<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung betrifft einen Zündkerzenstecker mit einer äusseren an Masse anliegenden metallischen Umhüllung und einem inneren mit der Zündleitung in Verbindung stehenden Metallkörper, welcher von der äusseren Umhüllung durch Dielektrikum getrennt ist.
Die Zündung des Kraftstoff-Luft-Gemisches erfolgt bei den Bezinmotoren heute allgemein durch die übliche Hochspannungszündung, wobei ein Zündapparat der Erzeugung des Zündfunkens dient, der an den Elektroden der Zündkerze überspringt und das Kraftstoff-Luft-Gemisch zündet. Als Zündapparate gelangen dabei Magnetzünder, elektronische Zündanlagen oder aber die üblichen Batteriezünder zur Anwendung. Wie allgemein bekannt ist, besteht die Batteriezündanlage aus Zündspule, Zündverteiler, Zündkerzen und Zündschalter. Der Primärstrom der Zündspule wird der Fahrzeugbatterie entnommen und vom Unterbrecher durch den Nocken gesteuert. Bei jeder Unterbrechung des Primärstromes entsteht ein Hochspannungsimpuls. Die Impulse werden durch den Überschlagsverteiler den Zündkerzen zugleitet und leiten dort den Zündfunken ein.
Die für einen energiehaltige Zündfunken aufzuwendende erforderliche Zündspannung ist im wesentlichen abhängig vom Elektrodenabstand der Zündkerze und dem Druck im Verbrennungsraum. Infolge der Vielzahl der den Zündkerzen vorgeschalteten Widerstände, insbesondere durch den vom Überschlagverteiler hervorgerufenen grossen Widerstand, müssen die bekannten Zündanlagen spannungsmässig überbemessen sein, ohne dass dadurch die Zündleistung verbessert wird. Dies liegt vor allen Dingen daran, dass es zu einer Phasenverschiebung kommt und die Spannung dem Zündstrom voreilt.
Um eine Verstärkung des Zündfunkens herbeizuführen ist es grundsätzlich bekannt, dass man parallel zur Zündfunkenstrecke eine Kapazität, also einen Kondensator, schaltet. Bei den bekannten Einrichtungen sind die Kondensatoren mehr oder weniger weit in der Nähe der Zündkerzen angeordnet bzw. sind durch kapazitiv ausgebildete Zündkabel gebildet. Diese bekannten Anordnungen und Ausbildungen der Kondensatoren bei den Zündanlagen haben sich jedoch in der Praxis nicht bewährt und nicht durchgesetzt, da die erwartete Leistungssteigerung trotz des Bauaufwandes der dafür vorgesehenen Kondensatoren ausblieb.
Bei einem bekannten Zündkerzenstecker der eingangs genannten Bauart (brit. Patentschrift Nr. 927, 725) bildet der äussere Metallkörper und der innere Metallkörper die beiden Elektroden einer Kapazität, die durch den Isolierkörper voneinander getrennt sind. Der Kabelanschluss ist mit der Elektrode verbunden, die ihrerseits verbunden ist mit dem einen Ende der Wicklung eines Induktors, dessen anderes Ende mit einem metallischen Ringkörper verbunden ist, welcher die andere Elektrode bildet. Der Zwischenraum zwischen dieser Elektrode und dem Kerzenanschluss ist als Funkenstrecke ausgebildet. Der Kerzenanschluss ist mit einem Ende in einem rollenförmigen Isolierkörper eingebettet. Eine Hülse aus elektrisch isolierendem Material umschliesst die Induktorwicklung und aussen den Isolierkörper der Zündkerze.
Dieser bekannte Zündkerzenstecker soll der besseren Nahentstörung dienen, keinesfalls jedoch dazu, dass die Intensität des Zündfunkens erhöht wird. Eine Leistungssteigerung wird schon durch die Anordnung einer Funkenstrecke zwischen Kerzenstecker und Kerze ausgeschlossen, einer Funkenstrecke also, die noch vor der eigentlichen Zündfunkenstrecke der Kerzenelektroden im Brennraum liegt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln, unter Vermeidung der Nachteile bei den bekannten Zündkerzensteckern, einen Zündkerzenstecker der eingangs genau genannten Bauart so zu verbessern, dass die Zündleistung und die Intensität des Zündfunkens wesentlich erhöht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die äusseren und inneren Metallteile mit dem Dielektrikum als eine als letztes Glied zur Kerzen-Zündfunkenstrecke geschaltete, leistungssteigernde Kapazität ausgebildet sind.
Die inneren und die äusseren Metallteile und das Dielektrikum bilden einen von der Temperatur an der Zündkerze beeinflussten Kondensator mit im Bereich der Temperaturschwankungen veränderlichen Kapazität. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die innere Kondensatorelektrode als Hohlzylinder oder Patrone ausgebildet und allseits vom Kunststoffisolierkörper eingeschlossen. Ein Entstörungswiderstand ist vorzugsweise im Innern des Hohlzylinders bzw. der Patrone abgeschirmt gelagert.
Der Erfindungsgedanke, der die verschiedensten Ausführungsmöglichkeiten zulässt, ist an Hand der Zeichnungen an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei zeigt : Fig. 1 in Form eines Schaltbildes schematisch die Anordnung des Kondensators, Fig. 2 einen Längsschnitt durch den erfindungsgemässen Zündkerzenstecker und durch die im Motorblock eingesetzte Zündkerze und Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen Winkelstecker.
Der durch die Zündleitung --10-- von dem nicht weiter dargestellten Zündapparat herangeführte Zündstrom wird an die Mittelelektrode--l-gemäss Fig. l weitergeleitet und tritt von dieser in Form eines Hochspannungslichtbogens zur Masseelektrode--2-der Zündkerze über. Der in Fig. l mit-R-- bezeichnete Widerstand ist der letzte der im Stromkreis vor den Zündkerzenelektroden --1, 2-- geschaltete Widerstand, welcher beispielsweise durch den Uberschlagswiderstand oder durch den noch näher zu beschreibenden Entstörungswiderstand gebildet ist.
Hinter diesem letzten Widerstand--R-ist parallel zur Kerzen-Zündfunkenstrecke--3-und damit parallel zur Mittelelektrode-l-und zur Masseelektrode --2-- eine leistungssteigernde Kapazität--C-geschaltet, die einerseits mit der Zündleitung --10-- und anderseits mit der Masse--4--verbunden ist. Die dem Zündstrom vorauseilende Spannung lädt die Kapazität
<Desc/Clms Page number 2>
--C-- auf. Dabei kommt es zu einer Phasenverschiebung, so dass Spannung und Zündstrom fast gleichzeitig an der Mittelelektrode--l--ankommen.
Beim Übertritt des Lichtbogens von der Mittelelektrode--l--zur Masseelektrode--2--über die Kerzen-Zündfunkenstrecke--3--kommt es zu einer kapazitiven Entladung hoher Stromstärke und Leistung, wodurch die Intensität des Zündfunkens erhöht wird, was sich optisch darin
EMI2.1
die Verbrennung aus, diese erfolgt rückstandsloser, auch bei schlechter Gemischaufbereitung und starker Verschmutzung und Verbleiung der Zündkerzen, insbesondere aber bei fetter werdendem Kraftstoff-LuftGemisch, beispielsweise beim sprunghaften Anstieg der Motorendrehzahl und dem damit verbundenen Absinken der erzeugten Zündspannung.
Das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 2 zeigt den erfindungsgemässen Zündkerzenstecker--11 bis 19-- und die Zündkerze --1 bis 9--. Die Zündkerze besteht üblicherweise aus der in den Verbrennungsraum hineinreichenden Mittelelektrode --1-- sowie Masseelektrode --2--, dem an der Masse --4-- anliegenden Gehäuse--5--, dem Isolator--6--, der leitenden Einschmelzmasse--7--, dem Anschlussbolzen--S-- und der Anschlussmutter--9--.
Sowohl der erfindungsgemäss gestreckte Stecker gemäss Fig. 2 als auch der Winkelstecker gemäss Fig. 3 sind durch ihren Anschlussdorn--11--mit der Zündleitung --10-- leitend verbunden. Beide Zündkerzenstecker bestehen im wesentlichen aus einem rohrförmigen Kunststoffisolierkörper, dem Dielektrikum--12--, welcher mit seiner oberen Öffnung einen Kabelhalter für die Zündleitung --10-- bildet und an diesem Ende den
EMI2.2
leitenden Abschirmmantel-16--, welcher in diesem Ausführungsbeispiel durch zwei sich eng um das Dielektrikum-12-herumlegende Halbschalen aus Blech gebildet ist, die am unteren Ende durch einen Federring--16a--zusammengehalten sind und sich gemeinsam an Masse--4--bzw. am Gehäuse--5-- der Zündkerze anlegen.
Die äusseren und inneren Metallteile--13, 14,15, 16-- sind mit dem Dielektrikum--12--somit zu einer als letztes Glied zur Kerzen-Zündfunkenstrecke --3-- geschalteten, leistungssteigernden Kapazität --C--ausgebildet.
Zur Funkentstörung des Zündkerzensteckers ist erfindungsgemäss in diesem ein Entstörungswiderstand - vorgesehen. Zur Erzielung einer kompakten Bauweise ist dieser Entstörungswiderstand--R--im Innern der als Hohlzylinder bzw. als Patrone ausgebildeten inneren Kondensatorelektrode --15-- gelagert. Der Entstörungswiderstand--R--legt sich dabei unter Zwischenschaltung einer leitenden Feder--17--, welche
EMI2.3
Der in Fig. 3 gezeigte Winkelstecker ist nach dem gleichen Prinzip aufgebaut. Bedingt durch die Winkelform muss lediglich der Zündkerzenanschluss --13-- von der einen Seite eingebracht werden und die als Patrone ausgebildete eine Kondensatorelektrode --15-- muss von der andern Seite in den Kunststoffisolierkörper --12-- eingeschoben werden. Die elektrische Verbindung dieser beiden Teile wird ebenfalls durch eine Feder - -17-- im Knickpunkt erreicht, die als elastische Verbindung die Wärmeausdehnungen der einzelnen Teile besser aufnimmt als eine starre Verbindung.
EMI2.4
metallisches Gewebe gebildet. In einer weiteren nicht dargestellten Ausführungsform ist der Abschirmmantel durch einen elektrisch leitenden Auftrag, Beschichtung oder durch eine Galvanisierung gebildet.
Diese Art der Ausbildung der äusseren Kondensatorelektrode ist besonders vom fertigungstechnischen Standpunkt günstig, da hiebei aufwendige Blechprägungen entfallen können. In allen Ausführungsformen muss jedoch sichergestellt sein, dass sich der leitende Abschirmmantel am Masseteil des Zündkerzensitzes leitend anlegt.
Durch die sinnvolle Anordnung und Formgebung der Metallteile des Steckers ist die leistungssteigernde
EMI2.5
Spannungen in hohe Ströme umgesetzt werden. Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung ist darin zu sehen, dass die Zündkerze die im Verbrennungsraum durch unterschiedliche Motorleistung auftretenden Wärmeschwankungen wie ein Messfühler an die Kapazität--C-weitergibt. Dies hat zur Folge, dass die Kapazität--C-- entsprechend den sich ändernden Betriebsverhältnissen im Verbrennungsraum seine Speicherkapazität ändert. Wie
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1
bei- -15-- eingeschlossene Dielektrikum --12-- aus, was zu einer Erhöhung der Speicherkapazität führt. Auf diese Weise wird automatisch dem bei zunehmender Motortemperatur auftretenden Kompressionsabfall entgegenwirkt.
Die absinkende Verdichtungsleistung wird also durch eine höhere Entladeleistung und der daraus resultierenden höheren Zündenergie abgefangen. Die Regelung erfolgt dabei selbsttätig. Damit erreicht man gleichzeitig ein schnelleres Anstossen der Moleküle, die Flammenfront im Zylinder wird verbreitert, sie unterliegt einer andern Zeitkonstante, die Kondensationszone tritt zurück. Der Wärmeaustausch im Zylinder wird durch abbauende bzw. nicht auftretende Verrussung verbessert. Durch die intensivere Zündung kann man die mageren, aber zündwilligeren Gemische ansprechen. Immer kommt es jedoch zu einem Selbstreinigungseffekt der Zündkerzen.
In der gesamten Zündanlage wirkt sich die parallel zur Funkenstrecke eingeschaltete Kapazität-C--des erfindungsgemässen Zündkerzensteckers folgendermassen aus : Bislang war der Abbrand am Unterbrecherkontakt punktförmig (Anode-Kathode). Die Spannung im Sekundärkreis wurde nicht voll abgebaut (Magnetfeld), da die Zeitkonstante zu kurz ist. Die eingebaute Kapazität--C--sorgt dafür, dass das Zuviel an Spannung dem Kreis entzogen und in Strom gewandelt wird. Beim nächsten Zündvorgang ist die gespeicherte Rest-Elektromagnetkraft fast abgebaut. Anstatt der üblichen Punkterosion tritt nun eine Flächenerosion auf. Damit wird die Lebensdauer der Unterbrecherkontakte erhöht, die Zündeinstellung bleibt länger korrekt.
EMI3.2
und Masseelektrode --1, 2-- derZündkerze--l bis 9--bemessen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Zündkerzenstecker mit einer äusseren an Masse anliegenden metallischen Umhüllung und einem inneren mit der Zündleitung in Verbindung stehenden Metallkörper, welcher von der äusseren Umhüllung durch
EMI3.3
14,15, 16) mit dem Dielektrikum (12) als eine als letztes Glied zur Kerzen-Zündfunkenstrecke (3) geschaltete leistungssteigernde Kapazität (C) ausgebildet sind.
EMI3.4