SE451870B - Kondensatortendningskrets for forbrenningsmotor jemte anvendning av en dylik kondensatortendningskrets - Google Patents

Description

(AJ I, 1 40 451 870 2 I fig. 1 visas ett kondensatortändsystem 10 i enlighet med föreliggande uppfinning. I systemet 10 ingår en strömkälla 12 med en helvågslikriktarbry,ga 14 kopplad för uppladdning av en konden- sator 16. I systemet 10 ingår vidare en tändspole 11 med en primär- lindning 18 och en sekundärlindning 20 för âstadkommande av en tänd- ningsgnista över tändstiftets 22 kontaktparter när kondensatorn 16 urladdas via primärlindningen 18. Urladdningen av kondensatorn 18 “ styrs av någon lämplig strömställare, såsom en tyristor 24, som görs ledande genom att en triggpuls påtryckes på styret 26 från en trigg- spole 28, som kan vara anbragt på en icke visad triggplatta, som är rörlig medelst en konventionell gasregleranordning (icke visad) för att möjliggöra inställning av tändningstiden; De hittills nämnda kom- ponenterna i kondensatortändsystemet 10 är i huvudsak konventionella till sin natur, varför dessa icke behöver beskrivas närmare.

I tändsystemet ingår vidare en tändningssänkningskrets 30 visad inom streckade linjer och kopplad i serie med kondensatorn 16, pri- märlindningen 18 och tyristorn 24. Såsom kommer att diskuteras yt- terligare nedan, möjliggör kretsen 30 att kondensatorn 16 icke urlad- das via primärlindningen 18 under en förutbestämd tid efter det att tyristorn slagit till,sålunda åstadkommande en automatisk tändninge- sänkning vid högre motorvarvtal och en "överhöjning" inom det mellersta varvtalsområdet. Kretsen 30 utnyttjas företrädesvis även för att selektivt isolera primärlindningen 18 och tyristorn 24 från kondensatorn 16.i syfte att möjliggöra omedelbar återuppladdning'av kondensatorn efter det att denna urladdas via primärlindningen 18.

Den tändningssänkande kretsen 30 kan vara utförd på olika sätt men innefattar vid den visade, föredragna utföringsformen en tyris- tor 32, företrädesvis i form av en "isoleringstyristor", med sin anod-katodsträcka i serie med tändtyristorns 24 anod-katodsträcka.

Såsom visas ingår i kretsen 30 även en RC-fördröjningskrets 34 inne- hållande ett motstånd 36 och en kondensator 38, vilka är förbundna av en ledning 32. RC-fördröjningskretsens 34 ena ände 40 är via en leda- re 52 förbunden med tyristorns 32 anod 42 och dess andra ände 44 via en ledare 54 med nyssnämnda tyristorns katod 56. I kretsen 30 ingår även ett tröskelspänningsorgan, företrädesvis i form av en zenerdiod 60, kopplat mellan tyristorns 32 styre 57 och RC-fördröjningskretsens mittpunkt 39. Såsom framgår av fig. 1 är ett strömlikriktníngsorgan, s företrädesvis en diod 62, anslutet mellan tyristorns 32 anod 42 och RC-kretsens mittpunkt 39 för att möjliggöra omedelbar urladdning av kondensatorn 38 efter det att tyristorn 32 blivit ledande, vilket kommer att beskrivas nedan. 40 3 _451 870 För beskrivning av kondensatortändsystemets 10 funktion, an- tages det att kondensatorn 16 är helt uppladdad och att en av trigg- spolen 28 alstrad triggsignal påtryckes på tyristorns 24 styre 26.

När denna tyristor 2H blir ledande, börjar ström flyta från konden- satorn 16 via tändspolen 18, tyristorn 24 och RC-kretsens 3H motstånd 36 och kondensator 38. En förutbestämd tid senare, nämligen när kondensatorns 38 spänning når zenerdiodens 60 genombrottsspänning, kommer spänning att tillföras till styret 57 hos tyristorn 32, som då blir ledande så att kondensatorns 16 fulla spänning påtryckes över tändspolens primärlindning 18, varvid en gnista uppkommer i tändstiftet. Den förutbestämda fördröjningen i RC-kretsen 35, dvs. den tid det tar att bygga upp tillräcklig spänning över kondensatorn 38 för att genombrott skall ske i zenerdioden 60 och trigga tyris- torn 32, medger en tändningshöjning i motorns mellersta varvtalsområde.

Vid dessa typer av förbränningsmotorer, exempelvis fyrcylindriga bâtmotorer, är det närmare bestämt önskvärt att höja tändningen inom det mellersta varvtalsområdet i högre grad än vad som kan tolereras vid högre varvtal. Föreliggande uppfinning tillhandahåller en anord- ning för dylik "överhöjning" om 350 före övre dödpunkten vid 3000 varv/minut och en "fördröjd" höjning om 29° vid 6000 varv/minut. Antag i illustrationssyfte att ett konventionellt triggplattslänk- och stopparrangemang (ej visat) används så att tändningsinställningen är 350 före övre dödpunkten vid 3000 varv/minut. Antag vidare att motståndet 36 har resístansen 10 kohm och kondensatorn 38 kapacitansen 0,33 FF. Med dessa värden föreligger en fix, förutbestämd fördröjning om 0,33 ms mellan triggningen av tyristorn ZH och den tidpunkt då spänningen över kondensatorn 38 överskrider zenerspänningen med åt- följande triggning av tyristorn 32 och gnistbildning i tändstiftet.

RC-kretsens tidsfördröjning vid 3000 varv/minut motsvarar en gnist- fördröjning på 60, vilket kompenseras medelst länk- och stopparrange- manget så att tändningsinställningen motsvarar 350 före övre dödpunkten.

Det inses att den fixa RC-fördröjningen automatiskt ytterligare sänker tändningen vid högre motorhastigheter. Exempelvis ger RC-fördröjningen vid 6000 varv/minut en fördröjning om 120, medförande att tändningsin- ställningen är inställd till 29° före övre dödpunkten, vilket motorn kan tolerera. Således tillhandahåller fördröjningskretsen 30 automa- tisk tändningssänkning vid högre motorhastigheter och medger därtill "överhöjning" inom mellersta varvtalsområdet.

Vidare åstadkommer fördröjningskretsen 30 omedelbar áteruppladd- ning av laddningskondensatorn 16 efter det att denna urladdas i och för âstadkommande av en gnista. Dylik omedelbar återuppladdning med- HO 451 870 H för att kondensatortändsystemet vidmakthåller lämplig storlek på spänningen vid relativt sett högre motorhastigheter.

Närmare bestämt gäller att när kondensatorn 16 urladdas till i det närmaste nollspänning (dvs. 3 ä H volt) och strömmen genom tyristorerna 24 och 32 minskar till ett värde under hållströmmen för en av dessa tyristorer (t.ex. 20 mA), så kommer strömmen att brytas och båda tyristorerna att strypas. Till följd av strömtran- ö sienter kommer kondensatorn 16 att fortsätta sin urladdning förbi noll så att en backspänning (t.ex. 3 volt) uppträder över densamma. l Denna backspänning begränsas av spänningsfallet över diodbryggans 1H dioder och bidrar till att tyristorn 32 hâlles strypt. - Under vanliga förhållanden, dvs. utan användning av fördröj- ningskretsen 30, skulle den av triggspolen 28 alstrade signalen kunna ge upphov till för tidig återtändning av tyristorn 24, och läckström- mar från strömkällan 12 skulle därvid flyta genom primärlindningen och nyssnämnda tyristor, vilket skulle förhindra att kondensatorn 16 börj-re återuppladdas direkt efter sin urladdning.

Genom användning av fördröjningskretsen 30 förhindras emeller- tid läckströmmar, och återuppladdning av kondensatorn 16 påbörjas omedelbart efter uralddningen. Orsaken härtill är att tyristorn 32 efter sin strypning icke åter kan tändas i förtid eftersom dess styre är isolerat av zenerdioden 60. Dioden 62 möjliggör omedelbar urladd- ning av kondensatorn 38 via tyristorn 32 efter det att denna tänds så att genombrott icke sker i zenerdioden 60. Den omedelbara, av' dioden 62 möjlíggjorda urladdningen av kondensatorn 38 garanterar dessutom att RC-nätets 3% fixa tidsfördröjning förblir densamma och att kondensatorn 38 uppladdas från nollspänning efter varje triggning av tyristorn ZH. När tyristorn 32 stryps blir således kondensatorn 16 isolerad från primärlindningen och tyristorn 2% även om den senare skulle tändas i förtid. Kondensatorn 16 påbörjar således sin uppladd- ning omedelbart efter sin urladdning. Såsom redan nämnts, bispringes strypningen av tyristorn 32 av backspänningen över kondensatorn 16, som backförspänner tyristorn 32. I exemplifierande syfte kan nämnas att tyristorerna 32 och 24 kan vara likadana och ha märkspänningen 600 V, under det att kondensatorn 15 kan ha värdet 1 PF.

Rent allmänt tillåter fördröjningskretsen 30 omedelbar återupp- laddning av kondensatorn 16 så att denna blir snabbare uppladdad och Q därigenom kortare tidsperioder mellan tändningsgnistorna kan tillåtas.

Denna egenskap kan användas vid en encylindrig motor, exempelvis för att höja det högsta motorvarvtal, då lämplig tändspänning alstras,med åtminstone flera hundra varv/minut.

NO 451 870 Uppfinningen kan även användas för alstring av lämplig tänd- spänning för flercylindriga motorer försedda med ett kondensator- tändsystem matat från en enda strömkälla. I fig. 2 visas en del av ett kondensatortändsystem 10a, som gentemot det i fig. 1 visade sy- stemet modifierats för användning vid en fyrcylindrig motor och där- för innehåller fyra tändspolar, fyra tändstift, fyra triggspolar och fyra tändtyristorer. Den resterande delen av tändsystemet 10a visas ej, men det är uppenbart att denna icke visade del är likadan som tändsystemet 10 med undantag av att de med 50 och 40 betecknade le- darna är anslutna till fyra grupper tändspolar, tändstift, trigg- spolar och tändtyristorer i stället för till en enda dylik grupp som i fig. 1. Motsvarande komponenter i fig. 1 och fig. 2 bär samma hän- visningsbeteckningar .

Utan fördröjningskretsen 30 skulle ett tändsystem för en fyr- cylindrig motor och med en enda strömkälla troligen närma sig en övre gräns vid exempelvis NOOO varv/minut, där tiden mellan gnistorna skul- le börja bli för kort för att medge full uppladdning av kondensatorn, varför tändspänningen skulle börja falla. Vid en motorhastighet av exempelvis 5500 varv/minut, skulle spänningen vara för låg för att möjliggöra tändning.

Försett med kretsen 30 förblir ett fyrcylinderständsystem funk- tionsdugligt upp till högre varvtal, exempelvis 6500 varv/minut, ge- nom att tillhandahålla tillräcklig spänning för att åstadkomma tänd-t ning. Såsom redan nämnts, medger kretsen 30 omedelbar återuppladd- ning av laddningskondensatorn 16, varför en kort tidsperiod mellan tändgnistorna är tillfyllest för fullständig uppladdning av denna kondensator. Genom användning av fördröjningskretsen 30 enligt fö- religgande uppfinning kan således det övre motorvarvtalet ökas innan begränsning sätter in till följd av otillräcklig tändspänning.

Pig. 3 visar en del av ett kondensatortändsystem 10b, som modi- fierats ¿entêm0t deftidigare beskrivna systemet 10 genom att mot- ståndet 36 ersatts med en potentiometer 36b så att motorns tänd- ningsinställning sker medelst kretsen 30b. Närmare bestämt medför en ändring av potentiometerns 36b resistans en förändring av RC- -kretsens tidsfördröjning och därmed även en ändring av tändninge- sänkningen. Om så önskas, kan potentiometern 36b vara förbunden di- rekt eller över en länkanordning SN med ett gasspjäll 66 (visas sche- matiskt) för att eliminera behovet av en spjällänkanordning 0Ch Stopp- Ofgäfi med därtill förbunden triggplatta, såsom förekommer i k0flVêfl~_ tionella tändsystem. Den med potentiometern 36b försedda RC-fördröj- .451 870 <5 ningskretsen kan således användas antingen för manuell inställning av motorns tändningsinstëllning eller tillsammans med en spjällänk- anordning för automatisk tändningsinställníng i beroende av spjället, i vilket fall behovet av den konventionella spjällänkanordníngen till triggplattan elimineras.

Claims (11)

l 451 870 Pa n v

1. Kondensatortändningskrets för en förbränningsmotor genom anslutning av kretsen till primärlindningen (18) hos- motorns tändspole (11), varvid kretsen innefattar en ladd- ningskondensator (16) och en tändtyristor (24), k ä n n e- t e c k n a d av tändningssänkande organ (30), som inne- fattar en andra tyristor (32) med en anod-katodsträcka, som ligger i serie med laddningskondensatorn (16), primärlind- ningen (18) och tändtyristorn (24). samt fördröjningsorgan (34), som är driftmässigt kopplade till nämnda andra tyristor (32) för att hindra den senare från att bli ledande under en förutbestämd tidsperiod efter det att tändtyristorn (24) slagit till.

2. Krets enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att fördröjningsorganen (34) innefattar ett RC~fördröj- ningsnät innehållande en kondensator (38) och ett motstånd (36) med en mellanliggande gemensam punkt (39), vilket nät har sin ena ände ansluten till den andra tyristorns (32) anod och sin andra ände till den andra tyristorns katod, varjämte fördröjningsorganen även innefattar ett tröskelspänningsorgan (60) anslutet mellan den andra tyrietorns (32) styre och RC-nätets gemensamma punkt (39) och inrättat att förhindra att den andra-tyristorn (32) börjar leda under nämnda förut- bestämda tidsperiod efter tändtyristorns (24) tillslag.

3. Krets enligt kravet 2, k ä n n e t s c k n a d av att nämnda tröskelspânningsorgan innefattar en zenerdiod (60), vars anod är ansluten till den andra tyristorns (32) styre och vars katod är ansluten till RC-nätets gemensamma punkt (39).

4. Kreta enligt kravet 2, k ä n n e t e c k n a d av att fördröjningsorganen (34) även innefattar ett i endast en riktning ledande organ (62), som är anslutet mellan nämnda andra tyristors (32) anod och RC-nätets gemensamma punkt (39) och genom vilket RC-nätets kondensator (38) urladdas när nämnda andra tyristor (32) slar till.

5. Krets enligt kravet 4, k ä n n e t e c k n a d av att det i endast en riktning ledande organet innefattar en diod (62), som har sin anod förbunden med RC-nätets gemen- 451 870 “B samma punkt (39) och sin katod med nämnda andra tyristors (32) anod.

6. Kreta enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att fördröjningsorganen innefattar ett justerbart organ (36b) för variering av nämnda förutbestämda tidsperiod och därigenom justering av tändningsinställningen.

7. Kreta enligt kravet 6, k ä n n e t e c k n a d av att fördröjningsorganen innefattar ett RC-fördröjningsnät innehållande en kondensator (38) och en potentiometer (36b) med en mellanliggande gemensam punkt, vilket nät har sin ena ände ansluten till nämnda andra tyristors (32) anod och sin andra ände till denna tyristors katod, varvid ändring av potentiometerinställningen medför justering av tändninge- inställningen.

8. Kreta enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att de tändningssänkande organen (30) är inrättade att selektivt isolera tändspolens primärlinding (18) och tänd- tyristorn (24) fran laddningskondensatorn (16) i syfte att möjliggöra omedelbar ateruppladdning av laddningskondensatorn efter det att denna urladdats via tändspolens primärlinding.

9. Kreta enligt kravet 7, k ä n n e t e c k n a d av att den, i och för samverkan med motorns gasspjäll, inne- fattar ett länksystem (64) som förbinder potentiometern (36b) med gasspjället (66) sa att dettss rörelse medför ändring av tändningsinställningen.

10. Krets enligt nagot av de föregående kraven för en fyrcylindrig motor med en strömkälla (12) innehållande en helvàgslikriktarbrygga (14), vara utgångar är anslutna över laddningskondensatorn (16) och med fyra tändningskomponent- grupper, som var och en innehåller en tändspoleprimärlindning (18) och en tändtyristor (24), k ä n n e t e c k n a d av att den även innefattar tändningssänkande kretsorgan (30) i serie med laddningskondensatorn (16) och inrättade att, under en förutbestämd tidsperiod efter det att någon av tändtyris~ torerna (24) slagit till, förhindra full urladdning av kon- densatorn (16) över tillhörande primärlindning (18), vari- genom automatisk tändningssänkning uppnås vid höga motorvarv- tal, varjämte de tändningssänkande organen (30) är inrättade att selektivt isolera primärlindningsrna (18) och tändtyris~ torerna (24) fran laddningskondensatorn (16) i syfte att 451 870 uppnå omedelbar ateruppladdning av kondensatorn efter det att denna urladdats via nagon av primärlindningarna.

11. Användning av en kondensatortändningskrets i ett för en förbränningsmotor avsett automatiskt tändningssänkande tändsystem för en flercylindrisk motor innefattande en ladd- ningskondensator (16), en tändspoles primärlindning (18) och en tändtyristor (24) för varje cylinder, k ä n n e t e c k- n a d av att den tändningssänkande kretsen (30) innefattar dels-en med styre, anod och katod försedd andra tyristor (32), vars anod-katodsträcka är inrättad att seriekopplas med laddningskondensatorn (16), primärlindningen (18) Och tänd- tyristorn (24), dels ett RC-fördröjningsnät innehållande en kondensator (38) och ett motstånd (36) med en mellanliggande gemensam punkt (39), vilket nät har sin ena ände ansluten till den andra tyristorns (32) anod och sin andra ände till den andra tyristorns katod, samt dels ett tröskelspännings- organ (60) anslutet mellan den andra tyrietorns (32) styre och RC-nätets gemensamma punkt (39), varvid kretsen valbart förhindrar full urladdning av kondensatorn (16) över primär- lindningen (18) under en förutbestämd tidsperiod efter det att tändtyristorn (24) slagit till.