst wird, ist
es sehr leicht, indem man transparente Bereiche 27a in diesem Zyklus vorsieht, nach Wunsch und gegebenenfalls
mehrmals während des Zyklus die Funkenerzeugung zu unterbrechen.
:; id
Claims (6)
- Patentanwälte · European Patent "Attorneys ···'·' Dr. W. MüUer-Bore fDietrich LewaldDIpL-Ing.Dr. Paul BeufelDipl.-Chem., Dipl.-Wirtach.-Ing|Dr. Alfred SchönDr. MfiHu-Bori und Partner · POB 260247 · D-BOOO München IB , ~~Dipl.-Chem.G 79 35 780.5 WernerHertslDipl.-Phys.Roland Beyler Dr.-Ing. Dieter OttoB 1509 Lw/Ge DipL-Ing.22.4.1985SCHUTZANSPRÜCHE«^Zündvorrichtung an Verbrennungskraftmaschine^ die ein Signal für ein Zündbeginn sowie ein die Zündung aufrecht erhaltendes Signal erzeugt, mit einem Hochspannungsgenerator, einem Steueroszillator, der ein maktsignal mit der Frequenz dieser Spannungsvelle erzeugt unu wobei der Hochfrequenzgenerator einen Zerhackerkreis für einen Gleichstrom aufweist, der durch das Taktsignal gesteuert ist und in den Speisekreis der Zündkerzen während der oder den gegebenen Perioden unter Steuerung durch einen Detektorstrom liefert, •/gekennzeichnet durch ein festes Gehäuse (20), in welchem eine synchron mit dem Verbrennungsmotor drehende Welle gelar TL ist, die über zwei Winkelverschiebungen verursachende Übertragungselemente (23; 24) ein Drehorgan (22) antreibt, das mit einer einem festen Bügel (26) zugeordneten Scheibe (25; Pig. 5) verbunden ist.
- 2. Zündvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da/3 der feste Bügel (26) einen kleinen Winkelteil von deren Umfang übergreift und sich radial über ein Stück entsprechend mehrerer Signalspuren (27; 28; 29) erstreckt.IWOOO MÜHAtna POB M 02 47 Kabelt Telefon Telecopier Infoleo Θ400 B Tel«Iiartorplfitiβ D-8000 München»': ,MvAcVA"/ "Jbe^Jeajllpa·? GlUlH (Oflfl) 220Θ49 8-24289
- 3. Zündvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (25) aus einem opaken Material besteht und die Signale als transparenteX Bereiche (27; 28; 29) materialisiert sind.£
- 4, Zündvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bügel (26) gegenüber jeder Spur einerseits eine Fotolumineszensdiode \30) und andererseits auf der gegenüberliegenden Seite einen fotoelektrischen Detektor (31) trägt, die paarweise zusammenwirken (27; 28; 29),trägt.
- 5. Zündvorrichtung ι nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Spur (27) vier Transparente um 90° versetzte Zündvoreilungsbereiche trägt.
- 6. Zündvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spuren (28; 29) jeweils aus einem transparenten ,«-■,ich über 90° erstreckenden Bereich bestehen.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR7836120A FR2444816A1 (fr) | 1978-12-22 | 1978-12-22 | Dispositif d'allumage pour moteur a combustion interne |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE7935780U1 true DE7935780U1 (de) | 1985-06-20 |
Family
ID=9216454
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE7935780U Expired DE7935780U1 (de) | 1978-12-22 | 1979-12-19 | Zündvorrichtung an Verbrennungskraftmaschinen |
DE19792951223 Withdrawn DE2951223A1 (de) | 1978-12-22 | 1979-12-19 | Vorrichtung zur zuendsteuerung von verbrennungskraftmaschinen |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19792951223 Withdrawn DE2951223A1 (de) | 1978-12-22 | 1979-12-19 | Vorrichtung zur zuendsteuerung von verbrennungskraftmaschinen |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5591770A (de) |
CA (1) | CA1147797A (de) |
DE (2) | DE7935780U1 (de) |
ES (1) | ES487221A0 (de) |
FR (1) | FR2444816A1 (de) |
GB (1) | GB2038943B (de) |
IT (1) | IT1127698B (de) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4382430A (en) * | 1981-06-01 | 1983-05-10 | Shinichiro Iwasaki | Ignition system |
GB2184782A (en) * | 1985-12-19 | 1987-07-01 | Dawson Royalties Ltd | Ignition systems for internal combustion engines |
IT1250967B (it) * | 1991-12-19 | 1995-04-24 | Marigam Sas Di Marcotullio Ant | Sistema di accensione elettronica per motori a gas e a benzina. |
GB2313157A (en) * | 1996-05-16 | 1997-11-19 | Hsu Chih Cheng | Ignition system with auxiliary pulses, for gasoline i.c. engine |
AU2022227545A1 (en) * | 2021-02-24 | 2023-03-16 | Acutronic Turbines, Inc. | Plasma ignition and combustion assist system for gas turbine engines |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3202146A (en) * | 1962-04-11 | 1965-08-24 | Gen Motors Corp | Static transistorized ignition system |
US3900786A (en) * | 1972-08-28 | 1975-08-19 | Richard James Jordan | High voltage pulse generating circuit |
GB1501621A (en) * | 1975-02-06 | 1978-02-22 | Lucas Industries Ltd | Spark ignition systems for internal combustion engines |
-
1978
- 1978-12-22 FR FR7836120A patent/FR2444816A1/fr active Granted
-
1979
- 1979-12-17 CA CA000342077A patent/CA1147797A/fr not_active Expired
- 1979-12-17 IT IT28025/79A patent/IT1127698B/it active
- 1979-12-19 DE DE7935780U patent/DE7935780U1/de not_active Expired
- 1979-12-19 DE DE19792951223 patent/DE2951223A1/de not_active Withdrawn
- 1979-12-21 JP JP16571979A patent/JPS5591770A/ja active Pending
- 1979-12-21 ES ES487221A patent/ES487221A0/es active Granted
- 1979-12-21 GB GB7944099A patent/GB2038943B/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
IT7928025A0 (it) | 1979-12-17 |
IT1127698B (it) | 1986-05-21 |
GB2038943B (en) | 1983-04-13 |
ES8101720A1 (es) | 1980-12-16 |
FR2444816B1 (de) | 1983-08-12 |
GB2038943A (en) | 1980-07-30 |
DE2951223A1 (de) | 1980-07-03 |
ES487221A0 (es) | 1980-12-16 |
FR2444816A1 (fr) | 1980-07-18 |
CA1147797A (fr) | 1983-06-07 |
JPS5591770A (en) | 1980-07-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3221885C2 (de) | Plasma-Zündsystem für eine mehrere Zylinder aufweisende Brennkraftmaschine | |
DE2624782A1 (de) | Zuendeinrichtung fuer eine innenbrennkraftmaschine | |
DE3222496A1 (de) | Plasma-zuendsystem fuer eine brennkraftmaschine | |
DE2934573C2 (de) | Zündanlage für Brennkraftmaschinen | |
DE3129954A1 (de) | "plasma-zuendanlage fuer verbrennungsmotor" | |
DE2843119A1 (de) | Brennkraftmaschine | |
EP2561214A2 (de) | Verfahren zum betreiben einer laserzündkerze für eine brennkraftmaschine | |
DE3032173C2 (de) | Magnetzündeinrichtung. | |
DE2814779A1 (de) | Zuendsystem | |
DE2433155C3 (de) | Zündschaltung für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine | |
DE2345556C2 (de) | Zündzeitpunkt-Regelanordnung | |
DE7935780U1 (de) | Zündvorrichtung an Verbrennungskraftmaschinen | |
DE3234586C2 (de) | Zündzeitpunkt-Steuerungsvorrichtung für Verbrennungsmotoren | |
DE2415465A1 (de) | Kontaktfreie kondensatorzuendung | |
DE2639794A1 (de) | Zuendschaltung mit kapazitiver entladung | |
DE2811049C2 (de) | Zündanlage für eine Brennkraftmaschine | |
DE1539178C3 (de) | Zündvorrichtung für Brennkraftmaschinen | |
DE2057520C3 (de) | Elektronische Zündschaltung für Brennkraftmaschinen | |
DE2233003B2 (de) | Schwungradmagnetzündvorrichtung mit kapazitiver Zündwirkung für Brennkraftmaschinen | |
DE4323429C2 (de) | Zündsystem für einen Verbrennungsmotor mit mehreren Zylindern | |
DE4113249A1 (de) | Signalgenerator und denselben verwendende motorsteuervorrichtung | |
DE3144264A1 (de) | Transistorisierte zuendanlage fuer eine brennkraftmaschine | |
DE3520511C2 (de) | ||
DE19927960A1 (de) | Zündvorrichtung und Zündverfahren für Brennkraftmaschinen | |
DE2833223A1 (de) | Kontaktfreie zuendvorrichtung fuer eine brennkraftmaschine |