AT240110B - Zündanlage zum Betrieb von Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

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  Zündanlage zum Betrieb von Brennkraftmaschinen 
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   Ein Oszillogramm der Zündspannung einer Spulenzündanlage ist in Fig.   l   wiedergegeben. Es zeigt, dass die Spannung an den Zündkerzenelektroden beim Öffnen des   Primärstromunterbrechers   von null an-   steigt. bis sie bei, demetwa 50 - 100 Jlsec (Millionstelsekunden)   nach   der Unterbrecheröffnung   erfolgenden Funkenüberschlag zusammenbricht. Wie aus dem Oszillogramm ferner zu entnehmen ist, schliessen sich an die erste Entladung noch eine ganze Anzahl von Nachentladungen an, die sich über einen Zeitraum von 800 bis 1000 psec erstrecken und dadurch zur Verbrennung nicht leicht entflammbarer BrennstoffLuftgemische beitragen können.

   Ein Nachteil der Spulenzündanlagen besteht darin, dass der verhältnismässig langsame Anstieg der Spannung an den Zündkerzenelektroden insbesondere bei verrussten oder verschmutzten Zündkerzen nicht mit Sicherheit zur Entflammung des Brennstoff-Luft-Gemisches in den Zylindern der Brennkraftmaschinen führt. 



   Bei   einer Kondensatorzündanlage   finden dagegen keine nennenswerten Nachentladungen statt. Das in Fig. 2 wiedergegebene Oszillogramm einer derartigen Anlage zeigt deutlich, dass hier zwar die Spannung an den Zündkerzenelektroden wesentlich rascher (in   2-10/sec)   ansteigt als bei der Spulenzündanlage (Fig. 1), Nachentladungen sind in dem Oszillogramm jedoch nicht erkennbar. Der steile Spannungsanstieg führt auch an verrussten oder verschmutzten Zündkerzen zum Funkenüberschlag, die Kondensatorzündanlagen haben also eine hohe Verrussungsleistung, zur Verbrennung magerer oder schlecht aufbereiteter Brennstoff-Luftgemische trägt die hohe Verrussungsleistung jedoch nichts bei. 



   Eine von der Verrussung der Zündkerzen und der Gemischaufbereitung unabhängige Verbrennung der Brennstoff-Luftgemische in den Zylindern von Brennkraftmaschinen wurde dagegen mit einer erfindungsgemäss kombinierten Spulen- und Kondensatorzündanlage erreicht. Das Oszillogramm der Spannung an den Zündkerzen einer derartigen Zündanlage gemäss Fig. 3 zeigt deutlich den steilen Spannungsanstieg bei der einsetzenden Kondensatorentladung, der die Verrussungsleistung einer derartigen Anlage bedingt, und ausserdem wie beim Spannungsverlauf der reinen Spulenzündanlage nach Fig. 1 eine grosse Zahl von Nachentladungen, die zur Verbrennung auch inhomogener, schlecht aufbereiteter Gemischteile führen. 



  Derartige Gemische können beispielsweise bei Teilgasstellungen des Gaspedals in den Zylindern der Maschinen vorhanden sein. Die Wirkung der neuen Zündanlagen beruht demnach auf dem raschen Spannungsanstieg und der dadurch bedingten hohen Verrussungsleistung einerseits und auf der durch zahlreiche Nachentladungen ermöglichten Verbrennung magerer oder schlecht aufbereiteter Brennstoff-Luftgemische anderseits. 



   Der in Fig. 3 veranschaulichte Zündspannungsverlauf kann mit Zündanlagen erzielt werden, deren Schaltbilder beispielsweise in Fig. 4 und 5 dargestellt sind. 



   Das Schaltbild nach Fig. 4 enthält einen Zündtransformator mit einer Sekundärwicklung 10 und zwei Primärwicklungen 11 und 12, die auf einen Eisenkern 13 aufgewickelt sind. 



   Die Wicklung 11 dient zur Speicherung von magnetischer Energie ; sie ist zu diesem Zweck über eine Diode 14 an den Pluspol einer Bleibatterie 15 und über einen Unterbrecher 16 mit einem parallelgeschalteten Kondensator 17 an den Minuspol der Batterie angeschlossen. Der Unterbrecher wird durch einen vierhöckerigen Nocken 18 gesteuert   (Viétzylinderige   Brennkraftmaschine). 



     Der Stromkreis der Primärwicklung   12 enthält ausser der Batterie 15 eine Ladeeinrichtung 20 tür einen Kondensator 21, eine Diode 22 und einen Entladeschalter 23, der durch einen Nocken 24 gesteuert wird. 



   Beide Nocken 18 und 24 sitzen auf einer Welle, die bei Viertakt-Brennkraftmaschinen mit der Geschwindigkeit der Steuerwelle angetrieben wird. Der Unterbrecher 16 und der Schalter 23 stehen so zueinander, dass der Schalter 23 geschlossen wird, wenn der Unterbrecher 16 geöffnet wird. Die Dioden 14 und 22 dienen zur gegenseitigen Entkopplung der beiden Primärkreise des Zündtransformators. 



   An die Sekundärwicklung 10 des Zündtransformators sind über einen ebenfalls mit der Drehzahl der Steuerwelle der Brennkraftmaschine angetriebenen Zündverteiler 25 vier   Zündkerzen 26 der vierzylinderi-   gen Viertakt-Brennkraftmaschine angeschlossen. 



   Die Wirkungsweise dieser Zündanlage ist die folgende : Bei geschlossenem Unterbrecher 16 und offenem Entladeschalter 23 fliesst ein Strom von der Batterie 15 durch die Diode 14 und die Spule 11 des Zündtransformators, der ein magnetisches Feld in der Spule erzeugt. Gleichzeitig wird der Kondensator 21 von der Batterie 15 über die Ladeeinrichtung 20 bei offenem Schalter 23 aufgeladen. Bei Weiterdrehung der Unterbrecherwelle mit den Nocken 18 und 24 öffnet sich der Unterbrecher 16, so dass Strom in der Spule 11 unterbrochen wird. Durch die dadurch verursachte Änderung des magnetischen Feldes der Spule 11 wird eine Spannung in der Sekundärwicklung 10 des Zündtransformators induziert, die einen Funken an der Zündkerze 26 zur Folge hat. 
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 sator 21 über die Primärwicklung 12 des Zündtransformators entladen.

   Die dadurch verursachte Stossspannung gelangt in dem durch die Windungszahlen der Wicklungen 12 und 10 festgelegten Übersetzungsverhältnis ebenfalls auf die Zündkerze 26. Die sich überlagernden Spannungen an der Zündkerze sind wie bereits erwähnt in dem Oszillogramm (Fig. 3) aufgezeichnet. 



   Das in Fig. 5 dargestellte Schaltbild zeigt eine Zündanlage, bei welcher zwei getrennte Zündtrans-   formatoren   30,31 und 32, 33 vorgesehen sind. Zwei Gleichrichter 34 und 35 dienen zur gegenseitigen Entkopplung der Sekundärkreise. Im übrigen enthält die Zündanlage nach Fig. 5 die gleichen Teile wie diejenigen nach Fig. 4. Sie unterscheidet sich in ihrer Wirkungsweise nicht von derjenigen nach   Fig. 4.   



  Eine Zündanlage mit getrennten Zündtransformatoren an Stelle eines Zündtransformators mit nur einer Sekundärwicklung und einer oder zwei Primärwicklungen ergibt den Vorteil einer freieren Gestaltung der   Primär- und   Sekundärkreise der Zündtransformatoren und damit einer leichteren Anpassung der   Zündlei-   stung an von Fall zu Fall wechselnde Betriebsbedingungen der einzelnen Brennkraftmaschinen. 



   An Stelle mechanischer Unterbrecher und Entladeschalter können natürlich auch elektronische Schaltmittel zur Steuerung der Primärkreise der Zündanlage verwendet werden. Damit lassen sich auch weitere Forderungen, wie z. B. das willkürliche oder automatische Ein-und Ausschalten des einen oder andern der beiden Primärkreise oder dass die ersten Spannungsanstiege aus der Kondensatorentladung und der Unterbrechung des Spulenstromes nicht gleichzeitig, sondern nacheinander auftreten, leichter erfüllen, als mit mechanisch betätigten Schaltern. In jedem Fall haben sich die beschriebenen kombinierten Kondensatorund Spulen-Zündanlagen der reinen Spulen- oder Kondensatorzündung weit überlegen gezeigt, 
PATENTANSPRÜCHE : 
1.

   Zündanlage zum Betrieb von Brennkraftmaschinen, mit als Energiespeicher dienenden Spulen und Kondensatoren, gekennzeichnet durch einen ersten Stromkreis mit einer Primärwicklung eines Zündtransformators und mit einem Kondensator zur Speicherung von elektrischer Energie, und durch einen zweiten Stromkreis mit einer Spule zur Speicherung von magnetischer Energie sowie durch Steuermittel in jedem der beiden Kreise, welche bewirken, dass der Kondensator und die Spule die in ihnen gespeicherte Energie im Zündzeitpunkt an in den Sekundärkreis des Zündtransformators eingeschaltete Zündkerzen abgeben.

Claims (1)

1. 2. Zündanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zündtransformator eine Sekundärwicklung und zwei Primärwicklungen enthält, von denen die eine mit dem Kondensator und einer Entladeeinrichtung und die andere als Speicherspule mit einem Unterbrecher zusammenarbeitet.

   3. Zündanlage nach Anspruch 1. gekennzeichnet durch einen Zündtransformator mit einer Sekundärwicklung und einer Primärwicklung für beide Primärkreise.

   4. Zündanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärwicklung mit mindestens einer Anzapfung versehen ist, an die einer der beiden Primärkreise anschliessbar ist.

   5. Zündanlage nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass für die Kondensatorentladung und die Ausnützung der magnetischen Energie getrennte Zündtransformatoren vorgesehen sind.

   6. Zündanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensatorund der Spulenzündkreis gegeneinander entkoppelt sind.

   7. Zündanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass das Öffnen des Primärstromunterbrechers in dem einen Primärkreis gleichzeitig mit dem bchliessen des Steuerschalters in dem andern Primärkreis erfolgt.

   8. Zündanlage nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch die Verwendung elektronischer Schaltmittel zur Steuerung der Primärkreise.

   9. ZündanlagenacheinemdervorhergehendenAnsprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Kondensatorladung und Unterbrechung des Spulenstromes bewirkten ersten Spanlungsanstiege an den Zundkerzenelektroden zeitlich nacheinander auftreten.

   10. Zündanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der eine oder andere der beiden Primärkreise willkürlich oder automatisch ein-und ausschaltbar ist.