DD245702A5 - Zuendanlage - Google Patents

Zuendanlage Download PDF

Info

Publication number
DD245702A5
DD245702A5 DD86289028A DD28902886A DD245702A5 DD 245702 A5 DD245702 A5 DD 245702A5 DD 86289028 A DD86289028 A DD 86289028A DD 28902886 A DD28902886 A DD 28902886A DD 245702 A5 DD245702 A5 DD 245702A5
Authority
DD
German Democratic Republic
Prior art keywords
voltage
ignition
spark gap
medium
storage capacitor
Prior art date
Application number
DD86289028A
Other languages
English (en)
Inventor
Albert Schmidt
Dieter Teutsch
Roland Gaisser
Rudolf Maly
Eberhard Wagner
Hans Albrecht
Original Assignee
����@���������@����@�K@��K@��k��
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ����@���������@����@�K@��K@��k�� filed Critical ����@���������@����@�K@��K@��k��
Publication of DD245702A5 publication Critical patent/DD245702A5/de

Links

Classifications

    • 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
    • F02P7/00Arrangements of distributors, circuit-makers or -breakers, e.g. of distributor and circuit-breaker combinations or pick-up devices
    • F02P7/02Arrangements of distributors, circuit-makers or -breakers, e.g. of distributor and circuit-breaker combinations or pick-up devices of distributors
    • F02P7/03Arrangements of distributors, circuit-makers or -breakers, e.g. of distributor and circuit-breaker combinations or pick-up devices of distributors with electrical means
    • F02P7/035Arrangements of distributors, circuit-makers or -breakers, e.g. of distributor and circuit-breaker combinations or pick-up devices of distributors with electrical means without mechanical switching means
    • 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
    • F02P3/00Other installations
    • F02P3/06Other installations having capacitive energy storage
    • F02P3/08Layout of circuits
    • F02P3/0876Layout of circuits the storage capacitor being charged by means of an energy converter (DC-DC converter) or of an intermediate storage inductance
    • F02P3/0884Closing the discharge circuit of the storage capacitor with semiconductor devices
    • 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
    • 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

Abstract

Es soll eine Zuendanlage geschaffen werden, die ohne Verstaerkung bzw. zusaetzliche Belastung der primaeren Energiequellen in der Lage ist, zuverlaessig die geforderte Zuendspannung bei energiereichen Zuendfunken zu liefern. Es ist ein Hochspannungswandler mit niedriger Induktivitaet und niedrigem ohmschen Widerstand in der Vielfachheit der Zuendstraenge vorgesehen. Zwischen der Niederspannungsquelle und dem Hochspannungswandler sind ein Mittelspannungswandler zur Erzeugung einer zwischen der Niederspannung und der Zuendspannung liegenden Mittelspannung und ein auf diese Mittelspannung aufzuladender Speicherkondensator vorgesehen. Zwischen dem Mittelspannungsspeicherkondensator und dem Hochspannungswandler sind in der Vielfachheit der Zuendstraenge parallel liegende ansteuerbare Schaltelemente vorgesehen, die durch die Einrichtung zur zeitrichtigen Ansteuerung angesteuert werden. Fig. 1

Description

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen
Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Zündanlage.
Bei der Konzipierung einer Zündanlage ist es Grundziel, Funken mit möglichst hoher Zündfähigkeit zu erreichen. Der Gesichtspunkt hoher Zündfähi.gkeit gewinnt vor allem an Bedeutung im Zusammenhang mit den heute zur Kraftstoffeinsparung in Entwicklung befindlichen Magerbetriebsmotoren, die zündunwillige und recht träge reagierende Kraftstoff-Luftgemische (Lambda> 1,4) verwenden, und mit dem Einsatz von Abgaskatalysatoren, die Zündaussetzer nur in beschränktem Umfang vertragen, weil in den Katalysator gelangender unverbrannter Kraftstoff zu einem Verbrennen des Katalysators führen kann.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Bei Verwendung eines Hochspannungsspeicherkondensators und einer Vorfunkenstrecke in Verbindung mit der eigentlichen Zündkerzenfunkenstrecke (DE-OS 2810159) hat sich eine Möglichkeit zu energiereichen Zündfunken geöffnet, die darüber hinaus den wesentlichen Teil ihrer Energie, was günstig ist, im sogenannten Funkenkopf, also in der Durchbruchphase, umsetzen. Allerdings muß bei einer solchen Anordnung in Form des Speicherkondensators ein Kondensator hoher Kapazität auf im wesentlichen die Zündspannung aufgeladen werden, was mit herkömmlichen Transistorzündsystemen aufgrund ihres schlechten Wirkungsgrades oder auch bei Hochspannungskondensatorzündsystemen mit an sich gutem Wirkungsgrad aber geringer Leistung bei vertretbarer Belastung der primären Energiequelle (Batterie, Lichtmaschine) praktisch nicht möglich ist. Dies liegt vor allem an Verlusten in der Zündspule und im Hochspannungszündverteiler, durch den die Sekundärseite der Zündspule auf den jeweiligen Zündstrang geschaltet wird.
Ziel der Erfindung
Ziel der Erfindung ist es, die vorgenannten Schwierigkeiten zu überwinden.
-2- 245 Darlegung des Wesens der Erfindung
Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der Erfindung, eine Zündanlage zu schaffen, welche ohne Verstärkung bzw. zusätzliche Belastung der primären Energiequelle in der Lage ist, zuverlässig die geforderte Zündspannung bei gleichzeitigem energiereichem Zündfunken zu liefern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, durch eine Zündanlage mit einem oder mehreren und dann zu einander parallel liegenden Zündsträngen, welche eine Zündfunkenstrecke, eine Vorfunkenstrecke und einen bei durchgeschalteter Vorfunkenstrecke über die Zündfunkenstrecke entladbaren Hochspannungsspeicherkondensator umfassen, mit einem Hochspannungswandler zur Erzeugung einer Spannung am Hochspannungsspeicherkondensator von der Größenordnung der Zündspannung, mit einer Niederspannungsquelle als Ausgangspunkt für die Erzeugung der Zündspannung und mit einer Einrichtung zur zeitrichtigen Ansteuerung des oder der Zündstränge, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß der Hochspannungswandler mit möglichst niedrigen Induktivitäten und möglichst niedrigen ohmschen Widerständen in der Vielfachheit der Zündstränge vorgesehen ist, daß zwischen Niederspannungsquelle und dem oder den Hochspannungswandlern ein Mittelspannungswandler zur Erzeugung einer zwischen der Niederspannung und der Zündspannung liegenden Mittelspannung und ein auf diese Mittelspannung aufzuladender Mittelspannungsspeicherkondensator vorgesehen sind, und daß zwischen dem Mittelspannungsspeicherkondensator und dem oder den Hochspannungswandlern in der Vielfachheit der Zündstränge parallel liegende ansteuerbare Schaltelemente vorgesehen sind, welche durch die Einrichtung zur zeitrichtigen Ansteuerung angesteuert werden. Die Verwendung des induktivitätsarmen Hochspannungswandlers in der Vielfachheit der Zündstränge und der damit verbundene Verzicht auf einen hochspannungsseitigen Zündverteiler trägt entscheidend dazu bei, daß die Energie verlustarm und äußerst rasch aus dem Mittelspannungsspeicherkondensator, auf den die primäre Energiequelle über den Mittelspannungswandler arbeitet, in den Hochspannungs-Speicherkondensator umgeladen wird. Die Kapazität des Hochspannungsspeicherkondensators kann dabei ohne Verlust an Aufladesicherheit so hoch gewählt werden, daß auch nach dem Durchschlagen der Vorfunkenstrecke, wenn also Speicherkapazität und Zündkerzenkapazität parallel liegen, die Spannung an derZündkerzenfunkenstrecke noch so hoch ist, daß sie für alle Betriebszustände an derZündkerzenfunkenstrecke ausreicht. Typisch sind bei einer Zündkerzeneigenkapazität von ca. 20 pF Werte der Größenordnung 300 pF für den Hochspannungsspeicherkondensator.
Die Vorfunkenstrecke stellt einen Schalter dar, der mit Erreichen der Durchbruchsspannung schlagartig ins Niederohmige übergeht, wobei Induktivitätsarmut und Niederohmigkeit des gesamten Zündstranges einschießlich des die hohe Spannung . erzeugenden Spannungswandlers dafür sorgen, daß sich Spannungsanstiege an der Zündfunkenstrecke von der Größenordnung 100kV/ju,s erreichen lassen. Dadurch geht der größte Teil der in der Zündkerzenfunkenstrecke umgesetzten Energie in den Plasmaaufbau und damit in das zu zündende Gemisch.
Die für die einzelnen Zündstränge geforderte Niederohmigkeit und Induktivitätsarmut schließt die Schaltelemente, welche den Mittelspannungsspeicherkondensator auf die einzelnen Zündstränge schalten, mit ein. Vorzugsweise werden hierfür Thyristoren eingesetzt, die sich leicht zeitrichtig aufsteuern lassen und von selbst rasch wieder sperren. Für den Mittelspannungswandler, auf den die primäre Niedergleichspannungsquelle arbeitet, ist vorzugsweise ein Sperrschwinger vorgesehen. Er ist kurzschlußfest, relativ verlustfrei baubar, läßt sich optimal in der Leistung anpassen und hat einen ausreichend schnellen Spannungsanstieg. Der M'rttelspannungsspeicherkondensator, auf den der Spannungswandler arbeitet, wird vorzugsweise auf eine Spannung der Größenordnung von 700 V aufgeladen und hat eine Kapazität der Größenordnung von 1,5^F. Damit läßt sich der hochspannungsseitige Speicherkondensator bei einer Kapazität der Größenordnung von 300 pF auf Spannungswerte von etwa 3OkV aufladen. Eine derart verlustfreie Übertragung hat sich mit herkömmlichen Zündspulen hoher Induktivität und mit· einer Zündverteilung auf der Hochspannungsseite als unmöglich erwiesen.
Zu jedem Thyristor ist zweckmäßig, antiparallel eine Diode zur Rückspeisung von nicht im Nanosekundenbereich an der Zündfunkenstrecke umgesetzter Energie in den Mittelspannungsspeicherkondensator vorgesehen. Die Einrichtung zurzeitrichtigen Ansteuerung durch Verwendung von Optokopplern zur Signalübertragung ist von den steuerbaren Schaltelementen galvanisch getrennt.
Es ist von Vorteil, wenn für jeden Zündstrang mehrere Mittelspannungswandler und mehrere steuerbare Schaltelemente vorgesehen sind, wobei die Schaltelemente eines Stranges zeitversetzt ansteuerbar sind.
Ausführungsbeispiel
Im folgenden wird die Erfindung in Form eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1: ein Blockschaltbild einer Zündanlage eines mehrzylindrigen Verbrennungsmotors, Fig. 2: das Schaltbild wesentlicher Teile der Fig. 1 im einzelnen, und
Fig. 3: das Schaltbild auf der Sekundärseite des Hochspannungswandlers.
Gemäß Fig. 1 wird ausgehend von einer Spannungsquelle in Form einer Lichtmaschine 12 oder einer Batterie 11 über ein Trennglied in Form eines Schalters ein Spannungswandler 2 in Form eines Sperrschwingers mit einer für diese Spannungsquellen typischen Spannung, also zum Beispiel 12V oder weniger, beaufschlagt. Der Sperrschwinger 2 lädt einen Mittelspannungsenergiespeicher 1 in Form etwa eines Folienkondensators etwa einer Kapazität von 1,5μΡ auf eine Spannung etwa von 700 V auf. Hinter diesem Mittelspannungsenergiespeicher 1 verzweigt sich die Schaltung in parallele untereinander gleich aufgebaute Zweige entsprechend der Vielfachheit der zu zündenden Einheiten, d. h. Zündkerzen bzw. Zylinder. Am Ausgang des Mittelspannungsenergiespeichers 1 liegen ansteuerbare Trennglieder, vorzugsweise schneiIe Thyristoren, 3 a, 3 b, 3c, 3 d,..., in der Vielfachheit der vorgesehenen Zündstränge parallel. Ein jeder solcher Zündstrang besteht aus einem Hochspannungswandler4x (x = a, b, c,...) in Form eines möglichst induktivitätsarmen und ohmsch, dielektrisch und magnetisch besonders verlustarmen Transformators mit hohem Kopplungsfaktor, einem Hochspannungsenergiespeicher 5x in Form etwa
eines Keramikkondensators etwa einer Kapazität der Größenordnung zwischen 200 und 40OpF, einem Trennglied 6x in Form einer druckgasgefüllten Funkenstrecke und einem Energiespeicher 7x mit Energiewandler 8x in Form der Zündkerzeneigenkapazität bzw. derZündkerzenfunkenstrecke.
Ein bevorzugter Aufbau eines Zündstranges 4x bis 8x ist in Fig. 3 dargestellt. An den Hochspannungsausgang des Transformators 4x ist der Hochspannungsspeicherkondensator 5x angeschlossen. Ihm parallel liegt die Reihenschaltung aus Vorfunkenstrecke 6x und Zündkerzenkapazität 7x mit Zündfunkenstrecke 8x. Die Zündkerzenkapazität beträgt typischerweise ca. 2OpF. Damit vor dem Durchschlagen der Vorfunkenstrecke 6x die vom Transformator 4x erzeugte Spannung im wesentlichen wirklich an der Vorfunkenstrecke 6x abfällt, muß die Kapazität dieser Vorfunkenstrecke klein gegen die Zündkerzenkapazität 7x gewählt werden, sie ist vorzugsweise also von der Größenordnung 2 pF. Der Speicherkondensator 5x wiederum muß mit seiner Kapazität so hoch liegen, daß nach dem Durchschalten der Vorfunkenstrecke, wenn also die Kapazität des Speicherkondensators 5x und die Zündkerzenkapazität 7x parallel liegen, die Gesamtkapazität weiterhin im wesentlichen durch die Kapazität des Speicherkondensators 5x bestimmt wird. Daraus resultieren Kapazitätswerte für den Speicherkondensator der Größenordnung 10OpF, d.h. 200 bis 40OpF. Dadurch läßt sich erreichen, daß die Spannung an derZündkerzenfunkenstrecke 8x nach dem Durchschalten der Vorfunkenstrecke 6x nicht wesentlich unter die Spannung absinkt, auf die der Speicherkondensator 5x aufgeladen worden ist. Der angestrebte Wert für diese Spannung ist von der Größenordnung 3OkV.
Die Erzeugung einer Spannung der Größenordnung von 3OkV an einer Kapazität von der Größenordnung einiger hundert pF ohne zusätzliche Belastung der primären Energiequelle also Batterie bzw. Lichtmaschine, wird durch die Verwendung der verlust- und induktivitätsarmen Hochspannungstransformatoren 4x in Verbindung mit dem Verzicht auf eine Zündverteilung auf der Hochspannungsseite und deren Ersatz durch die Thyristoren 3a... d auf der Niederspannungsseite der Transformatoren 4x in der Vielfachheit dieser Transformatoren erreicht.
Besonders geeignete Werte für den Hochspannungstransformator sind von der Größenordnung 150μ.Η Induktivität, 350 mß Widerstand primärseitig in Verbindung mit 35OmH Induktivität, 180Ω Widerstand senkundärseitig. Für geringe Kernverluste
sorgt ein Ferritkernmaterial. <
Die Induktivitätsarmut des Hochspannungstransformators 4x führt zu äußerst raschen Umladevorgängen aus dem Mittelspannungsspeicherkondensator in der gerade aufgeschalteten Hochspannungsspeicherkondensator 5x, was in Verbindung mit dem dadurch begünstigten raschen Durchschlagen der Vorfunkenstrecke 6x Spannungsanstiege von der Größenordnung 100 kV/,u,s an derZündkerzenfunkenstrecke liefert. Dies begünstigt den Energieumsatz in der Zündfunkenstrecke 8x im Kopf des Zündfunkens, also im Nanosekundenbereich, und trägt dazu bei, daß in der zur Verfugung stehenden Zeit über eventuelle Nebenschlüsse, wie sie beispielsweise durch Verrußungen des Isolatorkörpers der Zündkerze gegeben sein könnten,
nur vernachlässigbar wenig Energie abfließen kann. »
Die Induktivitätsarmut des Hochspannungstransformators 4x macht seine Kombination mit dem Hochspannungsspeicherkondensator 5x bzw. dem Mittelspannungsspeicherkondensator 1 zu sehr schnell schwingenden Schwingkreisen, so daß die nicht im Nanosekundenbereich umgesetzte Energie in den Mittelspannungsspeicherkondensator zurückgeführt werden kann. Um dies zu ermöglichen, kann antiparallel zur Schaltstrecke des zu diesem Zeitpunkt schon
sperrenden Thyristors 2 a.. deine Diode vorgesehen sein. · ^
Die Anforderungen an das zwischen Mittelspannungsenergiespeicher 1 und Hochspannungswandler 4x liegende Trennglied, Thyristor 3a... d, bestehen vor allem darin, daß es zeitlich definiert ansteuerbar ist, sehr schnell schaltet und im durchgeschalteten Zustand sehr niederohmig ist, um auch hier Verluste zu vermeiden. Diese Anforderungen werden durch einen schnellen Thyristor, wie er heute verfügbar ist, in besonders hohem Maße erfüllt.
Die Ansteuerung der Thyristoren 3a... d kann auf beliebige geeignete Weise erfolgen. Als die Thyristoren 3a... d ansteuernder Signalwandler 9 kommt beispielsweise ein Kennfeldrechner in Frage, der über Signalgeber 10 (Sensoren) angesteuert wird, so daß der Zündzeitpunkt entsprechend den Motorerfordernissen, Lastzuständen usw. verstellt werden kann. Der Signalwandler 9 kann auch ein umgebauter mechanischer Hochspannungszündverteiler ohne Hochspannungsfunktion sein, der die Sensoren für Unterdruckverstellung, Fliehkraftverstellung, Zylindererkennung usw. beinhaltet.
Als Mittelspannungswandler 2 wird ein Sperrschwinger bevorzugt, da er relativ verlustarm gebaut werden kann, sich optimal in der Leistung anpassen läßt, kurzschlußfest ist und einen ausreichend schnellen Spannungsanstieg im Millisekundenbereich bietet. Darüber hinaus läßt er sich klein bauen. Durch Anwendung des Sperrschwingerprinzips ist es überdies möglich, bereits ab einer Primärspannung von 3 V (extremer Kaltstart) den Mittelspannungsenergiespeicher 1 mit einer für Motorstarts ausreichenden Impulsfolge von etwa 10Hz voll aufzuladen.
In Weiterbildung des beschriebenen Prinzips kann vorgesehen sein, daß jeweils mehrere Mittelspannungsenergiespeicher 1 unter Vorsehung entsprechender zusätzlicher Trennglieder auf jeden Zündstrang einwirken. Damit lassen sich pro Zündvorgang und Zündkerze jeweils mehrere energiereiche Funken nacheinander abwickeln. Da die Zündanlage proportional der Funkenfolge der Batterie 11 bzw. Lichtmaschine 12 Energie entnimmt, sind bis zur halben maximalen Funkenfolge Zweifachfunken, bei einem Drittel der maximalen Zündfolge Dreifachfunken ohne größere Belastung der Batterie 11 oder Lichtmaschine 12 als bei der maximalen Funkenfolge möglich.
Zeitlich aufeinanderfolgende Mehrfachfunken lassen sich auch in der Weise realisieren, daß die zur Verfugung stehende Energie des Mittelspannungsenergiespeichers 1 in Kippschwingungen, jeweils mit dem Energieinhalt des Hochspannungsenergiespeichers 5x umgewandelt wird.
Um die Niederohmigkeit der Zündanlage zu gewährleisten, ist es zweckmäßig, die Anlage kompakt und mit kurzen Leitungswegen auszubilden. Fig. 1 zeigt mehrere mögliche Schnittstellen in der Gesamtkette mit der sich dadurch ergebenden möglichen Zusammenfassung von Teilkomponenten in bestimmten Baueinheiten.
Fig. 2 zeigt einen Teil der Schaltung von Fig. 1 in größeren Einzelheiten. Der Signalwandler 9, etwa ein Kennfeldrechner gibt seine Ausgangssteuersignale auf die Leuchtdioden 20a, 20b, 20c, 2Od,... von Optokopplern aus, mit denen zur Unterdrückung eines Übersprechens von einem Zündstrang auf den anderen der Leistungsteil von den Steuerelementen galvanisch getrennt ist. Die Phototransistoren 21 a,21 b, 21c, 21 d,... der Optokoppler geben ihre Signale auf die Steuerelektroden der Thyristoren 3 a, 3 b, 3 c, 3d,..., die in Reihe mit den Primärwicklungen der Hochspannungswandler 4a, 4b, 4c, 4d,... liegen. An der Reihenschaltung aus Primärwicklung des Hochspannungstransformators 4x und dem Thyristor 3x, in der auch noch eine Entkopplungsdiode 22x vorhanden ist, liegt die Spannung des über den Sperrschwinger 2 aus der Lichtmaschine 12 oder Batterie 11 auf eine Spannung
der Größenordnung einige 100V aufgeladenen Mittelspannungskondensators 1. Sobald der Thyristor, vom Signalwandler 9 angesteuert, durchschaltet, fließt Strom —wegen der Induktivitätsarmut und Niederohmigkeit des Hochspannungswandlers 4 χ und der Schnelligkeit des Thyristors 3x mit kurzer Anstiegszeit und hohen Spitzenstromstärken. Der Hochspannungswandler transformiert die primärseitige Spannung dabei hoch und der in Fig. 2 nicht mehr gezeigte Hochspannungsspeicherkondensator 5xwird mit hohem Wirkungsgrad im Nanosekundenbereich auf die gewünschte Spannung der Größenordnung von 3OkV aufgeladen.
Ist eine Rückspeisung der nicht im Nanosekundenbereich umgesetzten Energie in den Mittelspannungsspeicherkondensator gewünscht, so entfallen die Entkopplungsdioden 22x und es sind antiparallel zu den Thyristoren verschaltete Dioden .
vorgesehen.
Zur Belegung der Wirksamkeit der beschriebenen Zündanlage wurde folgender Versuch unternommen:
Ein Sechszylindermotor wurde zunächst mit einer herkömmlichen Transistorzündung mit mechanischem Hochspannungsverteiler, ergänzt um Vorfunkenstecker mit 10OpF und Vorfunkenstrecken von 2OkV, betrieben. Dabei ergaben sich folgende Mängel:
a) Das Gemisch im Motor ist nur bedingt abmagerungsfähig, die an das Gas abgegebene Energie von 2OmJ ist nicht ausreichend für alle Betriebszustände. Die primärseitige Leistungsaufnahme betrug 96W.
b) Da beim Kaltstart bis 23 kV an der Zündkerze auftreten, wird zwar durch die Vorfunkenstrecke bis 2OkV abgesperrt, darüber steigt die Spannung an der Zündkerze aber mit normaler Geschwindigkeit von ca. 400 V//n.s an. Bei leitfähigem Belag fließt oft zuviel Energie über den Isolatorfuß der Zündkerze ab, so daß es zu Zündaussetzern kommt.
c) Zumindest bei kaltem, innen betautem mechanischem Verteiler kommt es hierzu Hochspannungsüberschlägen bereits bei 17kV und damit zu Zündaussetzern.
Der Ansprechspannung der Funkenstrecken wurde dann auf 27 kV erhöht und die Kapazitäten der Speicherkondensatoren auf 33OpF angehoben.
Mit keiner handelsüblichen, bekannten Zündung konnte diese Kombination zum Durchschalten gebracht werden. Die Beibehaltung des Konstruktionsprinzips hätte zu einer Leistungsaufnahme an der Batterie bzw. Lichtmaschine von 360W geführt, was ohne Verstärkung von Batterie bzw. Lichtmaschine nicht möglich gewesen wäre. Die Zündspule als Energiezwischenspeicher wurde nun durch einen über einen Sperrschwinger auf 700 V aufzuladenden Kondensator einer Kapazität von 1,5/u.F ersetzt und dieser über in der Vielfalt der Zündkerzen niederspannungsseitig vorhandene Thyristoren und verlust- sowie induktivitätsarme Transformatoren in die 330-pF-Hochspannungsspeicherkondensatoren umgeladen.
Damit war es dann möglich, die Kombination aus 330-pF-speicherkondensator und 27-kV-Vorfunkenstrecke durchzuschalten und für jeden Motorbetriebspunkt die mindestens 23kV an der Zündkerze als Nadelimpuls mit einer Anstiegszeit von 100 kV//iS
anzubieten. '' ·
Die Anwendung der beschriebenen Zündanlage beschränkt sich nicht auf Ein- und Mehrzylinderhubkolbenmotore, sondern kann auch bei Rotationskolbenmotoren, Gasturbinen usw. mit den verschiedensten Kraftstoffen Diesel, Benzin, Alkohol, Äthanol, Wasserstoff, Wasserstoff-Benzin, Biogas, Erdgas, Propan usw. bei mehr oder weniger guter Gemischaufbereitung, mehr oder weniger abgemagert, verwendet werden.
Die günstige Energieausnützung bei der beschriebenen Zündung ermöglicht es, sie bei reduzierter Zündenergie etwa auch für Zusatzheizungen für Kraftfahrzeuge zu verwenden. Als primäre Energiequellen sind wegen des hohen Wirkungsgrads der Zündanlage auch Solarzellen oder handbetriebene Dynamos vorstellbar, ebenso für Kurzzeitbetrieb leistungsfähige Batterien, die einen Stoßstrom von z. B. 2 A bringen.

Claims (6)

  1. Erfindungsanspruch:
    1. Zündanlage mit einem oder mehreren und dann zu einander parallel liegenden Zündsträngen, welche eine Zündfunkenstrecke, eine Vorfunkenstrecke und einen bei durchgeschalteter Vorfunkenstrecke über die Zündfunkenstrecke entladbaren Hochspannungsspeicherkondensator umfassen, mit einem Hochspannungswandler zur Erzeugung einer Spannung am Hochspannungsspeicherkondensator von der Größenordnung der Zündspannung, mit einer Niederspannungsquelle als Ausgangspunkt für die Erzeugung der Zündspannung und mit einer Einrichtung zur zeitrichtigen Ansteuerung des oder der Zündstränge, gekennzeichnet dadurch, daß der Hochspannungswandler (4a, 4 b,...) mit möglichst niedrigen Induktivitäten und möglichst niedrigen ohmschen Widerständen in der Vielfachheit der Zündstränge vorgesehen ist, daß zwischen Niederspannungsquelle (11,12) und dem oder den Hochspannungswandlernein Mittelspannungswandler (2) zur Erzeugung einer zwischen der Niederspannung und der Zündspannung liegenden Mittelspannung und ein auf diese Mittelspannung aufzuladender Mittelspannungsspeicherkondensator (1) vorgesehen sind, und daß zwischen dem Mittelspannungsspeicherkondensator und dem oder den Hochspannungswandlern in der Vielfachheit der Zündstränge parallel liegende ansteuerbare Schaltelemente (3 a, 3 b,...) vorgesehen sind, welche durch die Einrichtung zur zeitrichtigen Ansteuerung angesteuert werden.
  2. 2. Zündanlagenach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß als Mittelspannungswandler (2) ein Sperrschwinger vorgesehen ist.
  3. 3. Zündanlagenach Punkt 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß Thyristoren als die steuerbaren Schaltelemente (3a, 3b,...) vorgesehen sind.
  4. 4. Zündanlage nach Punkt 3, gekennzeichnet dadurch, daß zu jedem Thyristor (3 a, 3 b,...) antiparallel eine Diode zur Rückspeisung von nicht im Nanosekundenbereich an der Zündfunkenstrecke umgesetzter Energie in den Mittelspannungsspeicherkondensator (1) vorgesehen ist.
  5. 5. Zündanlage nach Punkt 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Einrichtung zurzeitrichtigen Ansteuerung durch Verwendung von Optokopplern (20 a, 21a; 20 b, 21 b,...) zur Signalübertragung von den steuerbaren Schaltelementen (3a, 3 b,...) galvanisch getrennt ist.
  6. 6. Zündanlage nach einem der vorstehenden Punkte, gekennzeichnet dadurch, daß für jeden Zündstrang mehrere Mittelspannungswandler und mehrere steuerbare Schaltelemente vorgesehen sind, wobei die Schaltelemente eines Stranges zeitversetzt ansteuerbar sind.
DD86289028A 1985-04-15 1986-04-11 Zuendanlage DD245702A5 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3513422A DE3513422C2 (de) 1985-04-15 1985-04-15 Zündanlage für Brennkraftmaschinen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DD245702A5 true DD245702A5 (de) 1987-05-13

Family

ID=6268042

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DD86289028A DD245702A5 (de) 1985-04-15 1986-04-11 Zuendanlage

Country Status (9)

Country Link
US (1) US4727891A (de)
EP (1) EP0200010B1 (de)
JP (1) JPS61241465A (de)
AT (1) ATE70598T1 (de)
BR (1) BR8601692A (de)
DD (1) DD245702A5 (de)
DE (1) DE3513422C2 (de)
ES (1) ES8706903A1 (de)
IN (1) IN166150B (de)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1204274B (it) * 1986-04-24 1989-03-01 Claudio Filippone Dispositivo di accensione a controllo elettronico di plasma,per motori a combustione interna
DE3731393A1 (de) * 1987-09-18 1989-04-06 Bosch Gmbh Robert Hochspannungsschalter
JPH04349386A (ja) * 1991-05-27 1992-12-03 West Electric Co Ltd 内燃機関点火装置用の定電圧放電管
DE4117808C2 (de) * 1991-05-31 1994-09-22 Bosch Gmbh Robert Zündanlagen für Brennkraftmaschinen mit Hochspannungsschalter
US6559376B2 (en) 1996-09-30 2003-05-06 Nology Engineering, Inc. Combustion initiation device and method for tuning a combustion initiation device
WO2001020161A1 (en) * 1999-09-15 2001-03-22 Knite, Inc. Electronic circuits for plasma-generating devices
DE10048053A1 (de) * 2000-09-28 2002-06-06 Christoph Koerber Plasmastrahl-Zündsystem
US6374816B1 (en) 2001-04-23 2002-04-23 Omnitek Engineering Corporation Apparatus and method for combustion initiation
US6679235B1 (en) * 2003-02-21 2004-01-20 Delphi Technologies, Inc. High power ignition system having high impedance to protect the transformer
GB0720939D0 (en) * 2007-10-24 2007-12-05 Powell Jude A Coolign device
AT507748A1 (de) * 2008-12-16 2010-07-15 Ge Jenbacher Gmbh & Co Ohg Zündeinrichtung
CN103403340B (zh) 2011-01-13 2016-06-08 费德罗-莫格尔点火公司 具有选择性电弧的电晕点火系统
FR3032232B1 (fr) * 2015-01-30 2017-03-10 Meggitt (France) Generateur d'allumage a haute energie notamment pour turbine a gaz

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2950419A (en) * 1956-12-07 1960-08-23 Bendix Corp Ignition apparatus
GB1077004A (en) * 1963-05-01 1967-07-26 Rotax Ltd Spark ignition apparatus
US3331034A (en) * 1964-09-10 1967-07-11 Gen Motors Corp Converter stabilizing circuit
DE1439995C3 (de) * 1964-11-27 1974-02-07 Beru-Werk Albert Ruprecht, 7140 Ludwigsburg Funkentstörtes Kondensatorzündgerät
US3575153A (en) * 1968-11-18 1971-04-20 Eltra Corp Regulated voltage converter
US3629651A (en) * 1969-09-25 1971-12-21 Bendix Corp Pulse-generating apparatus
GB1371042A (en) * 1970-10-20 1974-10-23 Plessey Co Ltd Spark generating systems for internal combustion engines
GB1473325A (en) * 1973-06-29 1977-05-11 Lucas Industries Ltd Spark ignition systems for internal combustion engines
US4027198A (en) * 1975-08-14 1977-05-31 The Bendix Corporation Capacitor discharge ignition system
GB1571884A (en) * 1975-12-03 1980-07-23 Lucas Industries Ltd Spark ignition systems for gas turbine engines
DE2810159C3 (de) * 1978-03-09 1984-11-08 Bloss, Werner H., Prof. Dr.-Ing., 7065 Winterbach Einrichtung zur Zündung brennfähiger Gemische
JPS57165673A (en) * 1981-04-07 1982-10-12 Nissan Motor Co Ltd Plasma ignition device
US4382430A (en) * 1981-06-01 1983-05-10 Shinichiro Iwasaki Ignition system
JPS57203867A (en) * 1981-06-09 1982-12-14 Nissan Motor Co Ltd Plasma ignition apparatus
US4391236A (en) * 1981-07-24 1983-07-05 Outboard Marine Corporation CD Ignition with automatic spark retard
JPS5859376A (ja) * 1981-10-05 1983-04-08 Nissan Motor Co Ltd プラズマ点火装置
SE437286B (sv) * 1982-07-09 1985-02-18 Saab Scania Ab Tendsystem for flercylindrig fyrtaktmotor
US4479467A (en) * 1982-12-20 1984-10-30 Outboard Marine Corporation Multiple spark CD ignition system
US4487192A (en) * 1983-04-18 1984-12-11 Ford Motor Co Plasma jet ignition system
US4562823A (en) * 1983-07-15 1986-01-07 Nippon Soken, Inc. Ignition device for internal combustion engine
CA1267930A (en) * 1984-02-27 1990-04-17 Ronald C. Pate Combustion initiation system employing hard discharge ignition

Also Published As

Publication number Publication date
BR8601692A (pt) 1986-12-16
EP0200010B1 (de) 1991-12-18
DE3513422C2 (de) 1993-10-28
EP0200010A1 (de) 1986-11-05
IN166150B (de) 1990-03-17
US4727891A (en) 1988-03-01
ES553995A0 (es) 1987-07-01
DE3513422A1 (de) 1986-12-18
ES8706903A1 (es) 1987-07-01
JPS61241465A (ja) 1986-10-27
ATE70598T1 (de) 1992-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3221885C2 (de) Plasma-Zündsystem für eine mehrere Zylinder aufweisende Brennkraftmaschine
DE3137240C2 (de) Zündanlage für eine Brennkraftmaschine
DE3221990C2 (de) Plasmazündanlage für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine
DE3129954A1 (de) &#34;plasma-zuendanlage fuer verbrennungsmotor&#34;
DE2624782A1 (de) Zuendeinrichtung fuer eine innenbrennkraftmaschine
DE3513422C2 (de) Zündanlage für Brennkraftmaschinen
DE2340865A1 (de) Zuendvorrichtung fuer brennkraftmaschinen
DE3212874A1 (de) Plasmazuendanlage fuer eine brennkraftmaschine
WO2012130649A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur verlängerung der brenndauer eines von einer zündkerze gezündeten funkens in einem verbrennungsmotor
DE19625422A1 (de) Hybridzündschaltung für einen Verbrennungsmotor
DE4116298C2 (de) Zündvorrichtung für einen Verbrennungsmotor
DE2814779A1 (de) Zuendsystem
DE2433155B2 (de) Zündschaltung für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine
DE1414588B2 (de) Zuendeinrichtung fuer brennkraftmaschinen
DE3404245A1 (de) Hochspannungs-generatorschaltung fuer ein kraftfahrzeugzuendsystem
DE60012073T2 (de) Zündsystem für eine fahrzeugantreibende Brennkraftmaschine
DE2124183A1 (de) Transistorierte Schaltung eines Rechteckwellen-Schwingungserzeugers mit sättigungsfähigem Kern
DE3302198A1 (de) Zuendsystem fuer einen motor mit innerer verbrennung
DE2418265A1 (de) Zuendanlage fuer brennkraftmaschinen
DE102020211200A1 (de) Zündvorrichtung
DE2531302B2 (de) Zuendeinrichtung fuer brennkraftmaschinen
DE3144264A1 (de) Transistorisierte zuendanlage fuer eine brennkraftmaschine
DE102014215369A1 (de) Zündsystem und Verfahren zum Steuern eines Zündsystems für eine fremdgezündete Brennkraftmaschine
DE1965152C3 (de) Elektronisches Zündsystem für Brennkraftmaschinen
DE2833223A1 (de) Kontaktfreie zuendvorrichtung fuer eine brennkraftmaschine