Zündvorrichtung für Verbrennungsmotoren Die Erfindung betrifft eine Zündvorrichtung für Verbrennungsmotoren mit einem die Funkenstrecke einer Zündkerze umfassenden Zündkreis, der an die Sekundärwicklung eines Impulsübertragers angeschlossen ist, dessen Primärwicklung beim Öffnen von im Takt des Verbrennungsmotors zu betätigenden Unterbrecherkon- takten einen die Auslösung eines Zündimpulses bewir kenden Auslöseimpuls erhält, wobei eine im Stromkreis der Unterbrecherkontakte liegende Sperrvorrichtung vor gesehen ist, welche dazu bestimmt ist, das Auftreten eines Auslöseimpulses während einer Sperrzeit zu verhindern, die grösser ist als die Zeit,
die zwischen dem Schliessen der Unterbrecherkontakte und einem durch Rückprall bedingten öffnen und Wiederschliessen derselben. Eine derartige Zündvorrichtung ist z.B. im Schweizer Patent Nr. 432 126 beschrieben. Bei der bekannten Vorrichtung ist die Sperrzeit praktisch konstant, und es hat sich gezeigt, dass in Anbetracht des weiten Bereiches, in dem die Tourenzahl der Verbrennungsmotoren, insbesondere sehr rasch laufender Motoren, verändert werden muss, nicht immer so gewählt werden kann,
dass rückprallbe- dingte Fehlzündungen bei allen Tourenzahlen und auch bei im Laufe der Zeit nicht mehr ganz einwandfreiem Unterbrechen mit Sicherheit vermieden werden. Die Erfindung bezweckt diesen Nachteil durch Anpassung der Sperrzeit an die jeweilige Tourenzahl des Motors zu beheben. Dies gelingt erfindungsgemäss dadurch dass, die Sperrvorrichtung einen Kondensator aufweist, der wäh rend der Öffnungszeit der Unterbrecherkontakte aufgela den und während deren Schliesszeit entladen wird,
und der mit einem den Stromdurchgang durch die Primär wicklung des Impulsübertragers beherrschenden Schalt element so verbunden ist, dass dieser Stromdurchgang nur dann möglich wird, wenn die Spannung des Konden- sators während der Schliesszeit unter einen gewissen Grenzwert gefallen ist.
Es ist klar, dass wenn der Motor schnell läuft, der Kondensator während der dann besonders kurzen Öff nungszeit der Unterbrecherkontakte weniger weit aufge laden wird und daher während der Schliesszeit rascher auf den erwähnten Grenzwert entlädt als bei langsam laufenden Motor, d.h. die Sperrzeit wird um so kürzer je rascher der Motor läuft und umgekehrt. Dadurch wird die Vermeidung von Fehlzündungen noch wesentlich verbessert.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt, wobei . der Einfachheit halber nur die Funkerstrecke eines einzigen Zylinders des z.B. vierzylindrigen Viertakt- Verbrennungsmotors dargestellt ist, unter Weglassung des üblichen Zündverteilers.
Von einer Batterie 1 von z.B. 12 Volt, deren negativer Pol geerdet ist, wird über einen Zündschalter 2 ein an sich bekannter Gleichspannungswandler 3 gespeist, der aus einem Transformator 4 mit Primärwicklung 5, Se kundärwicklung 6 und Rückkopplungswicklung 7, einem Widerstand 8, einem Widerstand 9, einem Transistor 10, einem Schutzkondensator 11 und einem Gleichrichter 12 besteht.
Der Primärstromkreis des Transformators 5 wird durch den rückgekoppelten Transistor 10 periodisch unterbrochen, so dass in dessen Sekundärwicklung 6 eine Wechselspannung von z.B. 3000 Hz induziert wird, die durch den Gleichrichter 12 gleichgerichtet wird und einen Kondensator 13 auflädt, z.B. auf eine Spannung von 400 Volt.
Der Kondensator 13 ist über einen Thyristor (Schalt diode) 14 mit der Primärwicklung 15 eines Transforma tors 16 in Serie geschaltet. Die Sekundärwicklung 17 des Zündtransformators 16 ist mit einer Funkenstrecke 18 einer Zündkerze verbunden. Zwischen der Kathode K und der Steuerelektrode S des Thyristors 14 liegt die Sekundärwicklung 19 eines Impulsübertragers 20, zu welcher ein Widerstand 21 und eine Schutzdiode 22 parallel geschaltet sind.
Dabei ist die Diode 22 so gerichtet, dass sie für Impulse, die an die Steuerelektrode eine in bezug auf die Kathode positive Spannung anlegen und somit den Thyristor 14 leitend machen nicht durch lässig ist, für negative Impulse dagegen einen Kurzschluss darstellt.
Eine Sperrvorrichtung 23 weist einen Kondensator 24 auf, der einerseits mit dem geerdeten Kollektor des Transistors 10 und andererseits über eine Diode 25 mit dem Emitter dieses Transistors 10 verbunden ist. Durch die beim jeweiligen Sperren des Transistors 10 von der Selbstinduktion der Wicklung 5 hervorgerufene Span nung wird der Kondensator 24 über die Diode 25 auf eine Spannung von z.B. etwa 32 Volt aufgeladen. Die positive Seite des Kondensators 24 ist über einen hohen Widerstand 26 mit einem Kondensator 27 verbunden, der andererseits mit der negativen Seite des Kondensators 24 verbunden ist.
Zum Kondensator 27 ist eine Zenerdiode 28 parallel geschaltet, durch welche die Spannung, auf die der Kondensator 27 über den Widerstand 26 bei Erreichen der Durchbrechspannung der Zenerdiode 28 aufgeladen wird, auf z.B. etwa 12 Volt begrenzt ist. Der Kondensator 27 wird also auf eine genau stabilisierte Spannung aufgeladen.
Der Widerstand 26 ist über die Primärwicklung 29 des Impulsübertragers 20 mit der Anode eines Thyristors 30 verbunden, an dessen Kathode K eine andererseits geerdeter Kondensator 31 angeschlossen ist. Die Steuer elektrode 5 des Thyristors 30 ist über einen Widerstand 32 mit einer Zenerdiode 33, und über eine Diode 34 mit ' parallel geschalteten Widerstand 35 mit der Thyristorka- thode verbunden. Die andere Seite der Zenerdiode 33 ist über einen relativ hohen Widerstand 36 von z.B. etwa 10 K f2 mit der positiven Seite des Kondensators 24 verbunden.
Der Verbindungspunkt 37 dieses Widerstan des 36 und der Zenerdiode 33 ist über einen relativ niedrigen Widerstand 38 von z.B. etwa 27 S2 mit einem andererseits geerdeten Kondensator 39 verbunden.
Der Verbindungspunkt 37 ist mit einem ruhenden Unterbrecherkontakt 40 verbunden, der mit einem be weglichen Unterbrecherkontakt 41 zusammenarbeitet, welcher auf einer Kontaktfeder 42 angebracht ist, die in einem geerdeten Halter 43 eingespannt ist. Das Schliessen und Öffnen der Kontakte 40, 41 wird in üblicher Weise durch einen von der Motorwelle aus mit der halben Drehzahl des Motors angetriebenen Unterbrechervierkant 44 und einen an der Kontaktfeder 42 angebrachten Nocken 45 bewirkt.
Die beschriebene Zündvorrichtung arbeitet wie folgt: Wenn der Zündschalter 2 geschlossen wird, so wird wie bereits erläutert - der Kondensator 13 auf etwa 400 Volt, der Kondensator 24 auf etwa 32 Volt und der Kondensator 27 auf etwa 12 Volt aufgeladen. Sind die Unterbrecherkontakte 40 und 41 geschlossen, so ist der Punkt 37 geerdet und es entsteht im Widerstand 36 ein der Spannung des Kondensators 24 entsprechender Span nungsabfall.
Öffnen sich nun die Kontakte 40 und 41 so wird der bei geschlossenen Kontakten über den Wider stand 38 vollständig entladene Kondensator 39, dessen Kapazität von z.B. 0,1 uF wesentlich kleiner ist als diejenige des Kondensators 24, von letzterem aus über die Widerstände 36 und 38 geladen, bis an der Zenerdi- ode 33 die Durchbruchspannung von z.B. etwa 4 Volt erreicht wird, und infolgedessen der Kondensator 39 im Stromzweig 38, 33, 32, S, K, 31, Erde einen Entladungs impuls liefert, der den Thyristor 30 zündet, d.h. leitend macht.
Nun fliesst im Stromzweig 25, Primärwicklung 29 des Impulsübertragers 20, 30, 31, Erde ein vom Konden sator 27 gelieferter Impuls. Die Sekundärwicklung 19 des Impulsübertragers 20 liefert infolgedessen der K-S-Strek- ke des Thyristors 14 einen entsprechenden Zündimpuls, so dass der Kondensator 13 sich über die Primärwicklung 15 des Zündtransformators 16 entlädt und dessen Sekun därwicklung 17 in der Funkenstrecke 18 den Zündfunken erzeugt. Wenn sich die Kontakte 40 und 41 wieder schliessen, so entlädt sich der Kondensator 31 im Strom zweig 34, 32, 33, 40-43, Erde, so dass das beschriebene Arbeitsspiel sich wiederholen kann.
Während der Öffnungszeit der Kontakte 40 und 41 wird der Kondensator 31 vom Kondensator 24 im Stromzweig 36, 33, S, K, 31, Erde geladen, und zwar je nach der Drehzahl des Motors mehr oder weniger, beispielsweise bei 1000 T/min auf z.B. 28 Volt und bei 6000 T/min auf z.B. 12 Volt. Dies hat zur Folge, dass wenn die Kontakte 40 und 41 sich nach ihrem Schliessen durch Rückprall sofort wieder öffnen, der - übrigens bereits teilweise entladene - Kondensator 39 keinen Entladungsimpuls im Stromzweig 38, 33, 32, S. K, 31, Erde liefern kann und somit eine rückprallbedingte Fehlzündung vermieden wird.
Eine neue Zündung kann erst erfolgen, wenn der Kondensator sich nach einer genügend langen Schliesszeit der Kontakte 40, 41 - der Sperrzeit der im Unterbrecherstromkreis liegender Sperr vorrichtung 23 - im bereits erwähnten Stromzweig 34, 32, 33, 40-43, Erde, mindestens bis auf einen z.B. zwischen 0,1 und 2 Volt liegenden Grenzwert entladen hat. Wegen der mit der Öffnungszeit veränderlichen Ladung des Kondensators 31 ist diese Sperrzeit aber nun nicht drehzahlunabhängig wie bei bekannten Zündvor richtungen, sondern um so länger je langsamer der Motor läuft, wodurch eine wesentliche Erhöhung der Sicherheit der Verhütung von Fehlzündungen vermieden wird.
Wenn die Kontakte 41 und 42 sich nach ihrem Öffnen durch elastisches Zurückschwingen der Feder 42 ein oder sogar mehrmals wieder schliessen und öffnen, so hat dies ebenfalls keine Fehlzündung zur Folge, weil der Konden sator 27, der beim Zünden des Thyristors 30 den Impuls durch die Primärwicklung 29 des Impulsübertragers 30 geliefert hat, dann über den Widerstand 26 noch nicht wieder auf seine Spannung von etwa 12 Volt aufgeladen worden ist.
Bei einer praktisch ausgeführten Zündvorrichtung erfolgt der Stromanstieg im Stromkreis des Thyristors 14 in weniger als 2 psec, was einen ausserordentlich kräftigen Zündfunken zur Folge hat. Vor dem Schliessen der Unterbrecherkontakte 40, 41 liegt an demselben eine Spannung von mindestens 20 Volt und nach dem Schlies- sen beträgt der Strom durch dieselben nicht mehr als 5 uA.
Es wird noch bemerkt, dass der als Spannungsquelle dienende Kondensator 24 prinzipiell auch durch eine Batterie ersetzt werden könnte.