DD154232A5 - DEVICE FOR GENERATING THE FOREIGN DELIVERY OF A COMBUSTION ENGINE - Google Patents

DEVICE FOR GENERATING THE FOREIGN DELIVERY OF A COMBUSTION ENGINE Download PDF

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DD154232A5
DD154232A5 DD80225060A DD22506080A DD154232A5 DD 154232 A5 DD154232 A5 DD 154232A5 DD 80225060 A DD80225060 A DD 80225060A DD 22506080 A DD22506080 A DD 22506080A DD 154232 A5 DD154232 A5 DD 154232A5
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Basil E Wainwright
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P9/00Electric spark ignition control, not otherwise provided for
    • F02P9/002Control of spark intensity, intensifying, lengthening, suppression
    • F02P9/007Control of spark intensity, intensifying, lengthening, suppression by supplementary electrical discharge in the pre-ionised electrode interspace of the sparking plug, e.g. plasma jet ignition
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P17/00Testing of ignition installations, e.g. in combination with adjusting; Testing of ignition timing in compression-ignition engines
    • F02P17/12Testing characteristics of the spark, ignition voltage or current

Abstract

Einrichtung zur Erzeugung von Fremdzuendung in einem Verbrennungsmotor, in der Funken an den Zuendkerzen durch einen Hochspannungsimpuls von im allgemeinen 20 kV gebildet und anschliessend durch eine Gleichspannung von im, allgemeinen 3 kV aufrechterhalten werden. Bei einer Ausfuehrungsform wird die Gleichspannung von einer 12-Volt-Quelle durch einen Gleichstrom-Gleichstromumformer erzeugt, wobei der Umformer eine im wesentlichen konstante Spannung ungeachtet der Stromentnahme durch den erzeugten Funken innerhalb bestimmter Grenzen erzeugen kann. Der Umformer kann auch seinen Betrieb im Falle eines Ausgangskurzschlusses einstellen. Der Umformer wird so beschrieben, dass er mit einem PROCO-Motor mit Magergemischverbrennung verbunden ist mit dem Ergebnis, dass nur eine Zuendkerze je Zylinder erforderlich ist. In einer anderen Ausfuehrungsform wird die Gleichstromdauerspannung direkt von einem durch den Motor getriebenen herkoemmlichen Wechselstromgenerator abgenommen.Device for generating external ignition in an internal combustion engine, in which spark is formed at the spark plugs by a high-voltage pulse of generally 20 kV and then maintained by a DC voltage of in general 3 kV. In one embodiment, the DC voltage is generated from a 12 volt source by a DC-DC converter, wherein the converter can generate a substantially constant voltage regardless of the current drain through the generated spark within certain limits. The converter can also stop its operation in case of an output short circuit. The converter is described as being connected to a lean burn PROCO engine with the result that only one spark plug per cylinder is required. In another embodiment, the DC continuous voltage is taken directly from a conventional AC generator driven by the motor.

Description

Einrichtung zur Erzeugung von Fremdentzündung eines VerbrennungsmotorsDevice for generating external ignition of an internal combustion engine

Anvrendungsgebiet der Br.findungsArea of application of the Br.findungs

Die Erfindung betrifft Verbesserungen an einer und hinsichtlich einer Einrichtung zur Erzeugung von Fremdzündung eines Verbrennungsmotorss und betrifft vor allem, jedoch nicht ausschließlich, Motoren für Kraftfahrzeug©*The invention relates to improvements to and with respect to a device for generating spark ignition of an internal combustion engine s, and relates in particular, though not exclusively, to engines for motor vehicles.

Charakteristik ,der' bekannten technischen Lösungen ι Characteristic, the 'known technical solutions ι

Bekanntlich werden die zu den Zündkerzen eines Verbrennungsmotors geführten elektrischen Funken gewöhnlich mit Hilfe einer Zündspule erzeugt, deren Hochspannungs-Sekundärwicklung durch einen Verteiler mit der Zündkerze des Motors verbunden ist, v/ob ei die' Primärwicklung der Spule mit einer- Hiederspannungsquelle verbunden ist, und zwar einer 12-Volt-Bafcterie oder einem vom-Motor getriebenen Wechselstromgeneratorsystem,, Ein vom Motor betriebenes ßchaltgerät, und zwar ein mechanischer Unterbrecher, erzeugt Unterbrechungen'in dem zur Primärwicklung "äer Spule fließenden Strom, und infolgedessen werden in der Sekundärwicklung Hochspannungsiapulse erzeugt, die zu den Zündkerzen gelangene As is known, the electric sparks conducted to the spark plugs of an internal combustion engine are usually generated by means of an ignition coil whose high-voltage secondary winding is connected to the spark plug of the engine through a distributor, and if the primary winding of the coil is connected to a high-voltage source, and Although a 12-volt Bafcterie or a motor-driven alternator system, a motor-operated circuit breaker, namely a mechanical breaker, generates breaks in the current flowing to the primary winding of the coil, and as a result, high-voltage pulses are generated in the secondary winding. which arrive at the spark plugs e

Beträchtliche Forschungsarbeiten wurden zur Verbesserung der BrennstoffÖkonomie' und zur Verringerung der Abgaseaissionen von Verbrennungsmotoren durchgeführt. Es wurden Anstrengungen zur Entwicklung eines Motors unternommen? der zufriedenstellend, mit einem .magereren Verhältnis von Brennstoff - und Luft, das den. Zylindern des Motors züge-•führt-wird, läuft. Durch ein solches magereres Brennstoff-Considerable research has been done to improve fuel economy and to reduce exhaust emissions from internal combustion engines. Have efforts been made to develop an engine ? the satisfactory, with a leaner ratio of fuel and air, that the. Cylinders of the engine pulls • runs, runs. Due to such a leaner fuel

2 2 50 602 2 50 60

Luft-Verhältnis wird der Kraftstoffverbrauch verringert, aber es hat den Nachteil, daß sich das Kraftstoff/Luft-Gemisch mit einem herkömmlichen Fremdzündungssystem schwerer entzünden läßt. Das höhere Verhältnis von Luft zu Kraftstoff erhöht auch die Wahrscheinlichkeit, daß stickstoffhaltige Kraftstoffbestandteile durch die Verr brennung in Stickstoffoxide, die anschließend als NO bezeichnet werden, umgewandelt v/erden. Solche NO -Produk-Air ratio, the fuel consumption is reduced, but it has the disadvantage that the fuel / air mixture with a conventional spark-ignition system is difficult to ignite. The higher air to fuel ratio also increases the likelihood that nitrogen-containing fuel components will be converted by combustion into nitrogen oxides, which will be referred to as NO thereafter. Such NO products

•TW• TW

te lassen sich nur schwer aus dem Abgas des Motors entfernen, wie es erforderlich wäre, wenn der Motor den Bestimmungen für schädliche Emissionen genügen soll.It is difficult to remove from the exhaust of the engine as would be required if the engine were to comply with harmful emissions regulations.

Zur Verringerung von NO -Äbgasemissionen waren jüngste Forschungsarbeiten auf eine Eezirkulation von Motorabgasen in di© Motorzylinder gerichtet, um das Verhältnis von Kraftstoff und Luft in dem vom Motor verbrauchten Gemisch zu reduzieren und doch einen mageren Kraftstoffgehalt in dem Gemisch beizubehalten. Eine solche Abgasrezirkulation, im folgenden als SGR bezeichnet, verringert die NO -Emissionen, verringert aber auch die Verbrennungstemperatur •und führt dazu, daß das brennbare Gemisch in den Motorzylindern noch schwerer zu entzünden ist.In order to reduce NO emissions, recent research has focused on exhausting engine exhaust into the engine cylinder to reduce the ratio of fuel and air in the engine exhausted mixture while maintaining a lean fuel content in the mixture. Such exhaust gas recirculation, hereinafter referred to as SGR, reduces the NO emissions, but also reduces the combustion temperature and makes the combustible mixture in the engine cylinders even more difficult to ignite.

Es sind die verschiedensten Vorschläge gemächt worden, um die beim Entzünden eines mageren Kraftstoff/Luft~Gemischs auftretenden Schwierigkeiten zu beseitigen« Sine Lösung sieht eine solche Neukonstruktion des Motors vor,, daß eine sogenannte geschichtete Ladung in den Zylindern erzeugt wird· In einem Motor mit geschichteter Ladung hat ein Kraftstoff/Luft-Gemisch eine uneinheitliche räumliche Kraftstoffverteilung innerhalb des Zylinders, so daß eine höhere Kraftstoffkonzentration in der Nähe derA variety of proposals have been made to eliminate the difficulties encountered in igniting a lean fuel / air mixture. Sine solution provides for such a redesign of the engine that a so-called stratified charge is generated in the cylinders layered charge, a fuel / air mixture has a non-uniform spatial fuel distribution within the cylinder, so that a higher fuel concentration in the vicinity of the

..Zündkerze als im übrigen Teil des Zylinders herrschte Wenn Fremdentzündung erfolgt, findet die-Verbrennung leichter in der verhältnismäßig hohen Kraftstoffkonzentration nahe der Zündkerze statt, und die entstehende Verbrennungswärme führt dazu, daß sich die Verbrennung zu dem magereren Geniisch.in den anderen Teilen des Zylinder hin ausbreitet«, Ein Beispiel für einen Motor mit geschichteter Ladung wird in "A New Concej;t of Stratified Charge Combustion - The Fora Combustion Process (FCP)" (Eine neue Konzeption von geschichteter Ladung^verbrennung - Der Ford-Verbrennungsprozeß), SAE ~ Artikel Nr0 680041 j Januar 1968> beschrieben. Dieser Motor wurde zu dem PROCO-Motor entwickelt, der.in "The Ford PEOCO Engine U pdate"-SAB-Artikel· Wr. 780699, August 19?8, beschrieben wird. Man. wird feststellen, daß der PROCO-Motor im Gegensatzzum FCP-Motor mit einem EGR-System zur Verminderung der HO -Abgasemissionen ausgestattet ist» Darüberhinaus ist festzustellen, daß zur Erzielung einer zufriedenstellenden Verbrennung zwei Zündkerzen je Zylinder bei dem durch EGR unterstützten PIiOCO-Motor erforderlich sind, wodurch die weiteren Schwierigkeiten sichtbar werden, die sich bei der Auslösung der Entzündung eines mageren Verbrennungsgemisch^ ergeben, wenn EGR angewandt wird. Man wird einsehens daß bei Einsatz von zwei Zündkerzen je Zylinder ein komplizierter Verteiler notwendig wird und die Gesamtkosten für das Zündungssystem ganz, erheblich höher sind. Ein anderes Problem, das sich aus dem Einsatz von zwei Zündkerzen je Zylinder ergibt, ist, daß die Konzeption des PROCO-Motors nur bei großen Motorhubräumen von praktisch 5 Litern oder mehr angewandt werden kann.» Bei kleineren Motorhubräumen ist nicht genügend Platz im. Zylinderkopf für die Aufnahme der Zündkerzen und die für diesen Mo.tortyp erforderlichen Ventile und Einspritzdüsen vorhanden<,When spark ignition occurs, combustion is more likely to take place in the relatively high concentration of fuel near the spark plug, and the resulting heat of combustion causes combustion to become leaner in the other parts of the engine One example of a stratified charge engine is described in "A New Conceit of Stratified Charge Combustion - The Fora Combustion Process (FCP)" (A New Concept of Stratified Charge Combustion - The Ford Combustion Process). SAE ~ Article No. 0 680041 j January 1968>. This engine was developed into the PROCO engine described in "The Ford PEOCO Engine U pdate" -SAB Article · Wr. 780699, Aug. 19-8. Man. It will be noted that in contrast to the FCP engine, the PROCO engine is equipped with an EGR system to reduce HO exhaust emissions. "In addition, two spark plugs per cylinder are required in the EGR assisted PIiOCO engine to achieve satisfactory combustion , thus revealing the further difficulties that arise in triggering the ignition of a lean mixture of combustion when EGR is applied. It will be appreciated that s a complex distributor is required when two spark plugs per cylinder and the overall cost of the ignition system all are appreciably higher. Another problem that arises from the use of two spark plugs per cylinder is that the design of the PROCO engine can only be used with large engine strokes of almost 5 liters or more. "There is not enough room in the smaller engine room. Cylinder head for accommodating spark plugs and valves and injectors required for this type of engine <,

2250 S2250 p

Ein anderer Vorschlag für die Entzündung eines Kraftstoff/Luft-Gemischs wird in der US-ES Nr. 4-0033.316 von Birchenough· gemacht, und zwar betrifft er eine Anordnung, bei der eine Hochspannungs-Gleichstromquelle mit der Sekundärwicklung einer Zündspule in einer solchen Weise in Reihe geschaltet ist, daß der durch die herkömmliche Arbeitsweise der Spule erzeugte Funken aufrechterhalten bleibt. Somit wird die Fremdzündung im Zylinder durch einen typischen 20 kV~Jmpuls ausgelöst, der in herkömmlicher Weise durch Unterbrechen des Stromflusses in der Primärwicklung der Spule erzeugt wird, und der Funken wix'd anschließend durch eine Hochspannung von etwa 2 bis 4 kV von der-Hochspannungs-Gleichstromquelle, die mit der Sekundärwicklung der-Spule in Reihe geschaltet ist, in einer Weise aufrechterhalten, die weitgehend der Art und Weise- analog ist, in der ein Schweißlichtbogen durch einen Hochspannungsimpuls erzeugt und durch einen Gleichstrom geringerer Spannung unterhalten wird. Es ist allgemein bekannt, daß ein einmal gezündeter Lichtbogen durch eine Spannung aufrechterhalten werden kann, die geringer ist als die zum Zünden des Lichtbogens gebrauchte*Another proposal for the ignition of a fuel / air mixture is made in Birchenough, US Pat. No. 4-0033,316, and relates to an arrangement in which a high voltage DC source is connected to the secondary winding of an ignition coil in such a manner connected in series is that the spark generated by the conventional operation of the coil is maintained. Thus spark ignition in the cylinder is triggered by a typical 20 kV pulse conventionally generated by interrupting the current flow in the primary winding of the coil, and the spark is then excited by a high voltage of about 2 to 4 kV of the same. High voltage DC power source, which is connected in series with the secondary winding of the coil, maintained in a manner which is largely analogous to the manner in which a welding arc is generated by a high voltage pulse and maintained by a DC voltage of lower voltage. It is well known that a single-fired arc can be sustained by a voltage less than that used to ignite the arc.

Birchenough stellt fest, daß die zur Aufrechterhaltung des Funkens erforderliche Spannung im allgemeinen konstant is.t, und daß die Spannungs-Strom-Kennlinie des Gleichstromgenerators so sein sollte, daß dem Funken ein konstanter Strom zugeführt wird.Birchenough states that the voltage required to maintain the spark is generally constant, and that the voltage-current characteristic of the DC generator should be such that a constant current is supplied to the spark.

Der in Fig. 2 der Birchenough US-IB gezeigte Stromkreis erhält diesen Zustand dadurch, daß-der Gleichstromgenerator so eingerichtet wurde, daß er eine Ausgangsspannungs-The circuit shown in FIG. 2 of Birchenough US-IB obtains this state by virtue of the fact that the DC generator has been set up so as to produce an output voltage.

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Strom-Kennlinie,, hat j -die durch eine Kurve definiert ist, für die eine verringerte Ausgangsspannung zu einem höheren Strom führt, wobei der Eöchststrooi bei Niederspannung durch die Ausgangsimpedanz des Gleichstromgenerators· begrenzt wird»Current characteristic, j-which is defined by a curve for which a reduced output voltage leads to a higher current, the maximum current at low voltage being limited by the output impedance of the direct current generator.

In der Praxis wurde festgestellt', daß die für die Aufrechterhaltung des Lichtbogens erforderliche Spannung zwar im allgemeinen einen konstanten Mittelwert aufweist, aber auch vorübergehenden Schwankungen unterworfen ist, wobei diese Schwankungen während der Vexlbremiungsbedingungen bei hoher EGE, hoher Verdichtung, hohen Gaswirbelgeschwindigkeiten innerhalb des Zylinders und bei der Verbrennung von extrem mageren Kraftstoffgemischen auftreten. Während einer derartigen vorübergehenden Schwankung können sowohl eine relative·'hohe'Spannung als auch ein relativ hoher Strom zur Aufrechterhaltuiig des Funkens erforderlich sein. Jedoch liefert der Gleichstromgenerator von Birchenough eine relativ geringe Spannung bei 'hohen Stromwerten und wird daher den Funken während solcher Übergangsbedingungen_ nur aufrechterhalten, wenn der Gleichstromgenerator stärker ausgelegt wird und er daher für den vorwiegenden Teil seines Einsatzes unrationell ist«In practice it has been found 'that required for the maintenance of the arc voltage, although generally having a constant average value, but also temporarily fluctuates, wherein during the Vex l these fluctuations bremiungsbedingungen at high EGE, high compression high gas swirl rates within the Cylinder and combustion of extremely lean fuel mixtures. During such a transient fluctuation, both a relative 'high' voltage and a relatively high current may be required to maintain the spark. However, Birchenough's DC generator provides a relatively low voltage at 'high current levels and will therefore only sustain the spark during such transient conditions when the DC generator is designed more powerful and therefore is not efficient for most of its use.'

Ein anderes Problem tritt bei dem Gleichstromgenerator von Birchenough in dem Fall auf, daß ein Kurzschluß an der Zündkerze oder am Ausgang des Generators stattfindet« Ein derartiger Kurzsehlußzustand kann eintreten, wenn ein Techniker die Arbeitsweise des Zündstromkreises überprüft. Es ist allgemein, üblich, die Zuleitung der Zündkerze mit dem Motor in Berührung zu bringen, um zu sehen, ob ein Funke vom 'Ende der Zuleitung überspringt. WährendAnother problem arises with the Birchenough DC generator in the event of a short circuit at the spark plug or at the output of the generator. Such a short circuit condition may occur when a technician checks the operation of the ignition circuit. It is common practice to contact the lead of the spark plug with the engine to see if a spark is leaking from the end of the lead. While

~6- 22 50 60~ 6- 22 50 60

einer solchen Überprüfung kann ohne weiteres ein Kurzschluß am Ausgang des. Gleichstromgenerators auftreten. Nun weist der Gleichstromgenerator von Birchenough einen frei laufenden Oszillator auf, der einen Aufwärtstransformator treibt, dessen Ausgang an eine Dioden- und Kondensatorschaltung angelegt wird, die als Gleichrichter und Spannungsvervielfacher wirkt, um einen Hochspannungs-Gleichstromausgang am Ausgangskondensator zu erzeugen. Falls ein Kurzschluß am Ausgang stattfindet, arbeitet der Gleichstromgenerator so, daß er einen hohen Strom in den Kurzschluß pumpt. Folglich wird sich der Oszillator überhitzen und möglicherweise ausfallen. Der Stromkreis von Birchenough ist somit für'Wartungstechniker gefährlich« Wenn ein Techniker versehentlich die Hochspannungszuleitung der Zündkerze berührt, um einen Kurzschluß herbeizuführen, wird der Gleichstromgenerator einen starken Strom in den Kurzschluß pumpen mit für'den Techniker gefährlichen Folgen*Such a check can easily cause a short circuit at the output of the DC generator. Now, the Birchenough DC generator has a free-running oscillator which drives a step-up transformer whose output is applied to a diode and capacitor circuit which acts as a rectifier and voltage multiplier to produce a high voltage DC output at the output capacitor. If a short circuit occurs at the output, the DC generator operates to pump a high current into the short circuit. As a result, the oscillator will overheat and possibly fail. Birchenough's circuit is therefore dangerous to 'service technicians' If a technician accidentally touches the high voltage lead of the spark plug to cause a short circuit, the DC generator will pump a heavy current into the short circuit with dangerous consequences for the technician *

Ein anderes Problem bei dem von Birchenough vorgeschlagenen Stromkreis liegt darin, daß durch die Arbeitsweise der Hochspannungs-Gleichstromquelle wesentliche Erosionsraten der Elektroden der Zündkerzen und der Elektroden des Verteilers und seines zugehörigen Rotorarmes erzeugt werden. Dieses Problem ist besonders schwerwiegend, wenn die vom. Gleichstromgenerator gelieferte Energie so hoch gewählt wurde, daß der Funken während der Verbrennung bei hohen BGR-Geschwin&igkeite'n und starker Wirbelung des Verbrennungsgases für ein mageres Kraftstoff-Verbrennungsgemisch aufrechterhalten werden soll.Another problem with the circuit proposed by Birchenough is that substantial erosion rates of the electrodes of the spark plugs and the electrodes of the manifold and its associated rotor arm are produced by the operation of the high voltage DC power source. This problem is particularly serious when the of. Power supplied to the DC generator is selected so high that the spark during combustion at high BGR Geschwin ickkeite'n and strong swirling of the combustion gas is to be maintained for a lean fuel combustion mixture.

Ein weiteres aus dem Birchenough-Stromkrei's entstehendes Problem ist, daß der Ausgangskondensator des Gleichstrom-Another problem arising from the Birchenough circuit is that the output capacitor of the DC

-.regs noch eine ziemliche lange Zeit nach dem Abschalten des Stromkreises geladen bleibt» So kann ein Techniker, wenn er den Ausgang des Zündstromkreises selbst nach Abschalten des Stromkreises berührt, noch einen elektrischen Schlag bekommen.--.regs remains charged for quite a long time after the circuit is switched off. »So a technician, if he touches the output of the ignition circuit even after switching off the circuit, still get an electric shock.

Ziel derM Mindung % Target of M % M %

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde5 ein verhessei·- tes Zündsystem für einen Verbrennungsmotor für Magergemisch zur Verfügung zu stellen«The object of the invention is based on a 5 verhessei · - tes ignition system for an internal combustion engine for lean to provide "

Eine andere Aufgabe der Erfindung betrifft ein Zündsystem, das zu einer zufriedenstellenden Verbrennung in einem mit einem EGE-System ausgestatteten-Verbrennungsmotor führteAnother object of the invention relates to an ignition system that results in satisfactory combustion in an EGE-equipped internal combustion engine

Eine weitere erfindungsgemäße Aufgabe ist die Bereitstel- lung eines Zündsystemsv in dem die durch die Zündkerzen .erzeugten Funken durch die übliche Arbeitsweise einer Zündspule ausgelöst und anschließend durch den Einsatz eines Gleichstromgenerators aufrechterhalten werden, wobei der Gleichstromgenerator so beschaffen ist, daß er die Funken auch während der oben genannten -vorübergehenden Llchtbogendauerspannung und der Stromschwankungen aufrechterhalten kann«.A further object of the invention is development of an ignition system in which the .erzeugten through the spark plug sparks are triggered by the conventional operation of an ignition coil and then maintained by the use of a DC generator v the provision, wherein the DC generator is arranged so that it also the sparks during the above-mentioned transient endurance and current fluctuations can be maintained «.

Eine andere erfindungsgemäße Aufgabe' besteht darin, einen solchen Gleichstromgenerator zur' Verfügung zu stellen, der keinen Starkstrom.in. den Ausgangskurzschluß pumpt und bei dem es viel weniger wahrscheinlich ist, daß er zu ge-Another object of the invention is to provide such a direct current generator which has no high current. pumps the initial short circuit and is much less likely to

- 8 -.' 225060- 8th -.' 225060

fährlichen Elektroschocks bei Instandhaltungstechnikern führt.dangerous electrical shocks at maintenance technicians.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor mit geschichteter Ladung mit einem EGR-Systeta, wobei ein Zündsystem nur eine Zündkerze je Motorzylinder enthält»Another object of the invention relates to a stratified charge combustion engine having an EGR system, wherein an ignition system includes only one spark plug per engine cylinder.

Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung betrifft die Schaffung eines EROGO-Motors mit einem Zündsystem, das nur eine Zündkerze je Zylinder enthält.Yet another object of the invention is to provide an EROGO engine with an ignition system that includes only one spark plug per cylinder.

Und noch eine Aufgäbe.der Erfindung betrifft ein Zündsystem, das den Bau kleinerer PKOOO-Motoren ermöglicht,And one more task. The invention relates to an ignition system that enables the construction of smaller PKOOO engines,

Darlegung des Wesens der Erfindung sExplanation of the essence of the invention s

Gemäß einem Aspekt betrifft die Erfindung die Schaffung einer Einrichtung zur Erzeugung von Fremdzündung eines Verbrennungsmotors, bei der an den Zündkerzen Funken durch einen elektrischen Impuls erzeugt werden und anschließend durch den Einsatz eines Gleichstromgenerators aufrechterhalten werden, der eine Dauerspannung an die . Kerzen anlegt, wobei der Generator dadurch gekennzeichnet .ist, daß' er für die Erzeugung ein'er im wesentlichen kon- · stanten Spannung über einen bestimmten Bereich von Stromwerten, die durch ihn zur Aufrechterhaltung des Funkens geliefert werden, und zur Beendigung des zur Aufrechterhaltung des Funkens erfolgenden Vorganges in dem Falles daß der dadurch zu der Zündkerze geleitete Strom einenIn one aspect, the invention relates to the provision of a spark ignition engine of an internal combustion engine in which sparks are generated at the spark plugs by an electrical impulse and subsequently maintained by the use of a DC generator which supplies a continuous voltage to the engine. The generator is characterized in that it is designed to generate a substantially constant voltage over a certain range of current levels supplied by it to maintain the spark and to stop it from sustaining the sparking process in the case s that thereby passed to the spark plug a

- 9 - 2 2 50- 9 - 2 2 50

bestimmten Höchstwert überschreitet, ausgelegt ist. Der Gleichstromgenerator bietet den Vorteil, daß, weil seine Spannung im· wesentlichen konstant bleibt, der Generator die Funken selbst unter Bedingungen von hoher BGR, Gaswirb e !belastung und extrem sparsamer Verbrennung aufrechterhalten' wird» Wenn der Funken einen vorübergehend hohen Strom verlangt, kann die" Spannung des Generators den Strom liefern, ohne daß die Spannung unter die Lichtbogendauerspannung abfällte certain maximum value is exceeded. The DC generator offers the advantage that, because its voltage remains substantially constant, the generator can sustain the sparks even under conditions of high BGR, gas turbulence and extremely economical combustion. "If the spark requires a transient current, it can to supply the voltage of the generator without the voltage dropping below the arc endurance e

Da. der Generator außerdem zu arbeiten aufhören wird, wenn der Strom einen bestimmten Höchstwert überschreitet, wird der Generator keinen Starkstrom in einen Kurzschluß pumpen, und somit sind die Gefahren für den Instandhaltungstechniker, der versehentlich die Zündkerzenzuleitungen berührt j erheblich verringerte Auch im Falle'eines Ausgangskurzschlusses wird der Generator nicht überhitzt oder ausfallen«,There. the generator will also stop working when the current exceeds a certain maximum, the generator will not pump a high current into a short circuit, and thus the dangers for the maintenance technician who inadvertently touches the spark plug leads are greatly reduced even in the event of an output short circuit the generator does not overheat or fail ",

In Übereinstimmung mit einem bevorzugten 'Merkmal der Er» findung entwickelt der Gleichstromgenerator seine Ausgangsspannung über einen Kondensator, der durch Widerstandselemente parallelgeschlossen· ist» damit sich der Kondensator entladen kann, wenn der Generator außer Betrieb ist β Auf diese Weise wird der Kondensator die Ladung ableiten, die sonst zu einem elektrischen Schlag bei dem Wartungstechniker führen könnte.In accordance with a preferred feature of the invention, the DC generator develops its output voltage through a capacitor which is parallel-connected by resistive elements so that the capacitor can discharge when the generator is out of service. In this way, the capacitor will dissipate the charge which could otherwise result in an electric shock to the service technician.

Gemäß einem anderen As£>ekt wird durch die Erfindung eine Einrichtung zur Erzeugung einer Fremdzündung bei einem Verbrennungsmotor zur Verfügung .gestellt, bei der die von dem Gleichstromgenerator erzeugte FunkendauerspamiungAccording to another aspect, the invention provides a device for generating spark ignition in an internal combustion engine, in which the spark duration spark generated by the direct current generator is provided

-ίο- 225Q6-ί- 225Q6

einen selektiv variablen Wert hat, wobei der Wert in Abhängigkeit von den Betriebsparametern des Motors veränderlich ist und der Vorteil darin besteht, daß .relativ hohe Punkenenergien nur für extreme Verbrennungsbedingungen gebraucht werden und geringere Funkenenergien zu anderen Zeiten angewandt werden können, so daß die Erosion an der Elektrode der Zündkerze verringert wird« ·has a selectively variable value, the value being variable depending on the operating parameters of the engine and the advantage being that relatively high punk energies can only be used for extreme combustion conditions and lower spark energies can be applied at other times, so that erosion electrode of the spark plug is reduced «·

Nach einem anderen erfindungsgemäßen Aspekt wird ein verbessertes Zündsystem für einen Verbrennungsmotor mit geschichteter Ladung für Magergemisch zur Verfügung gestellt, vor'allem., jedoch nicht ausschließlich, für einen HlOCO-Motor, bei dem die Funken an den Zündkerzen in den Verbrennungsräumen des Motors durch elektrische Impulse ausgelöst werden und anschließend durch die Anwendung eines · Gleichstromgenerators erhalten werden, der eine Funkendauerspannung an die Kerzen liefert» Nach diesem erfindungsgemäßen Aspekt ist nur eine Zündkerze je' Verbrennungsraum vorgesehen, da erfindungsgemäß eine zufrieden-' .stellende Entzündung mit nur einer Zündkerze erzielt werden kann, ohne daß die Kraftstoffwirtschaftlichkeit verringert würde und wobei eine Verbesserung hinsichtlich einer geringeren Abgasverschmutzung erzielt wird. Außerdem kann durch die Erfindung der Motor mit geschichteter Ladung, mit höheren EGR-Geschwindigkeiten betrieben werden, ohne daß ein ziemlich hartes Laufen auftritt«,According to another aspect of the invention, there is provided an improved ignition system for a stratified-charge lean-burn internal combustion engine, especially, but not limited to, a HOCO engine in which the sparks on the spark plugs in the combustion chambers of the engine are electrical According to this aspect of the invention, only one spark plug per combustion chamber is provided, since according to the invention a satisfactory ignition is achieved with only one spark plug can, without the fuel economy would be reduced and with an improvement in terms of a lower pollution of the exhaust gas is achieved. In addition, the invention allows the stratified charge engine to operate at higher EGR speeds without having to run quite hard,

Ausführungsbeisp^iele;Implementation example ;

Weitere Merkmale, Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung hervorgehen, dieOther features, objects and advantages of the invention will be apparent from the following description, which

erläuterndes Beispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen dient.explanatory example with reference to the accompanying drawings.

In den Zeichnungen stellen dar;In the drawings represent;

Fig. 1 ein scheGiatiscb.es Diagramm einer Einrichtung zur Erzeugung Von Freadzündung gemäß 'der Erfindung?1 is a schematic diagram of a device for generating spark ignition according to the invention.

Fig. 2 eine detailliertere Ansicht des Schaltbildes eines Gleichstromgenerators von Pig« 1;Fig. 2 is a more detailed view of the circuit diagram of a DC generator of Pig «1;

Figo 3 für die 'Arbeitsweise des Gleichstromgenerators typische Wellenfortien, wobei Fig. 3a den Strom in der Primärwicklung des Transformators T1 von Fig. 2 zeigt? 3?ige 33 eine Ansicht der in der Sekundärwicklung des Transformators ΤΛ induzierten Spannung ist; Fig, 3G den für den Generator 7 charakteristischen Spannung»Strom-Ausgang darstellteFig. 3 shows the operation of the DC generator typical Wellenfortien, Fig. 3a shows the current in the primary winding of the transformer T1 of Fig. 2? ? Ig e 33 is a view of the current induced in the secondary winding of the transformer voltage ΤΛ 3; Fig. 3G represented the characteristic of the generator 7 voltage »current output

Fig., 4- eine Modifikation der Einrichtung von Fig« 1 und 2, in der die vom Generator 7 erzeugte Spannung in Abhängigkeit von den Betriebsparametern des Motors zur Verringerung von Zündkerzenerosion gesteuert wirdjFig. 4 shows a modification of the device of Figs. 1 and 2, in which the voltage generated by the generator 7 is controlled in dependence on the operating parameters of the engine to reduce spark erosion

Fig6 5 bis 7 alternative Anordnungen des Schaltkreises von Figo 4iFig. 6 shows 5 to 7 alternative arrangements of the circuit of Fig. 4i

Fig. 8 ein schematisch.es Schaltbild einer Anordnung, die es ermöglicht} daß eine getrennte Induktivität in ReiheFig. 8 is a schematisch.es diagram of an arrangement that makes it possible} that a separate inductor in series

2 2 50 602 2 50 60

~ 12 -~ 12 -

mit den Zündkerzen geschaltet wir&iwith the spark plugs we switched & i

Fig. 9 eine schematische Anordnung, die die Verwendung des Gleichstromgenerators als Zusatzaggregat für ein herkömmliches Zündsystem gestattet?-9 shows a schematic arrangement which allows the use of the DC generator as an auxiliary unit for a conventional ignition system?

3?ige 10 eine Schnittansicht eines Zylinders eines PROGO-Motorsj3 thirty e 10 is a sectional view of a cylinder of a PROGO-Motorsj

Figi 11 eine schematische Draufsicht des Zylinderkopfes des PROOO-MotorsjFigure 11 i is a schematic plan view of the cylinder head of the PrOOo-Motorsj

Fig. 12 eine schematische Schnittansicht eines PRGCO-Motors, der für ein erfindungsgemäßes Zündsystem eingerichtet ist und der nur eine Zündkerze je Zylinder hatjFig. 12 is a schematic sectional view of a PRGCO engine adapted for an ignition system according to the invention and having only one spark plug per cylinder

e 13 ein schematisches Diagramm eines anderen erfindungsgemäßen Beispiels, bei dem ein herkömmlicher Wechselstromgenerator verwendet wird·e 13 is a schematic diagram of another example of the invention using a conventional alternator.

In Fig. 1 wird eine Funkenimpulserzeugungseinrichtung gezeigt, die eine Zündspule 1 mit der Primärwicklung 1a und der-Sekundärwicklung 1b, eine Stromregeleinrichtung 2, die einen in der Primärwicklung fließenden Niederspannungsstrom steuert, und eine vom Motor getriebene Funken-Zeitgeber~Steuereinrichtung 3 aufweist, die die Stromregeleinrichtung 2 treibt. Die Stromregeleinrichtung 2 ist so beschaffen, daß sie eine rasche Änderungsgeschwindigkeit desIn Fig. 1, there is shown a spark pulse generator comprising an ignition coil 1 having the primary winding 1a and the secondary winding 1b, a current controller 2 which controls a low-voltage current flowing in the primary winding, and a motor-driven spark timer control means 3 the current control device 2 drives. The flow control device 2 is adapted to provide a rapid rate of change of the

- .13 - 2250-. 13 - 2250

in der' Primärwicklung 1a vorhandenen Stromflusses in Abhängigkeit von der Arbeitsweise der Zeitgebersteuereinrichtung 3 hervorrufen kann, damit in der Sekundärwicklung 1b ein Hochspannungsimpuls von etwa 20 bis 40 kV induziert wird« Dieser Hochspannungsimpuls kann die Fremdzündung in einem Verbrennungsmotor herbeiführen, und der Impuls wird über einen. Verteiler 4, der einer der bekannten Typen sein kann, an die in den Zylindern des Motors . (nicht gezeigt) angebrachten Zündkerzen 5 angelegtein the 'primary winding 1a can cause existing current flow in function of the operation of the timer control device 3, so that in the secondary winding 1b, a high voltage pulse of about 20 to 40 kV induced «This high voltage pulse can cause the spark ignition in an internal combustion engine, and the pulse is a , Distributor 4, which may be one of the known types to those in the cylinders of the engine. (not shown) mounted spark plugs 5 applied

Die Stromregeleinrichtung 2 und die Zeitsteuereinrichtung 3 können aus einem herkömmlichen Unterbrecher bestehen, der von einer Hocke im Verteiler 4 betätigt, wird, der einen 12-Volt-lTennstrom von der üblichen Batterie/Wechselstromgenerator-Anordnung (nicht gezeigt) des Motors auf Leitung 6 schaltet, um den Stromfluß zu unterbrechen und eine rasche Veränderungsrate des Stroms in der Primärwicklung 1a zu erzeugen* Alternativ kann die Stromregeleinrichtung ein Halbleiterschalter sein, der so arbeitet, daß er einen Kondensator durch die Primärwicklung 1a entlädt« Auch die Funken-Zeitgebersteuereinrichtung 3 kann aus einem bekannten photoelektrischen, Infrarot- oder ähnlichen Detektor bestehen, der auf die Winkeldrehstellung des Mo-tors anspricht«The flow control device 2 and the timing device 3 may consist of a conventional interrupter actuated by a squat in the manifold 4 which switches a 12 volt current from the conventional battery / alternator assembly (not shown) of the engine on line 6 Alternatively, the current regulating device may be a semiconductor switch which operates to discharge a capacitor through the primary winding 1a. Also, the spark timing control device 3 may be composed of a semiconductor device which is capable of interrupting the current flow and causing a rapid rate of change of the current in the primary winding 1a known photoelectric, infrared or similar detector, which responds to the angular rotation position of the motor

So werden bei Betrieb der lunkenerzeugung-seinrichtung Hochspannungsimpulse in der Sekundärwicklung 1b der Spule als Reaktion auf die aufeinanderfolgenden Arbeitsvorgänge der Funken-Zeitgebersteuereinrichtung 3 erzeugt, wobei diese Impulse durch den Verteiler 4 entsprechend nacheinander an eine der Zündkerzen 5 angelegt werden, um Funken nacheinander in einera der Zylinder zu erzeugen und da-Thus, when the spark generator is operated, high voltage pulses are generated in the secondary winding 1b of the coil in response to the successive operations of the spark timing controller 3, which pulses are successively applied to one of the spark plugs 5 through the manifold 4 to sequentially fire sparks in one to produce the cylinder and

2 2 50602 2 5060

durch das in den Zylindern befindliche Luft-Kraftstoff-Gemisch zu entzünden.Ignite by the air-fuel mixture in the cylinders.

Außerdem ist ein Gleichstromgenerator 7 vorhanden, der in Reihe mit der Sekundärwicklung 1b geschaltet ist. Der Generator 7 legt an die Zündkerzen 5 eine Gleichspannung an, durch die ein Funken an den Zündkerzen aufrechterhalten werden kann,.nachdem der durch die Tätigkeit des Stromkreises 2 erzeugte HochspannuDgs-Funkenauslöseimpuls auf einen Viert abgesunken' ist, durch den der Funken nicht mehr aufrechterhalten werden kann. Der Gleichstromgenerator 7 enthält einen Gleichstrom-Gleichstrom-Umformer, der einen Hochspannungsausgang von nominell 3 kV von. der Niederspannungsquelle in Leitung 6 "erzeugen kann. Der Generator 7 erzeugt einen gleichgerichteten Gleichstromausgang in Leitung 8, der durch die Sekundärwicklung 1b der Spule zu dem Verteiler 4- und folglich zu den Zündkerzen 5 geleitet wird. Die Stärke der Ausgangsspannung des Generators 7 ist so gewählt, daß ein Funken an einer der Zündkerzen 5 unterhalten aber nicht gezündet wird, und der Generator ist an sich in "der Lage, eine Dauerspannung von einer solchen Stärke zu erzeugen. Sobald der Funken durch einen, durch die Arbeit'der Stromregeleinrichtung 2 erzeugten Hochspannungsitnpuls gezündet wurde, kann der Funken durch eine etwas niedrigere Spannung aufrechterhalten werden, und der Gleichstromgenerator 7 ist in der Lage, eine derartige Dauerspannung zur Verfügung zu stellen. Die Tat-' sache, daß der Funkendauerstrom von einem gesonderten Generator 7 geliefert wird, bietet den Vorteil, daß viel stärkere Funkenströme über längere Zeiträume.gebildet werden können, wodurch sich eine bessere. Kraftstoffverbrennung, und eine bessere Kraftstoffwirtscnaftlichkeit und/ oder eine Verringerung der Abgasemission ergeben«In addition, a DC generator 7 is provided, which is connected in series with the secondary winding 1b. The generator 7 applies to the spark plugs 5 a DC voltage, through which a spark on the spark plugs can be maintained., After the high voltage generated by the action of the circuit 2 HochspannuDgs spark trigger pulse has dropped to a fourth 'through which the spark is no longer maintained can be. The DC generator 7 includes a DC-DC converter, which has a nominal high voltage output of 3 kV. The generator 7 produces a rectified DC output in line 8 which is passed through the secondary winding 1b of the coil to the distributor 4 and consequently to the spark plugs 5. The magnitude of the output voltage of the generator 7 is thus that a spark is maintained at one of the spark plugs 5 but not ignited, and the generator per se is capable of producing a steady state voltage of such magnitude. Once the spark has been ignited by a high voltage pulse generated by the power controller 2, the spark can be maintained by a slightly lower voltage and the DC generator 7 is able to provide such a sustained voltage. The fact that the spark duration current is supplied by a separate generator 7 offers the advantage that much stronger spark currents can be formed over longer periods of time, resulting in a better. Fuel combustion and improved fuel economy and / or exhaust emission reduction

- 15 - 2 25- 15 - 2 25

In den hier beschriebenen Formen der Erfindung entwickelt der Generator 7 eine Dauerausgangsspannung, und jeder Funken wird entweder-durch die Arbeit des Verteilers, der die angelegte Dauerspannung unterbricht und sie an eine nachfolgende Zündkerze anlegt, oder durch den erhöhten Gasdruck, der in.'dem Zylinder durch die von dem Funken ausgelöste Verbrennung erzeugt wird, gelöscht. Der erhöh-'te Gasdruck stellt eine erhöhte elektrische Impedanz für den zwischen den Zündkerzenelektroden erzeugten Lichtbogen dar, und der von dem Generator 7 erzeugte Spannungspegel kann entsprechend so gewählt werden, daß der erhöhte Gasdruck zum automatischen Verlöschen des Funkens führt, wenn der Gasdruck auf eine bestimmte Höhe steigt, die anzeigt," daß eine zufriedenstellende Verbrennung in dem Zylinder stattgefunden hat. Wenn also eine bestimmte Druckhöhe in' dem Zylinder erreicht wurde, reicht die vom· Generator- 7 erzeugte Spannung nicht mehr aus, um den Funken zu unterhalten, so daß der Funken automatisch verlöscht»In the forms of the invention described herein, the generator 7 develops a continuous output voltage, and each spark is ignited either by the work of the distributor interrupting the applied continuous voltage and applying it to a succeeding spark plug, or by the increased gas pressure in Cylinder is generated by the spark-triggered combustion, deleted. The increased gas pressure represents an increased electrical impedance for the arc generated between the spark plug electrodes, and the voltage level generated by the generator 7 may be selected so that the increased gas pressure will cause the spark to automatically extinguish when the gas pressure drops to one certain altitude is increased, indicating that "satisfactory combustion has taken place in the cylinder, so when a certain pressure level has been reached in the cylinder, the voltage generated by the generator 7 is no longer sufficient to sustain the spark that the spark extinguishes automatically »

In einer anderen Anordnung wird der Gleichstromgenerator 7 abgeschaltet und wieder eingeschaltet, um den Funken zu löschen»In another arrangement, the DC generator 7 is turned off and turned on again to clear the spark »

Da der Generator 7 an sich in der Lage ist, einen kontinuierlichen Hochspannungsausgang zu erzeugen, kann die Periode, in der der Generator 7 so geschaltet werden kann, daß er die Funkendauerspannung an die Funken lie-, fert, unabhängig von den Kenndaten des Stromkreises des Generators 7 gewählt werden, und somit kann die Dauer der Ausgarigsspaanung zum Beispiel so gewählt werden,_ daß sie einige Millisekunden, bis zu einer praktisch unbe-Because the generator 7 is per se capable of producing a continuous high voltage output, the period in which the generator 7 can be switched so can that he Lie the spark duration voltage to the sparks, fert, regardless of the characteristics of the circuit of Generator 7 can be selected, and thus the duration of the Ausgarigsspaanung be chosen for example so that they are a few milliseconds, up to a practically Unbe-

2 250 602 250 60

grenzten Zeit beträgt. Durch diese Anordnung kann die Funkendauer unabhängig von den Kenndaten des Stromkreises gesteuert werden, und es kann der durch den an der Zündkerze geschaffenen Lichtbogen gehende Strom im wesentlichen während der gesamten Periode, in der der Punken durch die Spannung von Generator 7 unterhalten wird, konstant g§- . halten werden. Daher ist es durch das erfindungsgemäße System möglich, die Punkendauer auszudehnen und die Energie zu erhöhen, wodurch die Motorverbrennung verbessert wird οlimited time is. By this arrangement, the spark duration can be controlled independently of the characteristics of the circuit, and the current passing through the arc created at the spark plug can be maintained substantially constant throughout the period in which the popping is sustained by the voltage of generator 7 §-. to hold. Therefore, by the system of the present invention, it is possible to expand the dot duration and increase the energy, thereby improving engine combustion

Die Gleichstroni-Gleichstrom-Umfortaerschaltung des Generators 7 wird anschließend ausführlicher unter Bezugnahme auf 3?ig. 2 beschrieben,, Der Stromkreis des Generators 7 ist innerhalb einer gestrichelten Umrißlinie gezeigt und seine Verbindungen mit dem übrigen Zündstromkreis sind Bchematisch gezeigt» Der Stromkreis weist eine Oszillatorstufe 9 auf, die einen Aufwärtstransformator T1 treibt, dessen Ausgang zu einer Spannungsvervielfachungs- und 'Gleichrichterstufe 10 geleitet wird.The DC-DC reverse conversion circuit of the generator 7 will be explained in more detail below with reference to FIG. The circuit of the generator 7 is shown within a dashed outline and its connections to the rest of the ignition circuit are shown Bchematically. The circuit has an oscillator stage 9 which drives a step-up transformer T1 whose output is connected to a voltage multiplier and rectifier stage 10 is directed.

Die Oszillatorstufe 9 wird von der 12-Volt-Niederspannungs» leitung 6 durch eine Interferenzfilterschaltung, die die Kondensatoren 01 bis C3 und eine Induktionsspule L1 aufweist, getrieben. Die Filterschaltung verhindert, daß störende Einschwingvorgänge in Leitung 6 die Oszillatorbedingung der Oszillatorstufe 9 stören. Der Transformator T1 hat eine Primärwicklung mit den Wicklungsabschnitten 11a, 11b und einer Mittelanzapfung CT, eine Gegenkopplungswicklung 12,.eine Sekundärwicklung 13 und einen sättigungsfähigen. Kern 14·» Die Transistoren TR1 und TR2 können den von der Schiene 6 in die Prioiärwicklungsabschnitte 11a bzwe'11b fließenden Strom steuern, wobei dieThe oscillator stage 9 is driven by the 12 volt low voltage line 6 through an interference filter circuit comprising the capacitors 01 to C3 and an inductor L1. The filter circuit prevents disturbing transients in line 6 disturb the oscillator condition of the oscillator stage 9. The transformer T1 has a primary winding with the winding sections 11a, 11b and a center tap CT, a negative feedback winding 12, a secondary winding 13, and a saturable one. Core 14 · »Transistors TR1 and TR2 can control the current flowing from rail 6 into prioic winding sections 11a and e '11b, respectively

- 17 - -22- 17 - -22

Basis der Transistoren eine von der Gegenkopplungswicklung 12 stammende Verschaltspannung durch einen Vorspannungswiderstand RI und die Dioden D1 und D2 erhält»Based on the transistors receives a derived from the negative feedback winding 12 circuit voltage by a bias resistor RI and the diodes D1 and D2 »

Die -Arbeitsweise des Oszillators wird anschließend unter Bezugnahme auf die Wellenform-Diagramme von Fig. 3A und. 33 beschrieben, Voraussetzung ist, daß der Transistor TR1 leitend istB Ein Strom fließt von Leitung 6 durch den Wicklungsabschnitt 11a von der Mittelanzapfung CT, wobei sich der Strom im wesentlichen linear mit.einer Geschwin,-' digkeit aufbaut, die im wesentlichen durch die Induktanz des Wicklungsabschnittes 11a bestimmt -wird;» Der resultierende Stromanstieg im Widklungsabschnitt 11a ist bei 15 in Fig. 3-A- gezeigt. Der Zweck dieser im wesentlichen konstanten Veränderungsgeschwindigkeit des Stromes in der Wicklung besteht darin, in der Rückkopplungswioklung eine im allgemeinen konstante Spannung zu induzieren, die eine solche Polarität hat, daß sie die Basis von Transistor' TR1 entsprechend vorspannt, damit der Transistor in einem leitenden Zustand gehalten wird. In dem Maße, wie sich der in dem Wicklungsabschnitt 11a fließende Strom aufbaut, wird der Kern 1-4 mit Hagnetfluß gesättigt, und der Strom kann nicht weiter ansteigen«, Infolgedessen bricht die •Spannung an der Gegenkopplungswicklung schnell zusammen und die zum Transistor TR1 gehende Vorspannung nimmt abs so daß der Strcnnfluß in dem Wicklungsabschnitt 11a abnimmt, wodurch in der Gegenkopplungswicklung 12 eine Vorspannung mit entgegengesetzter Polarität induziert wird. Durch diese Vorspannung mit entgegengesetzter Polarität wird der Transistor TR2 rasch ein und" der Transistor.TR1 rasch ausgeschaltet» Der Strom baut sich dann in einem entgegengesetzten Sinne in dem Wicklungsabschnitt 11b auf 5 bis sich der Kern 14 in der in U1Ig, 3A bei 16 gezeig-«The operation of the oscillator will be described below with reference to the waveform diagrams of FIGS. 3A and 3B. 33 described, is a condition that the transistor TR1 is conductive B A current flows from line 6 through the winding portion 11a from the center tap CT, wherein the current is substantially linear mit.einer Geschwin, -, 'builds up speed substantially by the Inductance of the winding section 11a is determined; "The resulting current increase in the dimming section 11a is shown at 15 in Fig. 3-A-. The purpose of this substantially constant rate of change of current in the winding is to induce in the feedback loop a generally constant voltage having such a polarity as to bias the base of transistor TR1 accordingly, so that the transistor is in a conducting state is held. As the current flowing in the winding section 11a builds up, the core 1-4 becomes saturated with magnetic flux and the current can not increase any further. As a result, the voltage across the negative feedback winding rapidly collapses and that to the transistor TR1 goes off bias decreases s so that the Strcnnfluß decreases in the coil section 11a, which is induced in the feedback winding 12 a bias voltage having the opposite polarity. By this bias voltage having the opposite polarity of the transistor TR2 rapidly and "the rapidly turned Transistor.TR1" The current then builds up in an opposite sense in the winding portion 11b to 5 to the core 14 in the U 1 Ig, 3A at 16 showed- «

-18,- 225Q60-18, - 225Q60

ten Art und Weise sättigt,, wobei zu diesem. Zeitpunkt der Transistor TR1 wieder, einschaltet und der Transistor TP.2 ausschaltet. Der Stromkreis wird in dieser Weise schwingen. Die Stromanstiege wie bei 15 und 16 induzieren in der Sekundärwicklung des Transformators positive bzw» negative Spannungen, wie 17. und 18 in Fig. 3B, wobei die Spannungen im Verhältnis zu der an die Primärwicklungsabschnitte 11 in Abhängigkeit von dem Windungsverhältnis des Primärwicklungsabschnittes 11 und des Sekundärwick"-iungsabschnittes 12 angelegten Spannung hinauftransformiert werden. Liegt kein Belastungszustand an dem. Generator. 7 treten Schaltübergangszustände im Oszillator'auf, die zu Spannungspitzen 19 (Fig. 3B) führen, die an der - Spannungswellenform der Sekundärwicklung 12 auftreten»the way that saturates, being to this. Time the transistor TR1 again, turns on and the transistor TP.2 turns off. The circuit will oscillate in this way. The current increases as in Figs. 15 and 16 induce positive voltages in the secondary winding of the transformer, as in Figs. 17 and 18 in Fig. 3B, the voltages relative to that applied to the primary winding sections 11 depending on the turns ratio of the primary winding section 11 and the primary winding section 11 If there is no load condition on the generator 7, switching transition states occur in the oscillator, leading to voltage spikes 19 (Figure 3B) occurring at the voltage waveform of the secondary winding 12.

Der Spannungsvervielfacher-- und Gleichrichter 10 weist sich schnell erholende Dioden D3» D4 auf, die jeweils Ladung in in Reihe geschaltete Kondensatoren 04, 05 während entgegengesetzter Polaritäten der Spannung an Wicklung 13 pumpen» Wenn also die Ausgangsspannung an Wicklung 13 positiv ist, leitet Diode D4 und lädt den Kondensator 05, und wenn die Ausgangsspannung negativ ist, wird der Kondensator 04 durch Diode D3 geladen. Da die Kondensatoren in-Reihe geschaltet sind, stellt der Ausgang an beiden eine Verdoppelung der positiven Spannungsschwankung an der Wicklung 13 dar,.Bin Endausgangskondensator 06 ist mit. den Kondensatoren 04, 05 für Glättungszwecke parallel geschaltete Parallel geschaltet mit dem Endausgangskondensator ist eine Yiiderstandskette R2, R3, die zur Glättung des Ausganges beiträgt und auch einen Entladungsweg für den Endausgangskondensator 06 schafft» Ein Funktionsanzeiger 20, im allgemeinen eine Neonröhre? ist mit dem Widerstand R3 parallel geschaltet, um anzuzeigen, daß der Generator 7 in Tätigkeit ist„The voltage multiplier and rectifier 10 has fast-recovery diodes D3, D4, each pumping charge into series-connected capacitors 04, 05 during opposite polarities of the voltage across winding 13. Thus, when the output voltage at winding 13 is positive, diode conducts D4 and charges the capacitor 05, and when the output voltage is negative, the capacitor 04 is charged by diode D3. Since the capacitors are connected in series, the output at both represents a doubling of the positive voltage swing across the winding 13, .Bin the final output capacitor 06 is with. The capacitors 04, 05 connected in parallel with the final output capacitor for smoothing purposes is a resistor chain R2, R3, which contributes to the smoothing of the output and also provides a discharge path for the final output capacitor 06 »A function indicator 20, generally a neon tube ? is connected in parallel with the resistor R3 to indicate that the generator 7 is operating "

Die Spannungsstrom-Kennlinie des Ausgangs von Generator 7, der zu Leitung 8 geführt wird,, ist in Fig. 30 als Kurve 21 gezeigt» Man wird feststellen, daß der Generator 7 eine im wesentlichen konstante Spannung über einen festgelegten Bereich des Stromes liefert* Wenn also ein Funken an einer Zündkerze 5 gezündet wurde, wird der Generator 7 eine konstante Spannung ungeachtet des durch die Impedanz des Lichtbogens definierten Strombedarfs' bis zu einem Höchststromwert 22 aufrechterhalten (Fig. 3O)9 Der Stromwert ist durch den Punkt definiert, an dem die Basen von TR1 und TE2 nicht mehr, sättigen, wobei das durch Einstellen des Viertes von-Widerstand RI einstellbar ist* Über dem Wert 22 liegende Ströme zeigen einen Kurzschluß oder eine andere Störbedingung an der Zündkerze an, und der Generator ist so eingerichtet j daß er automatisch den Betrieb abschaltet, wenn eine solche Bedingung auftritt. Das Auftreten eines derartigen Kurzschlusses wird so auf die Ausgangswicklung 13 des Transformators T1 (Figc 2) zu~ rückwirkeη, daß die Induktanz des Transformators verändert wird und der Oszillator 9 außer Betrieb gesetzt ' wird. Ein weiteres nützliches Merkmal des Generators 7 " geht aus Fig* 30 hervor. Bevor ein Funken an einer der . Zündkerzen gezündet wurde, wird im wesentlichen kein •Strom auf Leitung 8 vom Generator 7 abgenommen. Unter .einer solchen Bedingung wird der Kondensator 06 (Figo 2) bis auf eine Spannung geladen, die im wesentlichen den doppelten Wert „der Spannungspitzen 19 hat. Diese relativ hohe Spannung von dem Generator 7 unterstützt das Zünden der Funken an den Zündkerzen 5> ö.a sich diese hohe Span™ · nung zu den in der Sekundärwicklung 1b der Spule induzierten Hochspannung s impulse η addiert.. Wach dem Zünden des Funkens,'wird Strom vom Generator 7 abgenommen, und die Spannungsspitzen 19 v/erden durch die Kondensatoren 04 bis CS mit dem Ergebnis integriert,· daß die Ausgangs™The voltage-current characteristic of the output of generator 7 fed to line 8 is shown in FIG. 30 as curve 21. It will be noted that generator 7 provides a substantially constant voltage over a specified range of current that is, a spark has been ignited on a spark plug 5, the generator 7 will maintain a constant voltage irrespective of the current demand defined by the impedance of the arc up to a maximum current value 22 (FIG. 3O). 9 The current value is defined by the point at which the current No longer saturating bases of TR1 and TE2, which is adjustable by adjusting the fourth-of-resistance RI * Currents higher than the value 22 indicate a short circuit or other fault condition on the spark plug, and the generator is set to automatically shuts off operation when such a condition occurs. The occurrence of such a short circuit will be so on the output winding 13 of the transformer T1 (Fig c 2) to ~ backwirkeη that the inductance of the transformer is changed and the oscillator 9 is put out of service 'is. Another useful feature of the generator 7 "is shown in Fig. 30. Before a spark is ignited on one of the spark plugs, substantially no current is removed from the generator 7 on line 8. Under such a condition, the capacitor 06 (FIG. Fig. 2) is charged to a voltage which is substantially twice the value of the voltage peaks 19. This relatively high voltage from the generator 7 assists in igniting the sparks at the spark plugs 5> 6a to this high voltage Wake up the spark, 'power is removed from the generator 7, and the voltage peaks 19 v / earth through the capacitors 04 to CS integrated with the result that the output ™

- 20 " -· 2 2 5060- 20 "- · 2 2 5060

spannung in Leitung 8 auf ein im wesentlichen konstantes in Pig· 30 gezeigtes Plateau abfällt, das im wesentlichen gleich dem. doppelten Spannungspegel der Wellenform 17 ist (Fig.voltage in line 8 falls to a substantially constant plateau shown in Pig. 30, which is substantially equal to that shown in FIG. double voltage level of the waveform 17 is (Fig.

Die Spannung-Strotn-Kennlinie des Generators 7 hat den Vorteil, daß der Generator den Funken unter Bedingungen einer extrem schwachen Verbrennung in Verbindung mit wesentlichen Geschwindigkeiten der EGR und Gaswirbelung innerhalb der Zylinder des Motors aufrechterhalten kann. Unter solchen Bedingungen kann die Impedanz des Lichtbogens erheblichen vorübergehenden Schwankungen unterliegen, so daß eine verstärkte Stromentnahme vom Generator 7 erfolgt«, Ss wurde gefunden, daß dor Generator zur Aufrechterhaltung des Lichtbogens unter diesen extremen Bedingungen in der Lage sein muß, einen entsprechenden Strom an den Lichtbogen zu liefern, ohne daß die an den Lichtbogen angelegte Spannung abfallen darf. Wenn die Spannung unter einen bestimmten Pegel abfällt, auch nur momentan, wird der Lichtbogen verlöschen und erst wieder aufleuchten, wenn ein neuer 20 kV-Impuls von der Zündspule angelegt wird. In Fig. 3 ist in gestrichelter Umrißlinie die Spannung-Strom-Kennlinie 'der Generatoren des Typs, wie er in der US-PS Nr. 4.033.316 von Birchenough beschrieben wird, dargestellt« Man kann feststellen, daß, wenn der Lichtbogen plötzlich*einen relativ starken Strom braucht, die von dem Generator angelegte Spannung abfallen wird. Es würde also entweder der Lichtbogen erlöschen oder, wenn der Generator von Birchenough so ausgelegt wäre, daß er unter diesen Bedingungen zufriedenstellend arbeitet, würde er viel mehr Energie verbrauchen und -würde normalerweise unnötig hohe Spannungen an die Zündkerzen liefern«,The voltage-current characteristic of the generator 7 has the advantage that the generator can sustain the spark under conditions of extremely low combustion in conjunction with substantial rates of EGR and gas turbulence within the cylinders of the engine. Under such conditions, the impedance of the arc may undergo considerable transient fluctuations, so that there is an increased current drain from the generator 7, it has been found that the arc sustaining generator must be able to supply a corresponding current to the arc in these extreme conditions Deliver arc without the voltage applied to the arc may drop. If the voltage falls below a certain level, even momentarily, the arc will go out and only light up again when a new 20 kV pulse is applied from the ignition coil. FIG. 3 is a dashed outline of the voltage-current characteristic of the generators of the type described in US Pat. No. 4,033,316 to Birchenough. It can be seen that when the arc suddenly * requires a relatively high current, the voltage applied by the generator will drop. Thus, either the arc would go out, or if the Birchenough generator were designed to operate satisfactorily under these conditions, it would consume much more energy and would normally deliver unnecessarily high voltages to the spark plugs.

- .21 - 2 2 5- .21 - 2 2 5

Es ist außerdem, zu beachten, daß der Generator 7 aus einer geringen Anzahl von Einzelteilen besteht und daher billig herzustellen ist und zuverlässiger ist·It is also to be noted that the generator 7 consists of a small number of parts and is therefore cheap to manufacture and more reliable.

Ein weiterer Vorteil des Generators 7 liegt darin} daß in dem Falle, daß ein Techniker die Zündkerzenzuleitung zur Erzeugung eines Kurzschlusses berührt, der Oszillator 9-des Generators gedämpft wird und mit der Arbeit aufhört* Auf diese Weise wird'ein Zustand vermieden, bei dem der-Generator einen Starkstrom in den Kurzschluß pumpt« Selbstverständlich wäre eine solche Bedingung gefährlich für den Techniker und könnte auch möglicherweise zum Überhitzen und Ausfall des Generators führen»Another advantage of the generator 7 is that} that in the event that a technician touches the spark plug lead to produce a short circuit, the oscillator 9 of the generator becomes damped and ceases to work * In this way avoided wird'ein state in which Of course, such a condition would be dangerous for the technician and could possibly lead to overheating and failure of the generator. "

Ein weiteres Sicherheitsinerkmal des Generators 7 ist, daß der Ausgangskondensator C6 (Fig. 2) durch die· Widerstände K2, R3 parallelgeschaltet ist, so daß sich seine Ladung zerstreuen kann, wenn der- Motor abgestellt ist«,Another safety feature of the generator 7 is that the output capacitor C6 (Figure 2) is connected in parallel through the resistors K2, R3 so that its charge can dissipate when the motor is turned off.

Ohne diese Parallelschaltung würde-der Kondensator C6 seine Ladung eine lange Zeit behalten, so daß ein Techniker, wenn er am Motor arbeiten muß, einen elektrischen Schlag von dem Kondensator C6 durch die Zündzuleitungen erhalten könnte, .Bei dem'-vorgestellten Generator 7 wird die Neonröhre 20 ihm nicht nur sofort anzeigen, ob das System: arbeitet, sondern auch, ob eine Ladung in dem Kondensator Go bleibteWithout this parallel connection, the capacitor C6 would retain its charge for a long time, so that a technician when working on the motor could receive an electric shock from the capacitor C6 through the ignition leads. In the illustrated generator 7, the Not only does Neon Tube 20 tell him immediately whether the system is working, but also whether a charge remains in the capacitor Go

Ein Merkmal des eben beschriebenen Zündüngssystems ist, daß erheblich erhöhte -durchschnittliche Funkenenergien im Yergleich zu einer herkömmlichen-.Unterbrecherzündung mit Hilfe der in die Funken durch den Generator 7 injiziertenA feature of the ignition system just described is that significantly increased average spark energies are injected as compared to conventional spark ignition with the aid of the generators injected into the sparks

- 22 -' 2 2 50 S ©- 22 - '2 2 50 S ©

Ströme erzielt werden. Wenn beträchtliche SGR oder extreme Schwachverbrennungen in einem. Motor genutzt werden, müssen die Funkenenergien erheblich sein, wenn eine zuverlässige Zündung geschaffen werden soll. Bin möglicher Nachteil ist, daß die erhöhten Funkenenergien zu unannehmbaren Srosionsgeschwindigkeiten an den Zündkerzenelektroden und den Elektroden des Verteilers 4- führen können. Nach einem erfindungsgemäßen Aspekfc kann der Bnergiepegel der Funken in Abhängigkeit von Betriebsparametern des Motors so gewählt v/erden, daß Funken höherer Energie nur erzeugt werden, wenn extreme Bedingungen auftreten. Auf diese Weise kann die durchschnittliche Energie der Funken verringert werden, ohne daß die aus der Erfindung resultierenden besseren Laufmerkmale des Motors verloren gingen. Ein Beispiel für eine derartige Anordnung ist in"Fig. 4- gezeigt. Aus dieser Figur geht hervor,, daß der Generator 7 in Reihe mit der Zündspule im wesentlichen wie" in Fig. 2 verbunden ist, daß aber zusätzlich ein Relais 23 vorhanden ist', das zum Schalten der an den Oszillator 9 angelegten Spannung dient. Das Relais 23 hat eine Spule 24- und Kontakte 25, die durch einen Spannungsabfallwiderstand R4 paralle!geschaltet sind. Normalerweise sind die Kontakte 25 wie in der Zeichnung gezeigt offen, so daß ein Teil der zu dem Oszillator 9 geführten 12-Y-Spannung an dem Widerstand RM-abfällt j wodurch die in der Primärwicklung 11 entwickelte Spannung auf einen Wert von unter 12 Volt reduziert wird. Infolgedessen wird-der in Leitung 8 entwickelte Hochspannungs-Gleichstromausgang unter seinen Höchstwert verringerte Wenn jedoch die Kontakte 25 des Relais schließen, wird der Widerstand R4- kurzgeschlossen und die an den Oszillator 9 angelegte Spannung steigt mit dem Ergebnis an, daß die Gleichstrom~Ausgangsspannung in Leitung 8 ihren Höchstwert erreicht.Currents are achieved. If considerable SGR or extreme weak burns in one. Used motor, the spark energies must be significant if a reliable ignition is to be created. One possible disadvantage is that the increased spark energies can lead to unacceptable rates of erosion at the spark plug electrodes and the electrodes of the manifold 4. According to an aspect of the invention, the energy level of the sparks may be selected in accordance with operating parameters of the engine such that higher energy sparks are generated only when extreme conditions occur. In this way, the average energy of the sparks can be reduced without losing the better running characteristics of the engine resulting from the invention. An example of such an arrangement is shown in Fig. 4. From this figure it can be seen that the generator 7 is connected in series with the ignition coil substantially as in Fig. 2, but that in addition a relay 23 is present ', which serves to switch the voltage applied to the oscillator 9. The relay 23 has a coil 24 and contacts 25 which are connected in parallel by a voltage drop resistor R4. Normally, the contacts 25 are open as shown in the drawing so that a portion of the 12-Y voltage fed to the oscillator 9 will drop across the resistor RM- reducing the voltage developed in the primary winding 11 to less than 12 volts becomes. As a result, the high voltage DC output developed in line 8 is reduced below its maximum value. However, when the contacts 25 of the relay close, the resistor R4- is shorted and the voltage applied to the oscillator 9 increases with the result that the DC output voltage in Line 8 reaches its maximum.

9 C9 C

Das Relais wird von einer Logikschaltung· 26 gesteuert, die praktisch einen Schaltweg zu Erde für den durch die Relaisspule 24· fließenden Strom, schafft o Die Logikschal·- tung spricht auf wahrgenommene Betriebsparameter des Motors an, schematisch bei 27 gezeigt. Die Logikschaltung 26 bestimmt, wann Betriebsparameter des Motors anzeigen, daß extreme Verbrennungsbedingungen herrschen, und entsprechend schaltet der Stromkreis 26 das Relais 23· Wie in Fig. 4- gezeigt wird, ist'der Motor mit einem EGR-System. ausgestattet, in dem die Gasströtnungsgeschwindigkeit selektiv durch eine Steuerung 28 gesteuert wird. Wie der Fachmann erkennen wird, wird die EGR-Geschwindigkeit praktisch in Abhängigkeit vom Vakuumpegel im Einlaßkrümmer gesteuert. Die Logikschaltung 26 spricht auf die EGR-Geschwindigkeit an«The relay is controlled by a logic circuit · 26 practically a switching path to earth for the · flowing through the relay coil 24 current that creates o The logic scarf · - tung responsive to sensed operating parameters of the engine, schematically shown at 27th The logic circuit 26 determines when operating parameters of the engine indicate that extreme combustion conditions prevail and, accordingly, the circuit 26 switches the relay 23. As shown in Fig. 4, the engine is with an EGR system. in which the gas flow rate is selectively controlled by a controller 28. As one skilled in the art will appreciate, the EGR rate is controlled virtually in response to the vacuum level in the intake manifold. Logic circuit 26 responds to EGR speed «

Die Logikschaltung 26 spricht auch auf einen Kraftstoff regler 29 an, der die Stärke des Kraftstoffgemischs be~ stimmt» In einem Motor mit Ansaugung durch einen her-· kömmlichen Vergaser wird die Logikschaltung auf die Einstellung der herkömmlichen Drosselklappe reagieren, während in einem Motor mit geschichteter Ladung mit Kraftstoffeinspritzdüsen die Strömungsgeschwindigkeit des Kraftstoffes zu den Einspritzdüsen überwacht sein wird«The logic circuit 26 is also responsive to a fuel regulator 29 which determines the fuel mixture's strength. In an engine with intake by a conventional carburettor, the logic circuitry will respond to the conventional throttle setting while in a stratified engine Charge with fuel injectors the flow rate of fuel to the injectors will be monitored «

Die Logikschaltung 26 spricht außerdem auf die Motortem.-peratur an, wie sie durch einen Temperaturfühler 30 festgestelltwird. Wenn diese Parameter nun gemeinsam oder einzeln einen Zustand anzeigen, von dem bekannt ist, daß er extreme Verbrennungsbedingungen darstellt$ Wird das Relais 23 geschaltet, damit eine maximale Ausgangsspannung in Leitung 8 zur Verfügung steht j aber andererseitsThe logic circuit 26 also responds to the engine temperature as determined by a temperature sensor 30. Now, if these parameters collectively or individually indicate a condition known to be extreme combustion conditions $ , the relay 23 is switched to provide a maximum output voltage in line 8, but otherwise

2 2 50602 2 5060

wird die Ausgangsspannung auf einen niedrigeren Pegel geschaltet, mit einer daraus resultierenden Minimisierung der Erosion der Zündkerzenelektroden.the output voltage is switched to a lower level, with consequent minimization of erosion of the spark plug electrodes.

Die Fig. 5 Ms 7 zeigen alternative Möglichkeiten für die Verbindung von Relais 25 mit dem Gleichstromgenerator 7. In Fig. 5 ist der Abfallwiderstand R'4 in die 12-Volt-Leitungsschiene 6 und nicht in die Erdrückleitung geschaltet. In Fig. 6 ist der Abfallwiderstand in die Ausgangs-Hochspannungsleitung -8 des Generators 7 geschaltet. In Fig. 7 ist der Abfallwiderstand in die Erdbezugsleitung der Gleichrichterausgangsstufe 10 des Generators geschalfcet. · FIGS. 5 and 7 show alternative ways of connecting relay 25 to the DC generator 7. In FIG. 5, the drop resistor R'4 is connected to the 12 volt rail 6 and not to the ground return. In Fig. 6, the dropping resistor is connected in the output high voltage line -8 of the generator 7. In Fig. 7, the drop resistance is shunted into the earth current line of the rectifier output stage 10 of the generator. ·

In den oben beschriebenen erfindungsgemäßen Ausführungsformen ist der Gleichstromgenerator 7 in Reihe mit der Sekundärwicklung 1b der Zündspule geschaltet. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß die Induktanz der Sekundärwicklung 1b zur Erhöhung der Dauerspannung 'über den vom Generator 7 bestimmten Pegel als Reaktion auf die erhöhte Lichtbogenimpedanz, die beispielweise bei starker Gaswirbelung auftritt, beiträgt. In bestimmten Fällen ist die Induktanz der Sekundärwicklung 1b möglicherweise für diesen Zweck nicht ausreichend und es kann angebracht sein, eine gesonderte Induktionsspule zur Schaffung des Ballastes einzusetzen.In the above-described embodiments of the present invention, the DC generator 7 is connected in series with the secondary coil 1b of the ignition coil. This arrangement has the advantage that the inductance of the secondary winding 1b to increase the continuous voltage 'above the level determined by the generator 7 in response to the increased arc impedance, which occurs, for example, with strong gas vortexing contributes. In certain cases, the inductance of the secondary winding 1b may not be sufficient for this purpose and it may be appropriate to use a separate induction coil to create the ballast.

Figo 8 zeigt eine Anordnung, in der eine gesonderte Induktionsspule L2 in Leitung 8 geschaltet ist und die Spulenwicklung 1b nicht als Ballastinduktanz verwendet wird* Eine Spannungsisoliervorrichtung ist in ReiheFig. 8 shows an arrangement in which a separate inductor L2 is connected in line 8 and the coil winding 1b is not used as a ballast inductor. * A voltage isolator 3Λ is in series

2 2 5062 2 506

mit der Sekundärwicklung 1b der Spule vorhanden, um zu verhindern, daß der Gleichstrom vom Generator 7 eher durch die Wicklung zu Erde fließt statt durch den Verteiler 4 zu den Zündkerzen zu gehen«with the secondary winding 1b of the coil to prevent the direct current from the generator 7 from flowing through the winding to ground instead of going through the distributor 4 to the spark plugs. "

Die Spannungsisoliervorrichtung 31 ist auch so beschaffen, daß sie die Betätigung der Zündspule 1 in der Form ermöglicht, daß ein Hochspannungsimpuls, der in der Sekundärwicklung in bezug auf Erde induziert ist, zu den ' Zündkerzen gelangen kann» Die Spannungsisoliervorrichtung 31 weist 'in einer Ausführungsform einen Kondensator auf, der den Gleichstro'mfluß vodi Generator 7 zu Erde durch die Wicklung 1b blockiert. Die Spannungsisoliervorrichtung kann auch eine Funkenstrecke, über die in der Sekundärwicklung 1b induzierte Impulse springen können, oder eine Hochspannungsdiode aufweisen.The voltage isolating device 31 is also adapted to allow actuation of the ignition coil 1 in the form that a high voltage pulse induced in the secondary winding with respect to ground may reach the 'spark plugs'. The voltage isolating device 31 comprises in one embodiment a capacitor which blocks the Gleichstro'mfluß vodi generator 7 to earth through the winding 1b. The voltage isolation device may also include a spark gap over which pulses induced in the secondary winding 1b may jump, or a high voltage diode.

.Bei den oben· beschriebenen Ausführungsformen ist die Zündspule 1 mit vier Klemmen, zwei für jede Wicklung, gezeigt.' Eine derartige Spule kann mit geringen Kosten hergestellt werden, indem die Herstellung einer herkömmlichen Zündspule etwas verändert wird. Eine herkömmliche Zündspule hat drei Klemmen, so daß' ein Ende von jeder .Primär- und Sekundärwicklung mit. einer entsprechenden Klemme versehen ist und ihre anderen Enden mit einer gemeinsamen Klemme zum Anschluß an Erde verbunden, sind. Wenn vorgesehen ist, den Gleichstromgenerator 7 als ein Zusatzgerät für ein bestehendes herkömmliches Zündsystem zu verwenden, kann die' in Fig. 9 gezeigte Schaltanordnung verwendet werden. ...In the embodiments described above, the ignition coil 1 is shown with four terminals, two for each winding. Such a coil can be manufactured at low cost by slightly changing the manufacture of a conventional ignition coil. A conventional ignition coil has three terminals, so that 'one end of each. Primary and secondary winding with. a corresponding terminal is provided and their other ends are connected to a common terminal for connection to ground. When it is intended to use the DC generator 7 as an accessory to an existing conventional ignition system, the switching arrangement shown in Fig. 9 can be used. ...

- 26 -..225060- 26 - .. 225060

In Fig, 9 wird eine herkömmliche Drei-Klemmen-Spule 32 mit I5Timär- und Sekundärwicklungen 32a, b je mit ihren eigenen Klemmen 33j 34· und einer gemeinsamen geerdeten Klemme 35 gezeigt. Der Gleichstromgenerator 7 ist mit der herkömmlichen Spule und dem Verteiler 4 mit Hilfe der Bailastindukt.idnsspule L2 gekoppelt, und die oben genannte Spannungsisoliervorricht'ung 31 ist zwischen dem Generator 7 und <3.er Sekundärwicklung 1b der Spule in Reihe geschaltet. Die Spannungsisoliervorrichtung 31 hatdie Aufgabe, den Strom von Generator 7 zu dem Verteiler 4 zu lenken und dadurch zu den Zündkerzen und nicht zuzulassen, daß er durch die Sekundärwicklung 32b zur Erde fließt. Dagegen gestattet die Spannungsisoliervorrichtung 31> &aß die in der Wicklung 32b induzierten Hochspannungsimpulse zu dem Verteiler 4 gelangen können. Wie bereits gesagt wurde, kann die Isoliervorrichtung beispielsweise einen Kondensator, eine Funkenstrecke oder eine Diode aufweisen.In Fig. 9, a conventional three-terminal coil 32 is shown having I 5 timewater and secondary windings 32a, b each with their own terminals 33j 34 · and a common grounded terminal 35. The DC generator 7 is coupled to the conventional coil and the distributor 4 by means of the Bailastindukt.idnsspule L2, and the above Spannungsisoliervorricht'ung 31 is connected in series between the generator 7 and <3.er secondary winding 1b of the coil. The voltage isolating device 31 has the task of directing the current from the generator 7 to the distributor 4 and thereby to the spark plugs and not allowing them to flow through the secondary winding 32b to earth. On the other hand, the voltage insulating device 31 allows the high-voltage pulses induced in the winding 32b to reach the distributor 4. As already stated, the insulating device may for example comprise a capacitor, a spark gap or a diode.

Man wird einsehen, daß verschiedene Kombinationen der eben beschriebenen Schaltungsmerkmale angewandt werden können. Zum Beispiel könnte jede der in den Fig. 4· bis 7 gezeigten Spannungspegel-Schaltanordnungen mit den Schaltkreisen der Fig. 8 oder 9 eingesetzt werden.It will be appreciated that various combinations of the circuit features just described may be employed. For example, each of the voltage level switching arrangements shown in Figs. 4 to 7 could be used with the circuits of Figs. 8 or 9.

Der Generator 7 könnte somit mit Motoren" mit herkömmlicher Ansauguhg zur Erzielung von Verbesserungen in der KraftstoffWirtschaftlichkeit und zur Senkung der Abgasemissionen verwendet werden, wie durch ein folgendes Beispiel erläutert -wird, und auch für ähnliche Verbesserungen bei mit EGR ausgestatteten Motoren, die mit herkömmlicher Ansaugung mit einem Vergaser arbeiten oder nicht.The generator 7 could thus be used with conventional intake manifold engines to achieve improvements in fuel economy and exhaust emissions, as illustrated by a following example, and also to similar improvements in EGR equipped engines with conventional intake working with a carburetor or not.

Wie oben erwähnt, betrifft ein Aspekt der. Erfindung Motoren mit geschichteter Ladung, und ein -Beispiel der Erfindung wird anschließend in Verbindung mit dem PROCO-Motor von Ford beschrieben, um die dadurch möglichen Vorteile zu erläutern»As mentioned above, one aspect of the invention relates to. Invention Sheathed-type engines, and an example of the invention will be described below in conjunction with Ford's PROCO engine to explain the advantages that may result. "

Die Entwicklung des EROCO-Motors von Ford kann man aus' dem SAE-Artikel Nr. 720052 "Exhaust Emission Control by the Ford Programmed Combustion Process - PROCO" (Abgasemissionssteuerung durch den programmierten Ford-Verbrennungsprozeß - PROCO) vom Januar 1972? und aus dem oben erwähnten SAE Artikel Nr. 780699 - "The Ford PROCO Engine Update" erfahren*The development of Ford's EROCO engine can be seen in the January 1972 issue of SAE article no. 720052 "Exhaust Emission Control by the Ford Programmed Combustion Process - PROCO" (PROCO exhaust control by the programmed Ford Combustion Process). and from the aforementioned SAE article no. 780699 - "The Ford PROCO Engine Update" *

Eine schematische Darstellung des PROCO-IvIotors ist in den Fig. 10 und 11 enthalten. Der Motor hat ein hohes Verdichtungsverhältnis von praktisch 11 si und arbeitet mit 'einem mageren Verhältnis'von Kraftstoff und Luft von 15:1» In Fig. 10, die eine Schnittansicht eines Zylinders des Motors zeigt, ist ein Motorblock 36 mit einer Bohrung für einen Zylinder 37.versehen, in dem ein Kolben 38 mit einem schalenförmigen Verbrennungsraum 39 sitzt» Auf dem Block 36 ist ein Zylinderkopf 40 eingeschraubt* In dem Kopf 40. sitzen zwei Zündkerzen 41 und 42 und außerdem eine Kraftstoff-Einspritzdüse 43, die Kraftstoff direkt so in den Zylinder einspritzt, daß darin eine .geschichtete Ladung'entsteht ο Der Motor weist ein (nicht gezeigtes) EGR-System auf, damit die ITO -Emissionen reduziert werden. Der Aufbau des Zylinderkopfes ist in Draufsicht schematisch in Fig, 10 gezeigt, aus der man entnehmen kann, daß der Kopf Einlaß- und Auslaßventile 44, 45 für Luft und .EGR umfaßt sowie einen 'Einlaßkrümmer 46, DerA schematic representation of the PROCO-IvIotors is shown in FIGS. 10 and 11. The engine has a high compression ratio of practically 11 si and operates with a lean fuel and air ratio of 15: 1. In Fig. 10, which shows a sectional view of a cylinder of the engine, there is an engine block 36 with a bore for one Cylinder 37.versehen, in which a piston 38 is seated with a cup-shaped combustion chamber 39 »On the block 36, a cylinder head 40 is screwed * In the head 40. sit two spark plugs 41 and 42 and also a fuel injector 43, the fuel directly The engine has an EGR system (not shown) to reduce ITO emissions. The structure of the cylinder head is schematically shown in plan view in Fig. 10, from which it can be seen that the head includes intake and exhaust valves 44, 45 for air and EGR and an intake manifold 46, Figs

-28 - 225060-28 - 225060

Einlaßkrümmer 46 und das Einlaßventil sind so angeordnet, daß innerhalb des Zylinders eine wirbelnde Gasbewegung geschaffen wird, wobei die Gasbewegung schematisch durch die Pfeile 4-7, 48 gezeigt wird«,Intake manifold 46 and the intake valve are arranged to create a swirling gas movement within the cylinder, the gas movement being shown schematically by arrows 4-7, 48 ",

Bei einem PROCO-Motor hat es sich, als .notwendig erwiesen, zwei Zündkerzen je Zylinder einzusetzen, da sich sonst . bei hohen Belastungsbedingungen und hoher EGR eine unzureichende Verbrennung ergibt. Infolgedessen ist ein komplizierter Verteiler erforderlich und die Gesatntkosten des Zündsystems werden unangemessen erhöht. Wie aus Pig. 11 hervorgeht, wird außerdem der Zylinderkopf 40 ziemlich mit Einzelteilen vollgestopft, wodurch es schwierig wird, einen Motor dieses Typs mit einem Hübraum unter 5 Litern zu entwickeln, da die Größe des' Kopfes dann für die Aufnahme aller erforderlichen Einzelteile zu klein ist*For a PROCO engine, it has proved necessary to use two spark plugs per cylinder, as otherwise. insufficient combustion at high load conditions and high EGR. As a result, a complicated distributor is required and the total cost of the ignition system is unduly increased. Like from Pig. 11, the cylinder head 40 is also fairly stuffed with individual parts, making it difficult to develop an engine of this type with a less than 5 liter cabin, since the size of the head is then too small to accommodate all the required parts.

Es wurde gefunden, daß ei-n PROCO-Motor durchaus zufriedenstellend mit nur einer Zündkerze je Zylinder laufen kann, wenn ein Zündsystem in der in Fig. 1 gezeigten Form dafür verwendet wird. Eine solche erfindungsgemäße Anordnung ist in Pig. 12 gezeigt, aus der man entnehmen kann, daß · der Motor dahingehend verändert wurde, daß er nur eine Zündkerze 42 hat, die einen Funkenauslöseimpuls von einer Punkenerzeugungsvorrichtung und anschließend eine Funkendauerspannung von einem Gleichstromgenerator, wie er unter Bezugnahme auf Pig. 1 und folgende beschrieben wurdes erhält. Die erzielte Verbesserung ist aus den anschließend aufgeführten Ergebnissen eines Tests zu erkennen, bei dem ein einziger Zylinder eines PROCO-Motors mit a) zwei Zündkerzen, b) einer Zündkerze und-c)· einer Zündkerze mit· dem erfindungsgemäßen Zündsystem·} wobei die andere Kerzen-It has been found that a PROCO engine can run quite satisfactorily with only one spark plug per cylinder when an ignition system in the form shown in Fig. 1 is used therefor. Such an inventive arrangement is in Pig. 12, it can be seen that the engine has been modified to have only one spark plug 42, one spark trigger pulse from a spark generator, and then a spark end voltage from a DC generator, as described with reference to Pig. 1 and following has been described s receives. The improvement achieved can be seen from the results of a test in which a single cylinder of a PROCO engine has a) two spark plugs, b) one spark plug, and c) one spark plug with the ignition system according to the invention candles

2*5 GJ A β f% d. D U b υ2 * 5 GJ A β f% d. DU b υ

öffnung abgedichtet -war, betrieben wurde. In den Ergebnissen von Test c) wird das erfindungsgemäße System als das BWU-Zündsystem bezeichnet. Die Tests wurden ohne den Versuch, die Einstellungen des Motors für das BWU-System zu' optimieren, durchgeführt, es wurde lediglich eine Zündzeitpunktverzögerung von 4 im Verhältnis zur optimalen .Einstellung des 2-Iverzen~Hl0C0~Motors angewandt. Man ist der Meinung, daß -weitere Verbesserungen hinsichtlich der HO (Kohlenwasserstoff) und CO (Kohlendioxid) Abgasemissionen erzielt werden können, wenn eine weitere Optimierung der Betriebsparariieter des MOtOX1S erreicht werden kann.The opening was sealed - was, was operated. In the results of test c), the system according to the invention is referred to as the BWU ignition system. The tests were conducted without attempting to optimize the settings of the engine for the BWU system, with only an ignition timing delay of 4 relative to the optimum setting of the 2-Iverz ~ Hl0C0 ~ engine. It is believed that further improvements in HO (Hydrocarbon) and CO (Carbon Dioxide) emissions can be achieved if further optimization of the MOtOX 1 S's operating parameters can be achieved.

Tabelle 1 Testergebnis - 5-Liter-PROCO-MotorTable 1 Test result - 5 liter PROCO engine

4000 Ib4000 Ib

12 P.A.Ü. 2,75 Hinter-12 P.A. 2.75 behind

Emissionenemissions OO jj gal/Meilegal / mile Ökonomieeconomics achseaxis Test-Test- HOHO COCO NOx NO x Meilen/galMiles / gal TypType BemerkungenRemarks Kalt- 'Cold- ' 0,240.24 OO »6»6 0,68  0.68 16,916.9 PROOO-*' DoppelPROOO- * 'double Startbegin kerzen, Basiscandles, base (O/H)(OH) Warm-Warm- 0,110.11 ,22 0,520.52 17,717.7 X-5-Kerzen,X-5 candles, Startbegin 0,20!t Abstand,0.20 ! T distance, (H/S)(H / S) Mittel von 2Means of 2 (Tests(Testing

_ 30 - 2 2 506_ 30 - 2 2 506

4000 Ib I. W.4000 Ib I. W.

Test- Emissionen, gal/Meile Typ HC CO NO P.A.U. · 2,75 HinterachseTest emissions, gal / mile Type HC CO NO PAU · 2.75 Rear rims

Ökonomieeconomics

Meilen/gal BemerkungenMiles / gal remarks

C/H 0,20. 0,3 0,69C / H 0.20. 0.3 0.69

H/S 0,12 0,1 0,57H / S 0.12 0.1 0.57

C/H 0,20 0,2 0,59C / H 0.20 0.2 0.59

H/S 0,12 0,1 0,50H / S 0.12 0.1 0.50

H/S 0,06 0,1 . 0,74H / S 0.06 0.1. 0.74

H/S 0,11 0,2 0,53H / S 0.11 0.2 0.53

Warmvorüber gehende 0,33 0,4 0,82 ÜberspannungWarm passing 0.33 0.4 0.82 overvoltage

Warm- 'Warm- '

vorüber-^ or A ,, Ά ccpast or A ,, Ά cc

gehende °»26 °»4 . °>65 Überspannungwalking ° » 26 °» 4 . °> 65 overvoltage

16,4 BWU-System, X-7 O.B.-Kerze16.4 BWU system, X-7 O.B. candle

16,916.9

16,516.5

17,217.2

16,016.0

17,717.7

17,617.6

18,318.3

Blindstopfenblind plug

I,B.-Kerze 0,035"'I, B. Candle 0.035 "'

Abstand, 1 TestDistance, 1 test

BWU-Sys tem, wi e obenBWU system, see above

Konfiguration, aber Zündzeitverzögerung 4 Mittel von 2 TestsConfiguration, but ignition delay 4 means of 2 tests

HlOCO eine O.B. X~7, 0,035" rauher Gang des Motors, schwacher Antrieb, normale ZündpunkteinstellungHOCOO an O.B. X ~ 7, 0.035 "rough gear of the engine, weak drive, normal ignition timing

BWU-System, 4 VerzögerungBWU system, 4 delay

PROCO, eine O.B* Zündung, 4° VerzögerungPROCO, an O.B * ignition, 4 ° delay

BWU-System, 4 VerzögerungBWU system, 4 delay

22 50 622 50 6

Beurteilung der AntriebseigenschaftenAssessment of the drive properties

PROCO-Doppel-PROCO Double PROCO, einePROCO, one BWU-System,BWU system Kerzen, (0,020"Candles, (0,020 " Kerze (0,035"Candle (0.035 " eine Kerzea candle Abstand)Distance) Abstand)Distance) (O,O35n (O, O35 n Abstand)Distance) Normaler .More normal. stetigsteady etwassomething stetigsteady Laufrun rauherrough Mittleremiddle leichtelight merklichnoticeably stetig bissteady until Belastungburden Rauhigkeitroughness rauh.rough. leichtelight (10" Servo'(10 "Servo" Rauhigkeitroughness Vakuum)Vacuum) Schwere ·Severity · stetigsteady merklichnoticeably stetig, hartsteady, hard Belastungburden leichtelight rauh/rough / bei normalerat normal (5n Servo '(5 n servo ' Härtehardness schwachweak Zündpunktignition point Vakuum.)Vacuum.) einstellung ,attitude , nur leichteonly light Härte bei 4°Hardness at 4 ° Verzögerungdelay

Schlußfolgerungen aus dem ffestConclusions from d e f f est

1, Das BWU-System ist mit dem normalen 2~Kerzen-PK0C0-System hinsichtlich der Emissionen vergleichbar und hat einen ähnlichen Kraftstoff-Verbrauch.1, The BWU system is comparable to the normal 2 ~ candles PK0C0 system in terms of emissions and has a similar fuel consumption.

2« Das BWU-System ist besser als ein ESOCO-System. mit einer Kerze sowohl in bezug auf die -Emissionen und den Kraftstoffverbrauch. . · .2 "The BWU system is better than an ESOCO system. with a candle both in terms of emissions and fuel consumption. , ·.

-32 -'22506Q-32 -'22506Q

3· Das BW-System ist; hinsichtlich der Antriebseigenschaften mindestens so gut wie das PR0G0-2~Kerzensystem und stellt eine wesentliche Verbesserung im Vergleich mit dem PROCO-1~Kerzensystem dar.3 · The BW system is; in terms of drive characteristics at least as good as the PR0G0-2 ~ candle system and represents a substantial improvement compared to the PROCO-1 ~ candle system.

Das BWU-System ermöglicht eine größere EGR-Toleranz. Bei 'dem. Versuch lief der normale PROCO-2-Kerzenraotor bis au einer festgesetzten Mindest-]?ehlzündungsgrenze bei einer BGR-Strömungsgeschwindigkeit von 66 % im Verhältnis zur Strömungsgeschwindigkeit von frischem Einlaßgas. Mit einer Kerze und dem BWU-System lief der PROGO-Motor dagegen bis 103 % BGR, bevor die Fehlzündungsgrenze erreicht war«, ' .The BWU system allows greater EGR tolerance. In which. The normal PROCO-2 candle rotor was run to a set minimum injection limit at a BGR flow rate of 66 % relative to the flow rate of fresh inlet gas. By contrast, with a candle and the BWU system, the PROGO engine ran up to 103 % BGR before the misfire limit was reached ", '.

Wie bereits dargelegt-wurde, bietet das erfindungsgemäße Zündsystem wesentliche Kraftstoffeinsparungen bei Motoren mit herkömmlicher Ansaugung, mit oder ohne EGR. In der folgenden Tabelle 2 sind die Ergebnisse von Tests enthalten, die mit herkömmlichen Motoren mit unterschiedlichem Hubraum durchgeführt wurden.As already explained, the ignition system according to the invention offers significant fuel savings in engines with conventional intake, with or without EGR. Table 2 below contains the results of tests performed on conventional variable capacity engines.

- 33 - . 2 2 5 0 8- 33 -. 2 2 5 0 8

Tabelletable

Versuch 1: 2,3-I'iter-MofcorExperiment 1: 2.3 liter Mofcor

Emissionen, gal/Meile Kraftstoff- Kraftstoff-Emissions, gal / mile fuel-fuel

HCHC 172172 COCO KK 1212 verbrauchconsumption verbrauchconsumption 160160 1616 (Meilen/(Miles/ auf Autoon car 301301 8282 gal)gal) bahnentracks BasisBase 0,0 3,483.48 1*1* 18,4018.40 24,7524.75 BWÜ-Zün- · dungBWÜ ignition 0,0 3,173.17 1,1, 19,81 (.+ 8%)19.81 (. + 8%) 25,91 (+· 5%)25.91 (+ · 5%) BWU-Zün- dung T,0.0.BWU ignition T, 0.0. 0,0 2,292.29 1,1, 21,09 (+ 15%)21.09 (+ 15%) 28,30 (.+ 14,43%)28.30 (. + 14.43%)

Versuch 2.: 3,3-Liter-MotorExperiment 2: 3.3-liter engine

Emissionen, gal/Meile Kraftstoff- Kraftstoff-Emissions, gal / mile fuel-fuel

I-IC -I-IC -

COCO

- NO.- NO.

•x• x

verbrauch verbrauch (Meilen/consumption consumption (miles / miles)

au.fon

bahnentracks

BasisBase

BWU-Zün-BWU-igniter

clung'clung '

S.H.ÜoS.H.Üo

BWU-Zün-BWU-igniter

aungaung

0,289 1,71 1,28 0,52 2,28 1,110.281 1.71 1.28 0.52 2.28 1.11

0,25 1,46 1,730.25 1.46 1.73

18,3018.30

23,1423,14

19,0619.06 23,5723.57 (+ 4%)(+ 4%) (+ 2%) (+ 2%) 19,9719.97 25,0325.03 (+ 9%)(+ 9%) (+ 8%)(+ 8%)

2 250 602 250 60

Versuch 3: 5,0-Liter-MotorTrial 3: 5.0-liter engine

. Emissionen, gal/Meile Kraftstoff» Kraftstoff., Emissions, gal / mile of fuel »fuel.

HOHO

OOOO

NO.NO.

verbrauchconsumption verbrauchconsumption (Meilen/(Miles/ auf Autoon car ßal)SSAL) bahnentracks

BasisBase

BWU-Zün-BWU-igniter

dung S.H.U. ·S.H.U. ·

BWU-ZünaungBWU-Zünaung

0,383 2,15 0,99 0,3^1 2,32 0,700.383 2.15 0.99 0.3 ^ 1.322 0.70

0,3^7' 2,48 0,730.3 ^ 7 '2.48 0.73

16,9716.97

17,06 (+ 5 %)17.06 (+ 5%)

19,11 (+12,6%:19.11 (+ 12.6%:

21,97 · 23,3521.97 · 23.35

(+ 6,28%)(+ 6.28%)

24,92 (+ 10,15%)24.92 (+ 10.15%)

SeH*Uo i nur direkte Schaltung (keine anderen· Veränderungen)SeH * U o i only direct circuit (no other changes)

* C* C

Τ,Ο,Οο s nur Optimierung der ZündpunkteinstellungΤ, Ο, Οο s only optimization of ignition timing

Die Versuche"wurden über 4200 Meilen durchgeführt. Die Angaben in Klammern zeigen durch das.BW-System erzielte Gesamtverbesserungen hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs in % in.'bezug auf eine Basis, die durch einen vergleichbaren Lauf des Motors mit seinem herkömmlichen Zündsystem festgelegt wurde«,The tests "have been carried out over 4200 miles and the information in parentheses shows the overall improvements in fuel consumption achieved by the BW system in% based on a comparable run of the engine with its conventional ignition system",

Ein Vorteil des mit Bezugnahme auf die Fig. 2 und folgende beschriebenen Gleichstromgenerators 7 liegt in seiner außerordentlich guten' Eignung für die Massenproduktion» Er besitzt einen hohen Umwandlungswirkungsgrad von überAn advantage of the DC generator 7 described with reference to Figs. 2 and following is its exceptionally good suitability for mass production. It has a high conversion efficiency of over

2 2 5 0 62 2 5 0 6

90- %, der mit einer geringen Anzahl von Einzelteilen erzielt wird.· ·90%, which is achieved with a small number of individual parts. · ·

Eine andere' praktische Form des Gleichstromgenerators 7 wird in Pig. 13 gezeigt,'Diese Form des Generators leitet die ζar·Erhaltung der Funken angelegte Hochspannung direkt von dem üblichen am Motor zur.Erregung der gewöhnlichen Motorhilfsstromkreise angebrachten Wechselstromgenerator ab» In Fig. 13 wird ein Motor 50 gezeigt, der einen elektrischen Wechselstromgenerator 51 mit Hilfe eines Riemens 52 in herkömmlicher Weise treibt. Die Wechselspannung von dem Wechselstromgenerator 51 wird dem üblichen bei 53 gezeigten Gleichrichter und Spannungsregler zugeführt, der einen normalen 12-Volt-Gleichstrom an die Hilfsstromkreise 52I- abgibt, z.B. die liiedersx^annungskreise, die mit der Primärwicklung 1a der Spule 1 verbunden sind. Außerdem, und in Übereinstimmung mit der Erfindung, wird der Ausgang des Wechselstromgenerator 5^ einem Isolier- und Aufwärtstransformator 55 und somit zu einem Gleichrichter- und Glättungss.t romkreis mit einer Diode D5j einem Kondensator C7 und einem Widerstand K 5 zugeleitete Die Gleiclirichteranordnung schafft eine Aus-, gangsspannung von nominell 3 kV für die Anlegung an Leitung 8 durch die Sekundärwicklung der Spule 1b, um die Funken in der unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschriebenen Weise zu erhalten.Another practical form of the DC generator 7 is described in Pig. 13, this form of generator derives the high-voltage sustaining of the sparks directly from the usual alternator mounted on the motor for energizing the ordinary motor assist circuits. In FIG. 13, a motor 50 is shown which uses an AC electric generator 51 a belt 52 drives in a conventional manner. The AC voltage from the AC generator 51 is supplied to the usual rectifier and voltage regulator shown at 53, which outputs a normal 12 volt DC current to the auxiliary circuits 5 2 I-, eg, the low voltage circuits connected to the primary winding 1a of the coil 1 , In addition, and in accordance with the invention, the output of the alternator 5 is fed to an isolating and step-up transformer 55 and thus to a rectifier and smoothing circuit having a diode D5j to a capacitor C7 and a resistor K5 Nominal 3 kV output voltage for application to line 8 through the secondary winding of coil 1b to obtain the sparks in the manner described with reference to FIG.

Wahlweise kann der Stromkreis eine Spannungspegel-Schalteinrichtung enthalten, etwa in der unter Bezugnahme auf Fig. 7 beschriebenen Art. In Fig. .13 ist eine Logikschaltung 26 gezeigt, die Strom .zur Betätigung der Relaisspule 24 und der Kontakte 25 in der unter BezugnahmeOptionally, the circuit may include a voltage level switching device, such as that described in reference to FIG. 7. Referring to FIG. 13, there is shown a logic circuit 26 that drives current to the relay coil 24 and contacts 25 in FIG

36 ,_ . 2 2 5060 36 , _. 2 2 5060

auf Fig. 7 beschriebenen Weise liefert» So verringert der Spannungsabfallwiderstand R4 normalerweise die Ausgangsspannung in Leitung 8, aber wenn das Relais zum Schließen der Kontakte 25 arbeitet, wird der Widerstand E4 parallelgeschlossen und die Ausgangsspannung in Leitung 8 erhöht,.Thus, the voltage drop resistor R4 normally reduces the output voltage in line 8, but when the relay is operating to close the contacts 25, the resistor E4 is closed in parallel and the output voltage in line 8 is increased.

Selbstverständlich kann die in Fig. 13 gezeigte Anord-. nung für einen Motor mit herkömmlicher Ansaugung mit oder ohne EGR verwendet werden und kann außerdem für einen Motor mit geschichteter Ladung wie den EROOO eingesetzt werden* . ·Of course, the Anord- shown in Fig. 13. It can also be used with a conventional charge engine with or without EGR and can also be used with a stratified charge engine such as the EROOO *. ·

Claims (10)

-37- 22506-37- 22506 Erfindungsanspruch: Invention claim: Τ· Einrichtung zur Erzeugung von Fremdzündung eines Verbrennungsmotors, gekennzeichnet dadurch, daß die Verbrennung mit Hilfe einer in einem Zylinder eines Motors befindlichen Zündkerze herbeigeführt wird, wobei die Einrichtung aus folgendem besteht;Einrichtung · Device for generating spark ignition of an internal combustion engine, characterized in that the combustion is brought about by means of a spark plug located in a cylinder of an engine, the device consisting of the following; Funkenimpuls-Erzeugungseinrichtung für die Anlegung eines elektrischen Impulses an die Zündkerze, mit dessen Hilfe ein Funken' an der Zündkerze ausgelöst werden,kann; und- ·Spark pulse generating means for applying an electrical pulse to the spark plug which may cause a spark to be triggered on the spark plug; and- · einem Gleichstrom-Gleichstrotnuoiforoier, der eine !continu- ' ierliche Ausgangsspannung für die Anlegung an die Zündkerze zur Aufrechterhalt ung von durch die Funkenißipuls-Erzeugungse-inrichtung geschaffenen Funken erzeugt, wobei der Umformer eine im wesentlichen konstante Spannung über einen festgelegten Bereich von Stromwerten, die vom Umformer zur Aufrechterhaltung des Funkens geliefert werden j erzeugen kann, der Umformer so eingerichtet ist, daß der'Betrieb im wesentlichen aufhört, falls der von dem Umformer gelieferte Strom einen bestimmten Höchstwert überschreitet.a dc direct current tuner which produces a continuous output voltage for application to the spark plug for maintaining sparks created by the spark pulse generating device, the converter maintaining a substantially constant voltage over a predetermined range of current values supplied by the converter to maintain the spark, the converter is arranged to substantially cease operation if the current supplied by the converter exceeds a certain maximum value. 2e -Einrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, deJ3 der Gleichstrom-G-leichstromumformer aufweist?2 e- device according to item 1, characterized in that the DC-G-Leichstromumformer has? a) einen Aufwärtstransformator mit einer Primär™, einer Sekundär- und einer Gegenkopplungswicklung und einem sättigungsfähigen Kern;a) a step-up transformer having a primary, a secondary and a negative feedback winding and a saturable core; 225060225060 b) mit der Primärwicklung und der Gegenkopplungswicklung gekoppelte Halbleiter-Schalteinrichtung zur Bildung eines Oszillators zur Erzeugung eines schwingenden Btromflusses in der Primärwicklung, der den Kern mit Magnetfluß sättigt, wodurch eine schwingende hinauftransformierte Spannung in der Sekundärwicklung des Transformators induziert wird;.b) semiconductor switching means coupled to the primary winding and the negative feedback winding for forming an oscillator for generating an oscillating current flow in the primary winding which saturates the core with magnetic flux, thereby inducing an oscillating step-up voltage in the secondary winding of the transformer; c) mit der Sekundärwicklung des Transformators gekuppelte Gleichrichtereinrichtung zur Erzeugung einer gleich-. gerichteten Ausgangsspannung für die Anlegung an die Zündkerze\ und 'c) with the secondary winding of the transformer coupled rectifier means for generating an equal. directed output voltage for application to the spark plug \ and ' d) wobei der Umformer so eingerichtet ist, daß der Oszillator in dem Fall, daß die Ausgangsspannung zu Erde kurzgeschlossen wird, gedämpft wird und iia wesentlichen zu arbeiten aufhört«.d) wherein the converter is arranged so that the oscillator is attenuated in the event that the output voltage is shorted to ground, and essentially stops working. 3» Verbrennungsmotor mit einem IPremdzündungssystetn, gekennzeichnet dadurch, daß die Verbrennung mit Hilfe einer Zündkerze in einem Verbrennungsraum des Motors er- folgt, bestehend aus;3. An internal combustion engine with an ignition ignition system, characterized in that the combustion takes place with the aid of a spark plug in a combustion chamber of the engine, consisting of; a) einer Zündspule.mit Primär- und Sekundärwicklung, wobei der Ausgang der Sekundärwicklung.so eingerichtet ist, daß er Hochspannungsimpulse an die Zündkerze abgibt; a) a Zündspule.mit primary and secondary windings, wherein the output of Sekundärwicklung.so adapted to emit high voltage pulses to the spark plug; b)· einer Stromquelle mit verhältnismäßig niedriger Spannung ι ' .b) a relatively low voltage power source ι '. -39- 22506-39- 22506 c) auf die Niederspannungsquelle ansprechende Einrichtung, die für die Erzeugung einer Änderungsgeschwindigkeit des Stromes in der Primärwicklung eingerich-. tet sind, damit Hochspannungsimpulse, die für die Auslösung eines Funkens an der Zündkerze geeignet sind, in der Sekundärwicklung induziert werden;c) device responsive to the low voltage source adapted to generate a rate of change of the current in the primary winding. tet, so that high voltage pulses, which are suitable for triggering a spark on the spark plug, are induced in the secondary winding; d) einem Gleichstrom-Gleichstromumformer, der eine kontinuierliche Ausgangsspannung für das An3.egen an die Zündkerze erzeugen kann, damit ein Funken, der durch einen 'der Spannungsimpulse erzeugt wurde, aufrechterhalten wird, wenn der Impuls den Funken nicht mehr erhalten kann, wobei der Umformer umfaßt ίd) a DC-DC converter capable of producing a continuous output voltage for the contact with the spark plug, so that a spark generated by one of the voltage pulses is maintained when the pulse can no longer receive the spark; Converter includes ί einen Aufwärtstransformator mit einer Primär-, Sekundär- und Gegenkopplungswicklung und einem sättigungsfähigen Kern; Halbleiter-Schalteinrichtungen, die mit der Primärwicklung und der Gegenkopplungswicklung verbunden sind, um einen Oszillator zur Erzeugung eines schwingenden Stromflusses in der Primärwicklung zu bilden, der den Kern mit Magnetfluß sättigt, wodurch eine schwingende, hinauftransformierte Spannung in der Sekundärwicklung des Transformators induziert wird;a step-up transformer having a primary, secondary and negative feedback winding and a saturable core; Semiconductor switching devices connected to the primary winding and the negative feedback winding to form an oscillator for generating a vibratory current flow in the primary winding that saturates the core with magnetic flux, thereby inducing a vibrating, step-up voltage in the secondary winding of the transformer; mit der Sekundärwicklung des Transformators gekoppelte Gleichrichtereinrichtung für die Erzeugung einer • gleichgerichteten Ausgangsspannung für die Anlegung an die Zündkerze; undrectifier means coupled to the secondary winding of the transformer for generating a rectified output voltage for application to the spark plug; and wobei der Umformer so eingerichtet ist, daß der Oszillator in dem Fall, daß die Ausgangsspannung zu Erde kurzgeschlossen ist, gedämpft wird und zu arbeiten aufhört»the converter being arranged so that, in the event that the output voltage is shorted to earth, the oscillator is damped and stops working » 2250622506 4. Anordnung nach Punkt 3> gekennzeichnet.dadurch, daß eine Spannungsvervielfacherstufe mit der Ausgangswicklung des Transformators verbunden ist, damit ein gleichgerichtetes Vielfaches der in der Ausgangswicklung entwickelten Schwingungsspannung erzeugt wird, ein Ausgangskondensator so angeordnet ist, daß in Abhängigkeit von der gleichgerichteten, von der Spannungsvervielfacherstufe erzeugten Mehrfachspahnung geladen wird, und Viiderstandselemente tait dem Ausgangskondensator parallel geschaltet sind, um für diesen einen Entladungsweg zu schaffen, wenn der. Umformer nicht arbeitet.4. arrangement according to point 3> characterized.dadurch in that a voltage multiplier stage is connected to the output winding of the transformer, so that a rectified multiple of the developed in the output winding oscillation voltage is generated, an output capacitor is arranged so that, depending on the rectified, of the Voltage multiplier stage is charged and resistor elements Tait are connected in parallel to the output capacitor to provide a discharge path for this, when the. Converter does not work. 5. Anordnung nach Punkt 4-, gekennzeichnet durch einen r^?unktionsanzeiger, der anzeigt, daß der Umformer arbeitet.5. Arrangement according to item 4, characterized by an r ^? Unktionsanzeiger, indicating that the transducer is working. 6. Anordnung nach Punkt 5} gekennzeichnet dadurch, daß der Funktionsanzeiger eine parallel mit dem Ausgangskondensator geschaltete Neonröhre aufweist*6. Arrangement according to item 5 }, characterized in that the function indicator has a neon tube connected in parallel with the output capacitor * 7· Anordnung nach Punkt 3? gekennzeichnet durch Meßfühlerelemente, die einen für einen Motorbetriebsparameter typischen Ausgang liefern, und auf den Ausgang der Meßfühle relemente ansprechende Einrichtungen, die. die Größe des Ausganges des Gleichstrotn-Gleichstromumformers so steuern, daß die Funkenerosion der Zündkerze minimiert wird«7 · Arrangement according to point 3? characterized by sensing elements providing an output representative of a motor operating parameter, and responsive devices responsive to the output of the sensing probes. Control the size of the output of the DC-DC converter so that spark erosion of the spark plug is minimized « 8» Anordnung nach Punkt 3f gekennzeichnet dadurch, daß eine gesonderte Induktionsspule in Reihe mit und zwischen den Ausgang des Gleichstrom-Gleichs.tromumformers und die Sekundärwicklung der Zündspule geschaltet ist, ein Zünd- 8 "arrangement according to item 3 f, characterized in that a separate induction coil is connected in series with and between the output of the Gleichstrom-Gleichs.tromumformers and the secondary winding of the ignition coil, an ignition - 41 "- 2 2 506- 41 "- 2 2 506 kerzenausgang für die Zuleitung zu den Zündkerzen an der Reihenschaltung der gesonderten. Spule und der Sekundärwicklung der Zündspule abgenommen wird, und eine Spannungsisoliervorrichtung vorgesehen ist, die es ermöglicht, daß die in der Sekundärwicklung induzierten Hochspannungsimpulse zum. Zündkerzenausgang gelangen können, wobei die Spannungsisoliervorrichtung außerdem veranlassen kann, daß Strom von dem Gleichstrom-Gleichstromumformer zum Zündkerzenausgang fließt und nicht durch die Sekundärwicklung der Zündspule geht»Candle exit for the supply to the spark plugs on the series connection of the separate. Coil and the secondary winding of the ignition coil is removed, and a Spannungsisoliervorrichtung is provided, which allows the induced in the secondary winding high voltage pulses for. In addition, the voltage isolation device may cause current to flow from the DC-DC converter to the spark plug output and not through the secondary coil of the ignition coil. " 9o Anordnung nach Punkt 8, gekennzeichnet dadurch,, daß die Zündspule mit vier Klemmen versehen ist, von denen jede mit- einem entsprechenden Ende der Primär- und Sekundärwicklung verbunden' ist, und daß eine Klemme der Sekundärwicklung durch die Spannungsisoliervorrichtung mit Erde verbunden ist.9o Arrangement according to item 8, characterized in that the ignition coil is provided with four terminals, each of which is connected to a respective end of the primary and secondary winding, and that a terminal of the secondary winding is connected to ground by the voltage isolating device. 10. Anordnung nach Punkt 8, gekennzeichnet dadurch, daß die Zündspule drei Klemmen hat, wovon eine erste und eine zweite mit den jeweiligen 'Enden der Primär- und Sekundärspule nwicklung verbunden sind, die dritte Klemme gemeinsam mit den anderen beiden Enden der Wicklung verbunden ist j wobei die dritte Klemme geerdet ist, und die Spannungsisoliervorrichtung mit der zweiten Klemme und dem Zündkerzenausgang verbunden ist«,10. Arrangement according to item 8, characterized in that the ignition coil has three terminals, of which a first and a second are connected to the respective 'ends of the primary and secondary coil winding, the third terminal is connected together with the other two ends of the winding j where the third terminal is grounded and the voltage isolation device is connected to the second terminal and the spark plug output, 11β Anordnung nach Punkt 8, gekennzeichnet dadurch, daß. die Spannungsisoliervorrichtung eine Funkenstrecke begrenzende Elektroden aufweist»11 β arrangement according to item 8, characterized in that. the voltage insulation device has a spark gap limiting electrodes » 2250 602250 60 12» Anordnung nach Punkt 8, gekennzeichnet dadurch, daß die Spannungsisoliereinrichtung eine Diode enthält«,12 »Arrangement according to item 8, characterized in that the voltage isolating device contains a diode«, 13. Anordnung nach Punkt 8, gekennzeichnet dadurch, daß die Spannungsisoliervorrichtung einen Kondensator enthält,13. Arrangement according to item 8, characterized in that the voltage insulation device contains a capacitor, Verbrennungsmotor, gekennzeichnet dadurch, daß er umfaßt i Internal combustion engine, characterized in that it comprises i a) einen 'Verbrennungsraum5a) a combustion chamber5 b) eine Zündkerze zur Erzeugung von Fremdzündung in dem Raum;b) a spark plug for generating spark ignition in the space; c) Zündimpulse erzeugende Einrichtung für die Anlegung elektrischer Impulse an die Zündkerze in einem von der Arbeit des Motors abhängigen zeitgesteuerten Verhältnis, wobei die Impulse Funken an der Zündkerze auslösen können;c) ignition pulse generating means for applying electrical pulses to the spark plug in a timed relationship dependent on the work of the engine, the pulses being capable of causing sparks on the spark plug; d) Generatorvorrichtung, die eine kontinuierliche Ausgangsspannung für die Anlegung an die Zündkerze erzeugen kann, damit der durch die Zündimpuls-Erzeugwägevorrichtung gebildete Funken aufrechterhalten wird, nachdem der dadurch erzeugte Impuls den Funken nicht mehr aufrechterhalten kann;d) generator means capable of producing a continuous output voltage for application to the spark plug for sustaining the spark formed by the ignition pulse generator after the pulse thus generated can no longer sustain the spark; e) Meßfühlerelemente für die Schaffung eines Ausganges, der einen .Betriebsparameter des'Motors anzeigt;e) sensor elements for providing an output indicative of a motor operating parameter; f) Vorrichtungen, die auf den Ausgang des Meßfühlerele-f) devices connected to the output of the sensor . mentes ansprechen und die Stärke der Ausgangsspannung, mentes and the strength of the output voltage 2 2 5 0 62 2 5 0 6 des Generators in einer solchen Art und Weise steuern können, daß die Funkenerosion der Zündkerze minimiert werden kann.of the generator in such a way that the spark erosion of the spark plug can be minimized. 15. Motor nach Punkt 14 mit einem SGR-System, gekennzeichnet dadurch, daß das Meßfühlerelement auf die EGE-Geschwindigkeit des Motors ansprechende Einrichtungen aufweist.15. Engine according to item 14 with an SGR system, characterized in that the sensor element has devices responding to the EGE speed of the engine. 16. Motor nach Punkt 14 oder 15» gekennzeichnet dadurch, daß der Meßfühler auf die. Stärke des deoi Motor zugeführten Kraftstoffgemischs ansprichto 16. Engine according to item 14 or 15 »characterized in that the sensor on the. Strength of deoi engine fuel mixture is responsive o 17· Motor nach Punkt 14, 15 oder 16,· gekennzeichnet dadurch} daß das Meßfühlerelement auf die Motortemperatur· anspricht.'17 · Engine according to item 14, 15 or 16, characterized in that the sensor element responds to the engine temperature. .18. Motor nach Punkt 14 mit einer verhältnismäßig niedrigen Spannungsquelle, gekennzeichnet dadurch, daß die Generatorvorrichtung einen Gleichstrom-Gleichstrotnumformer aufweist mit einem Aufwärtstransformator mit einer Primär- und einer Sekundärwicklung, Halbleiterschalteinrichtungen, die mit der Primärwicklung des Transformators so gekoppelt sind, daß Strom, von der Mederspannungsquelle geschaltet und ein Schwingungsstromfluß in der Primärwicklung des Transformators erzeugt wird, um . dadurch eine schwingende Hochspannung in der Sekundärwicklung des Transformators zu induzieren, und mit der Sekundärwicklung des Transformators gekoppelten Gleichrichtereinrichtungen, die eine relativ hohe gleichge- .,-,.18. The motor of item 14, having a relatively low voltage source, characterized in that the generator apparatus comprises a DC-DC converter with a step-up transformer having primary and secondary windings, semiconductor switching means coupled to the primary winding of the transformer such that current from the median power source and a swing current flow is generated in the primary winding of the transformer to. thereby inducing a vibrating high voltage in the secondary winding of the transformer, and rectifier means coupled to the secondary winding of the transformer which have a relatively high degree of DC, MA- - MA 2 2 50602 2 5060 richtete Ausgangsspannung für die Anlegung an die Zündkerze erzeugen können, directed output voltage for application to the spark plug, und eine Spannungsabfall-Impedanzeinrichtung so angeordnet ist, daß die durch den Gleichstrom-Gleichstroniunifortner erzeugte Spannung reduziert wird, .and a voltage drop impedance means is arranged to reduce the voltage generated by the DC co-current inverter,. und Schalteinrichtungen vorhanden sind, die auf das Meßfühle re lerne nt zur Unterbrechung der Tätigkeit der Spannungsabfallimpedanzeinrichtung ansprechen»and switch means are provided which respond to the sense of measurement to interrupt the operation of the voltage drop impedance device » 19. Motor nach Punkt 18, gekennzeichnet dadurch, daß die Schalteinrichtung rait einem Relais mit einer Spule und Schaltkontakten versehen ist, wobei die Relaisspule von der Niederspannungsquelle in Abhängigkeit· von der Arbeitsweise des Meßfühlerelementes erregt wird, und die Hochspannungsabfallvorrichtung durch die Schaltk.onta.kte parallelgeschaltet wird»19. A motor according to item 18, characterized in that the switching device is provided with a relay with a coil and switch contacts, wherein the relay coil is energized by the low voltage source in dependence · on the operation of the sensor element, and the high voltage drop device through the Schaltk.onta. kte is connected in parallel » 20e Motor nach Punkt 19» gekennzeichnet dadurch, daß die ßpannungsabfallimpedanzvorrichtung einen Widerstand aufweist, der so geschaltet ist,, daß die vom Umformer .aufgenommene Nieder'spannungsenergie reduziert wird«20 e motor according to item 19 », characterized in that the voltage drop impedance device has a resistor connected in such a way that the low-voltage energy absorbed by the converter is reduced« 2-1. Motor nach Punkt 19, gekennzeichnet dadurch, daß die Spannungsabfallimpedanzvorrichtung einen Widerstand aufweist, der so geschaltet ist, daß die durch den •Gleichstrom-Gleichstromumformer· erzeugte hohe Ausgangsspannung reduziert wird*2-1. Motor according to item 19, characterized in that the voltage drop impedance device has a resistor connected to reduce the high output voltage generated by the DC-DC converter * « -22506«22506 22. Einrichtung zur Erzeugung von Fremdzündung eines Verbrennungsmotors, gekennzeichnet dadurch, daß die Verbrennung mit Hilfe einer Zündkerze in einem. Verbrennungsraum des Motors ausgelöst wird, bestehend aus:22. means for generating spark ignition of an internal combustion engine, characterized in that the combustion by means of a spark plug in a. Combustion chamber of the engine is triggered, consisting of: Funkenimpulserzeugungsvorrichtung für die wiederholte Anlegung eines elektrischen Impulses.an die Zündkerze, der einen Funken an der Zündkerze auslösen kann;Spark pulse generating means for repeatedly applying an electric pulse to the spark plug capable of causing a spark on the spark plug; einem Gleichstrom-Gleichstromumfornier, der eine kontinuierliche Ausgangsspannung für die Anlegung an die Zündkerze erzeugen kann, um einen durch die Funkenimpulserze ugungsvorr ic htung ausgelösten Funken zu unterhalten, nachdem jeder Funkenauslöseimpuls- den Funken nicht mehr unterhalten kann, wobei der Umformer aufweist:a DC-DC converter capable of producing a continuous output voltage for application to the spark plug for sustaining a spark triggered by the spark pulse generation process after each spark-trigger pulse can no longer sustain the spark, the converter comprising: a) einen Aufwärtstransformator mit Primär-, Sekundär- und Gegenkopplungswicklung und einem sättigungsfähigen Kern,a) a step-up transformer with primary, secondary and negative feedback winding and a saturable core, b) Halb3_eiterschaltelemente, die mit der Primärwicklung_ und der Gegenkopplungswicklung in einer solchen Weise gekoppelt sind, daß ein Oszillator gebildet wird zur Erzeugung eines schwingenden Stromflusses in der Primärwicklung, der ein Magnetfeld aufbaut, das den Kern sättigt, wodurch eine schwingende aufwärtstransformierte Spannung in der Sekundärwicklung induziert wird;b) half circuit switching elements coupled to the primary winding and the negative feedback winding in such a manner that an oscillator is formed to generate a vibratory current flow in the primary winding that builds up a magnetic field that saturates the core, thereby providing a vibrating step-up voltage in the secondary winding is induced; c) mit der Sekundärwicklung gekoppelte Gleichrichtereinrichtung, die--eine gleichgerichtete-Ausgangsspan-c) rectifier device coupled to the secondary winding, which - a rectified-output voltage nung für die Anlegung an die Zündkerzen erzeugen kannj · For application to the spark plugs, it is possible to generate d) wobei der Umformer so beschaffen ist, daß im Falle eines Kurzschlusses der Ausgangsspannung zu "Erde der Oszillator gedämpft wird und zu arbeiten aufhört» d) wherein the converter is such that in case of a short circuit of the output voltage to "earth the oscillator is damped and stops working" 23* Einrichtimg zur Erzeugung von'Fremdzündung eines Verbrennungsmotors5 gekennzeichnet dadurch, daß die Verbrennung fait Hilfe einer Zündkerze in einem Verbrennungs raum des Motors ausgelöst wird, bestehend aus:A device for generating spark ignition of an internal combustion engine characterized in that the combustion is triggered by means of a spark plug in a combustion chamber of the engine, consisting of: FunkenimpulserZeugungsvorrichtung für die wiederholte Anlegung eines elektrischen Impulses an die Zündkerze, durch den ein Funken an der Zündkerze ausgelöst v/erdenSpark generator A device for the repeated application of an electrical pulse to the spark plug causing sparking of the spark plug und einem Gleichstrom-Gleichstromumformer« der aus einer relativ niedrigen Spann.ungsq.ueHe eine relativ" hohe Ausgangsspannung für die Anlegung an die Zündkerze erzeugen kann, um einen durch die F'unkenimpulserzeugungsvorrichtung ausgelösten Funken zu erhalten, nachdem der Funkenauslöseimpuls den Funken nicht mehr unterhalten kann, wobei der Umformer aufweist? ·and a DC-DC to DC converter ", the produce relatively" high output voltage for application to the spark plug from a relatively low Spann.ungsq.ueHe to get one triggered by the F'unkenimpulserzeugungsvorrichtung spark, after the radio trigger no longer entertain the spark can, wherein the converter has? · a) einen Aufwärtstransformator mit Primär- und Sekundärwicklung ·, 'a) a step-up transformer with primary and secondary winding ·, ' b) mit der Primärwicklung gekoppelte Haiblei te.rsch.alt~ eleraente zur Erzeugung eines schwingenden Stromflusses darin, wodurch .eine Schwingungsspannung in der Sekundärwicklung induziert wird|(b) a semiconductor device coupled to the primary winding for generating an oscillating current flow therein inducing a vibrational voltage in the secondary winding c) mit der Sekundärwicklung gekoppelte Spannungsvervielfacher- und Gleictirichtereinrichtung mit einem Aus»c) Voltage multiplier and equalizer device coupled to the secondary winding with an output voltage of 22 50 6022 50 60 gangskondensator, an dem ein gleichgerichtetes Vielfaches der Spannung der Sekundärwicklung bei seiner Tätigkeit entwickelt wird, undat which a rectified multiple of the voltage of the secondary winding is developed in its activity, and d) Schaltelemente, die einen Widerstandsweg parallel zu dem Kondensator bilden, damit sich dieser entladen kann, wenn der Stromkreis außer· Tätigkeit ist.d) switching elements that form a resistance path parallel to the capacitor so that it can discharge when the circuit is out of action. 24. Verbrennungsmotorj gekennzeichnet dadurch,' daß24. Verbrennungsjj characterized in that ' a) Elemente einen Verbrennungsraum bilden,a) elements form a combustion chamber, b) eine einzige Zündkerze für die Erzeugung von Fremdzündung in dem Verbrennungsraum vorgesehen ist,b) a single spark plug is provided for generating spark ignition in the combustion chamber, c) Kraftstoffeinspritzvorrichtungen vorhanden sind für das Einspritzen von Kraftstoff in den Verbrennungsraum in einer solchen Art und V/eise, daß eine geschichtete Ladung von-Kraftstoff in der Kammer mit einer Kraftstoffkonzentration gescliaffen wird, die in.einem an der Zündkerze befindlichen Bereich höher als in den. davon entfernteren Bereichen ist,c) Fuel injectors are provided for injecting fuel into the combustion chamber in such a manner that a stratified charge of fuel in the chamber is clotted with a fuel concentration higher than in. at an area located on the spark plug the. of which is more distant areas, d)- Funkenimpulserzeugungsvoriachtung für., die Anlegung eines elektrischen Impulses a,n die Zündkerze, der einen Funken an der Zündkerze auslösen kann,d) - spark pulse generation device for., the application of an electrical pulse a, n the spark plug, which can trigger a spark on the spark plug, e) Generatoreinrichtung für die Erzeugung einer Spannung zur Anlegung an die Zündkerze, um den von der Impulserze übungsvorrichtung geschaffenen Funken aufrechtzuerhalten, nachdem die Impulserzeugungseinrichtung den Funken nicht mehr unterhalten kann.e) generating means for generating a voltage for application to the spark plug in order to maintain the spark generated by the pulse generating device spark after the pulse generating means can no longer maintain the spark. 25ο VerbrenD.ungsm.otbi? nach Punkt 24$ gekennzeichnet dadurch., daß ein Kolben- und Zylinderbauteil und ein Zylinderkopf vorhanden sind} v/ob ei der Zylinderkopf mit einer Öffnung für die Aufnahme der Zündkerze versehen ist sowie mit einer öffnungs in der die Kraftstoffeinspritzvorrichtung sitzt,.und der Kolben einen Kopf aufT Vvreist} in dem sich ein schalenförmiges Mittelteil als Verbrennungsraum befindet»25ο BurningD.ungsm.otbi? to point 24 $ characterized by the fact that a piston and cylinder component and a cylinder head are present } v if the cylinder head is provided with an opening for receiving the spark plug and with an opening s in which the fuel injection device is seated Piston has a head on T Vv r eist } in which there is a bowl-shaped central part as a combustion chamber » 26* Verbrennungsmotor nach Punkt 25, gekennzeichnet dadurch, daß Einlaß- und Auslaßventile an dem Zylinderkopf untergebracht sind und ein Einlaßkrümmer mit dem Einlaßventil verbunden und so beschaffen ist, daß in dem Zylinder eine viirbelnde Gasbewegung im allgemeinen koaxial zu der ZyIinderbohrung erzeugt wird«Internal combustion engine according to item 25, characterized in that intake and exhaust valves are housed on the cylinder head and an intake manifold is connected to the intake valve and adapted to produce a vibrating gas movement generally coaxial with the cylinder bore in the cylinder. 27* Verbrennungsmotor nach Punkt 26? gekennzeichnet dadurch, daß ein Abgasrezirkulationssystem mit dem Einlaß- und Auslaßventil verbunden ist«27 * combustion engine after point 26 ? characterized in that an exhaust gas recirculation system is connected to the intake and exhaust valves « 28» Verbrennungsmotor nach Punkt 27? gekennzeichnet dadurch, daß der Generator einen Gleichstrota-Gleichstromutnformer für die Schaffung der Dauerspannung von einer ]>iiederspannung.sq.uelle aufweist.28 »Internal combustion engine according to item 27? characterized in that the generator comprises a dc dc converter for providing the continuous voltage from a voltage source. 29* Verbrennungsmotor nach Punkt 28, gekennzeichnet dadurch, daß der Umformer umfaßt:29 * internal combustion engine according to item 28, characterized in that the converter comprises: a) einen Aufwärtstransformator mit einer Primär-, einer Sekundär- und einer ,Gegenkopplungsvrioklung sowiea) a step-up transformer with a primary, a secondary and a, Gegenkopplungsvrioklung and 225QS0225QS0 einem sättigungsfähigen Kern; ·a saturable core; · b) "Halbleiterschalteleniente, die so mit der Primärwicklung und der Gegenkopplungswicklung verbunden sind, daß ein Oszillator entsteht für die Schaffung eines schwingenden Stromflusses in der Primärwicklung, der den Kern mit Magnetfluß sättigt, wodurch eine schwingende aufwärtstransforinierfce Spannung in der Sekun-. därwicklung des Transformators induziert wird;b) "Halbleiterschalteleniente, which are so connected to the primary winding and the negative feedback winding, that an oscillator is created for the creation of a vibrating current flow in the primary winding, which saturates the core with magnetic flux, whereby an oscillating upward transformable voltage in the secondary därwicklung of the transformer is induced; c) Gleichrichtervorrichtung, die mit der Sekundärwicklung des Transformators gekoppelt und so beschaffen ist, daß sie eine gleichgerichtete Äusgangsspannung für die Anlegung an die Zündkerze erzeugt, undc) rectifier means coupled to the secondary winding of the transformer and arranged to generate a rectified output voltage for application to the spark plug, and d) eier Umformer so eingerichtet ist, daß der Oszillator im Falle eines Kurzschlusses der Ausgangsspannung zu Erde gedämpft wird und aufhört zu arbeiten,,d) egg converter is set up so that the oscillator is attenuated in the event of a short circuit of the output voltage to earth and stops working, 30» Verbrennungsmotor nach Punkt 24, gekennzeichnet dadurch, 'daß eine vom Motor getriebene Maschine mit Elektromagnet zum Antreiben der Funkenimpulserzeugungseinrichtung vorhanden ist und der Generator Elemente zur Ableitung eines Ausgangs von der Maschine mit Elektromagnet für die Anlegung an die Zündkerze aufweist, um die dadurch hervorgerufenen Funken wie oben beschrieben zu unterhalten."Internal combustion engine according to item 24, characterized in that there is a motor-driven machine with electromagnet for driving the spark pulse generating means and the generator has elements for discharging an output from the machine with electromagnet for application to the spark plug, thereby causing the spark plug Sparks as described above to entertain. 3"U Verbrennungsmotor'nach Punkt 30, gekennzeichnet dadurch, daß der Generator einen mit der Maschine mit Elektromagnet gekoppelten Aufwärtstransformator und einen mit dem Transformator verbundenen Gleichrichter umfaßt.3 "U internal combustion engine" according to item 30, characterized in that the generator comprises a step-up transformer coupled to the machine with an electromagnet and a rectifier connected to the transformer. ~ 50~ 50 .32« Verbrennungsmotor nach Punkt 24, gekennzeichnet dadurch, daß er Meßfühlerelemente für die Erfassung mindestens eines Betriebsparaineters des Motors sowie Einrichtungen unifaßt s die den durch den Generator durch Ansprechen auf das. Meßfiihlerelenient erzeugten Spannungspegels steuern können».32 «Combustion engine according to item 24, characterized in that it comprises sensor elements for detecting at least one operating parameter of the engine and devices which can control the voltage level generated by the generator in response to the measuring sensor element» 33» Verbrennungsmotor nach Punkt ~}Λ } gekennzeichnet dadurch.j daß die Maschine mit Elektromagnet einen Wechselstromgenerator aufweiste 33 »Combustion engine according to point ~} Λ } characterized in that the machine with electromagnet has an alternator e 34„ Verbrennungsmotor, gekennzeichnet dadurch, daß er umfaßt? 34 "internal combustion engine, characterized in that it comprises? a) ein Kolben- und Zylinderbauteil, das einen Verbrennungsraum bildet»a) a piston and cylinder component forming a combustion chamber » b) eine einzige Zündkerze- zur Erzeugung von Fremdzündung in dem Verbrennungsraumιb) a single spark plug to produce spark ignition in the combustion chamber c) Verbrennungsraumeinlaß-- und «auslaßvorrichtungen, damit Einlaß- und Abgase jeweils in den Raum gelangen oder ihn verlassen können^c) Combustion chamber inlet and exhaust devices so that inlet and exhaust gases can enter or leave the room respectively d) Abgasrezirkulationseinrichtung zur Eezirkulation von Abgas von der Auslaßvorrichtung zur Binlaßvorrichtungi d) exhaust gas recirculation means for the recirculation of exhaust gas from the exhaust device to the intake device e) JPunkenimpulserzeuguiagsvorrichtung zur wiederholtene) JP pulse pulse generator device for repeated Anlegung eines elektrischen Impulses'an die'Zündkerze, wobei durch den Impuls ein elektrischer Funken an der Zündkerze erzeugt werden kann^Application of an electrical pulse to the spark plug, whereby an electrical spark can be generated at the spark plug by the pulse 2250622506 f) Generatoreinrichtung zur Erzeugung einer kontinuier~ lichen Ausgangsspannung für die Anlegung an die Zündkerze, um den durch die Funkenimpulserzeugungsvorrichtung erzeugten Funken aufrechtzuerhalten, nachdem der.von ihr erzeugte Impuls den Funken nicht mehr aufrechterhalten kann. .f) generator means for generating a continuous output voltage for application to the spark plug in order to maintain the sparks generated by the spark generator after the pulse produced by it can no longer sustain the spark. , 35* Verbrennungsmotor nach Punkt 34-, gekennzeichnet dadurch, daß die Generatoreinrichtung einen Gleichstrom-Gleichstromumformer aufweist, bestehend aus:35 * combustion engine according to item 34-, characterized in that the generator device comprises a DC-DC converter, consisting of: a) einem Aufwärtstransformator mit einer Primär-, 'einer Sekundär-*· und einer Gegenkopplungswicklung sowie einem sättigungsfähigen Kern;a) a step-up transformer having a primary, a secondary and a negative feedback winding and a saturable core; b) Halbleaterschaltelementen, die mit der Primär- und der Gegenkopplungswicklung so gekoppelt sind, daß ein Oszillator zur Erzeugung eines schwingenden ßtromflusses in der Primärwicklung geschaffen wird, um den Kern mit Magnetfluß zu sättigen, damit eine schwingende aufwärtstransformierte Spannung in der Sekundärwicklung des Transformators induziert wird·,b) half-theater switching elements coupled to the primary and negative feedback windings to provide an oscillator for generating an oscillatory current flow in the primary winding to saturate the core with magnetic flux to induce a vibrating step-up voltage in the secondary winding of the transformer ·, c) mit der Sekundärwicklung des Transformators gekoppel- - te Gleichrichtereinrichtung, die eine gleichgerichtete Ausgangsspannung für die Anlegung an die Zündkerze erzeugt; undc) rectifier means coupled to the secondary winding of the transformer and producing a rectified output voltage for application to the spark plug; and d) wobei der Umformer so eingerichtet ist, daß der Oszillator im Falle des Kurzschlusses der Ausgangsspannung mit Erde gedämpft wird und zu arbeiten aufhört.d) wherein the converter is arranged so that the oscillator is attenuated in case of short circuit of the output voltage to earth and stops working. .36« Verbrennungsmotor, gekennzeichnet dadurch, daß er umfaßt % .36 «internal combustion engine, characterized in that it comprises % a) einen Verbrennungsraum!a) a combustion chamber! b) eine Zündkerze zur Erzeugung von Fremdzündung in dem. Verbrennungsraum ·b) a spark plug for generating spark ignition in the. Combustion chamber · c) FunkenirüpulserzeugLingseinrichtung für das wiederholte Anlegen eines elektrischen Impulses an die Zündkerze j der einen elektrischen Funken an der Zündkerzec) Spark-ignition pulse generating means for repetitively applying an electrical pulse to the spark plug j of the one spark on the spark plug . aus löse'η kann ι, from dissolve can ι d) einen von dem Motor getriebenen Wechselstromgenerator , der die Funkenitapulserzeugungseinrichtung antreibt °*d) an alternator driven by the motor which drives the spark generant generator ° * e) Einrichtungen für die Ableitung einer Ausgangsspan- nung von dem Wechselstromgenerator für die Anlegung(e) means for deriving an output voltage from the alternator for application . an die Zündkerze5 damife der von der Funlcenimpulserzeugungseinrichtung gebildete Funken aufrechterhalten bleibt; nachdem die Funkeirimpulserzeugungseinrichtung den Funken nicht mehr aufrechterhalten kann», to the spark plug 5 damife the spark formed by the Funlcenimpulserzeugungseinrichtung is maintained; after the radio impulse generator can no longer sustain the spark » 37o Verbrennungsmotor nach Punkt .365 gekennzeichnet dadurch, daß die Einrichtung e) einen mit dem Wechselstromgenerator gekoppelten Transformator und einen mit dem Transformator -gekoppelten Gleichrichter aufweist.37o internal combustion engine according to item .365, characterized in that the device e) comprises a transformer coupled to the alternator and a transformer coupled to the transformer. elnäS E<iäS i-J. ωϋElias E <iaeS iJ. ωϋ
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