Zündeinrichtung für Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich
auf eine Zündeinrichtung für Brennkraftmaschinen mit einem von der Brennkraftmaschine
antreibbaren Wechselstromgenerator, dessen feststehende Wicklung bei jedem Umlauf
des wenigstens zwei Polpaare aufweisenden Dauermagnetläufers des Generators zweimal
gleichsinnig von einem magnetischen Wechselfluß durchsetzt wird und über einen Gleichrichter
an einen Speicherkondensator angeschlossen ist, und mit einem magnetisch von den
Eisenteilen des Generators getrennten Zündtransformator, der mit seiner Primärwicklung
in den Entladekreis des Speicherkondensators einschaltbar ist mit Hilfe eines Schalters,
der von einem mit der Antriebswelle gekuppelten Nocken im Zündaugenblick in seine
Schließstellung gebracht wird.Ignition device for internal combustion engines The invention relates
on an ignition device for internal combustion engines with one of the internal combustion engine
Drivable alternator, its fixed winding with each revolution
of the permanent magnet rotor of the generator, which has at least two pole pairs, twice
is traversed in the same direction by a magnetic alternating flux and via a rectifier
connected to a storage capacitor, and with one magnetically of the
Iron parts of the generator separate ignition transformer with its primary winding
can be switched into the discharge circuit of the storage capacitor with the aid of a switch,
that of a cam coupled to the drive shaft in its instant of ignition
Closed position is brought.
Es sind bereits Zündeinrichtungen bekanntgeworden, bei welchen ein
mehrpoliger Magnetzünder mit einem Unterbrecher und eine magnetisch mit der im Unterbrecherstromkreis
liegenden Primärwicklung gekoppelte Hochspannungswicklung vorgesehen sind. Bei diesen
Anlagen wird die Zündenergie aus dem im Zündaugenblick vorhandenen Magnetfeld in
dem von der Primärwicklung umfaßten Eisenkreis geliefert. Ein Speicherkondensator,
dessen Energie im Zündaugenblick entladen wird, ist jedoch nicht vorgesehen. Es
ist auch schon bekannt, bei elektrischen Zündanlagen für Brennkraftmaschinen die
Zündenergie einem Kondensator zu entnehmen, der während jeder Umdrehung eines permanentmagnetischen
Rotors und eines mit diesem gekuppelten einhöckerigen Unterbrechernockens einmal
über einen Gleichrichter aufgeladen wird. Demgegenüber lag der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, eine Anordnung zu schaffen, bei welcher die Zündenergie einem Kondensator
entnommen wird, der vor jedem Entladungsvorgang durch mindestens zwei vorzugsweise
n - 1. Ladeströme aufgeladen wird, wenn n = 2p die Polzahl bzw. die Anzahl der bei
jeder Umdrehung des Dauermagnetläufers stattfindenden Polwechsel bezeichnet. Zur
Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Nocken einen Öffnungswinkel
von mindestens 180°, vorzugsweise von mehr als 270° aufweisen soll.There are already ignition devices known in which a
Multipole magneto with one breaker and one magnetic with the one in the breaker circuit
lying primary winding coupled high-voltage winding are provided. With these
Systems, the ignition energy is derived from the magnetic field present at the moment of ignition in
supplied to the iron circuit enclosed by the primary winding. A storage capacitor
whose energy is discharged at the moment of ignition, however, is not provided. It
is also already known in electrical ignition systems for internal combustion engines
Ignition energy can be taken from a capacitor, which during each revolution of a permanent magnetic
Rotor and one with this coupled single-humped breaker cam once
is charged via a rectifier. In contrast, the object of the invention was
based on creating an arrangement in which the ignition energy is a capacitor
is removed, preferably by at least two before each discharge process
n - 1. Charging currents are charged when n = 2p the number of poles or the number of at
each rotation of the permanent magnet rotor denotes the pole change that takes place. To the
Solution to this problem is proposed according to the invention that the cam has an opening angle
of at least 180 °, preferably of more than 270 °.
Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit, die für die Zündleistung erforderliche,
durch die Dauermagnete zu induzierende elektrische Leistung auf mehrere Polwechsel
zu verteilen und demzufolge mit wesentlich kleineren Dauermagneten und demzufolge
leichteren und billigen Generatoren zu erzielen. Eine besonders einfache Anordnung
ergibt sich, wenn der zum Schließen des Schalters vorgesehene Nocken den Schalter
bei einem vierpoligen Magnetsystem über drei Flußwechsel hinweg offenhält. Weitere
Einzelheiten und zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung sind nachstehend an einem
Ausführungsbeispiel, einer Zündeinrichtung für eine Einzylinderbrennkraftmaschine
näher beschrieben und erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen zur Zündeinrichtung gehörenden
Schwunglichtapparat im Querschnitt senkrecht zu seiner Antriebswelle, F i g. 2 das
elektrische Schaltschema der Zündeinrichtung und F i g. 3 eine abgewandelte Ausführungsform
in einem Ausschnitt aus ihrem Schaltschema.This results in the possibility of the ignition power required,
Electrical power to be induced by the permanent magnets on several pole changes
to distribute and consequently with much smaller permanent magnets and consequently
to achieve lighter and cheaper generators. A particularly simple arrangement
results when the cam provided for closing the switch hits the switch
in a four-pole magnet system, holds open over three flux changes. Further
Details and expedient development of the invention are below on one
Embodiment of an ignition device for a single-cylinder internal combustion engine
described and explained in more detail. It shows F i g. 1 belonging to the ignition device
Swing light apparatus in cross section perpendicular to its drive shaft, FIG. 2 that
electrical circuit diagram of the ignition device and F i g. 3 shows a modified embodiment
in an excerpt from their circuit diagram.
Die Zündeinrichtung enthält einen nach Art der bekannten Schwunglichtmagnetzünder
aufgebauten vierpoligen Wechselstromgenerator, der ein mit der Welle der Brennkraftmaschine
einer nicht dargegestellten Einzylinder-Zweitaktbrennkraftmaschine kuppelbares Schwungrad
10 und eine feststehende Ankerplatte 11 enthält. Das Schwungrad besteht aus vier
ringsektorförmigen Dauermagneten 12, die jeweils paarweise an einem zwischen ihnen
angeordneten, aus Weicheisenblechen zusammengesetzten Polschuh 13 mit gleichnamigen
Polen anliegen. Die Dauermagnete und die Polschuhe werden durch ein um diese herumgegossenes,
aus Leichtmetall bestehendes Schwungradgehäuse 14 zusammengehalten, das von einer
zentralen, an ihrem der Ankerplatte zugekehrten Endabschnitt als Nocken 15 ausgebildeten
Stahlnabe getragen wird, mit welcher das Schwungrad auf dem bei 16 angedeuteten
Kurbelwellenzapfen der Brennkraftmaschine mit einem Keil 17 befestigt ist. Der Nocken
arbeitet mit einem Unterbrecherhebel18 zusammen. Dieser steht unter dem Zug einer
Spiralfeder 19 und trägt einen Schaltkontakt 20, der in der in F i g. 1 wiedergegebenen
Stellung des Nockens 15 gegen einen vom Unterbrecherhebel 18 isolierten Gegenkontakt
21 anliegt.
Auf der Ankerplatte 11 sind zwei Sehnenanker 22 und
23 befestigt. Die auf dem Sehnenanker 22 sitzende Lichtwicklung 24 dient zur Versorgung
zweier Lampen 25 und 26, die über einen willkürlich betätigbaren Schalter 27 aus
der Lichtwicklung 24 mit Wechselstrom versorgt werden können. Während die Lichtwicklung
24 mit wenigen Windungen eines im Querschnitt dicken Drahtes ausgeführt ist, enthält
die zur Erzeugung der Zündenergie dienende, auf dem Anker 23 sitzende Wicklung 30
etwa zehnmal so viel Windungen eines dünnen Drahtes und liefert daher bei gleicher
Drehzahl des Schwungrades eine Leerlaufspannung, die zehnmal so hoch wie diejenige
der Lichtwicklung 24 ist. Die an einem ihrer Wicklungsenden zusammen mit der Lichtwicklung
24 an Masse angeschlossene Wicklung 30 ist erfindungsgemäß über einen Gleichrichter
31 an einen Speicherkondensator 32 angeschlossen, der bei jeder Umdrehung des Schwungrades
vier Ladestromstöße aus der Wicklung 30 erhält. Mit der an den Gleichrichter 31
angeschlossenen Elektrode des Kondensators 32 ist die Primärwicklung 33 einer Zündspule
verbunden, die auf ihrem Eisenkern 34 außerdem noch eine Sekundärwicklung 35 trägt.
Diese ist an die bei 36 angedeutete Zündstrecke der Zündkerze der Brennkraftmaschine
angeschlossen. Das andere Ende der Primärwicklung 33 ist zum Unterbrecherhebel18
geführt und wird von diesem über den feststehenden Kontakt 21 an Masse angeschaltet,
sobald der Unterbrecherhebel18 mit seinem Gleitstück 37 von dem zylindrischen Mantelabschnitt
des Nockens 15 abläuft und dabei die flache, sich über etwa 75° erstreckende Schließzone
38 des Nockens erreicht. Diese Schließzone ist in bezug auf die Polschuhe 13 so
gelegt, daß die Unterbrecherkontakte 20 und 21 ihre Schließstellung während oder
unmittelbar nach einer in der Wicklung 30 induzierten Spannungshalbwelle erreichen,
bei welcher dem Speicherkondensator ein Ladestromstoß über den Gleichrichter 31
zufließt. Beim Schließen der Kontakte kann sich während der vorausgegangenen Schwungradumdrehung
geladene Speicherkondensator über die Primärwicklung 33 der Zündspule entladen und
in deren Sekundärwicklung 35 einen starken Zündspannungsstoß erzeugen.The ignition device contains a type of the known flywheel magneto
built-up four-pole alternator, which is connected to the shaft of the internal combustion engine
a single-cylinder two-stroke internal combustion engine, not shown, detachable flywheel
10 and a fixed anchor plate 11 contains. The flywheel consists of four
annular sector-shaped permanent magnets 12, each in pairs on one between them
arranged, composed of soft iron sheets pole shoe 13 with the same name
Poland concerns. The permanent magnets and the pole shoes are secured by a
made of light metal flywheel housing 14 held together by a
central, formed as a cam 15 at its end portion facing the anchor plate
Steel hub is carried with which the flywheel on the indicated at 16
The crankshaft journal of the internal combustion engine is fastened with a wedge 17. The cam
works together with a breaker lever18. This is under the train of one
Spiral spring 19 and carries a switching contact 20, which is shown in FIG. 1 reproduced
Position of the cam 15 against a counter-contact isolated from the interrupter lever 18
21 is present.
On the anchor plate 11 are two tendon anchors 22 and
23 attached. The light winding 24 sitting on the tendon anchor 22 is used for supply
two lamps 25 and 26, which are switched off via an arbitrarily actuatable switch 27
the light winding 24 can be supplied with alternating current. While the light winding
24 is made with a few turns of a thick cross-section wire contains
the winding 30 which is used to generate the ignition energy and is seated on the armature 23
about ten times as many turns of a thin wire and therefore delivers with the same
The speed of the flywheel has an open circuit voltage ten times that of the
the light winding 24 is. The one at one of their winding ends together with the light winding
According to the invention, winding 30 connected to ground is via a rectifier
31 connected to a storage capacitor 32, which with each revolution of the flywheel
receives four bursts of charging current from winding 30. With the to the rectifier 31
connected electrode of the capacitor 32 is the primary winding 33 of an ignition coil
connected, which also carries a secondary winding 35 on its iron core 34.
This is due to the ignition path indicated at 36 of the spark plug of the internal combustion engine
connected. The other end of the primary winding 33 is towards the breaker lever 18
and is connected to ground by this via the fixed contact 21,
as soon as the interrupter lever 18 with its slider 37 from the cylindrical jacket section
of the cam 15 expires and thereby the flat closing zone extending over approximately 75 °
38 of the cam reached. This closing zone is like this with respect to the pole pieces 13
placed that the breaker contacts 20 and 21 their closed position during or
reach immediately after a voltage half-wave induced in the winding 30,
in which the storage capacitor receives a charging current surge via the rectifier 31
flows in. Closing the contacts can occur during the previous rotation of the flywheel
charged storage capacitor discharged via the primary winding 33 of the ignition coil and
generate a strong ignition voltage surge in their secondary winding 35.
Damit sich die am Speicherkondensator 32 bei dessen Entladung entstehende
Spannung in Abhängigkeit von der Drehzahl nur wenig ändert, ist zwischen dem mit
dem Gleichrichter 31 verbundenen Wicklungsende der Wicklung 30 und der Masse ein
Belastungswiderstand 40 vorgesehen. Der über diesen Widerstand fließende Strom bewirkt
im Zusammenhang mit dem zwischen den Schenkelenden des Ankers 22 und den Polstücken
13 verbleibenden Luftspalt, daß sich die Ausgangsspannung der Wicklung 30 oberhalb
der Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine mit steigender Drehzahl nur geringfügig
erhöht.So that the accumulation on the storage capacitor 32 when it is discharged
Voltage changes little depending on the speed, is between that with
the rectifier 31 connected winding end of the winding 30 and the ground
Load resistor 40 is provided. The current flowing through this resistor causes
in connection with that between the leg ends of the armature 22 and the pole pieces
13 remaining air gap that the output voltage of the winding 30 is above
the idling speed of the internal combustion engine only slightly with increasing speed
elevated.
Wenn keine weiteren Maßnahmen vorgesehen sind, schließt sich an den
Entladevorgang des Speicherkondensators 32 ein erneuter Ladevorgang an, solange
die Kontakte 20 und 21 geschlossen sind. Dies führt zu einer gedämpften Schwingung,
deren Frequenz durch die Kapazität des Speicherkondensators und die Induktivität
der Primärwicklung 33 der Zündspule bestimmt ist. Da bei jedem Umladevorgang der
elektrischen Energie aus dem Speicherkondensator 32 in die Wicklung 33 und umgekehrt
ein hoher elektrischer Strom Ja über die Schaltkontakte fließen muß und daher
die Gefahr besteht, daß sich die Kontakte rasch abnutzen, ist bei dem in F i g.
2 wiedergegebenen Schaltbeispiel zum Speicherkondensator 32 ein Gleichrichter 41
parallel geschaltet, dessen Ableitungselektrode zusammen mit der Ableitungselektrode
des Gleichrichters 31 an die mit der Primärwicklung 33 verbundene Elektrode des
Speicherkondensators 32 angeschlossen ist. Der Gleichrichter 41 wird daher, solange
die Kontakte 20 und 21 geöffnet sind und der Speicherkondensator geladen ist, in
seiner Sperrichtung beansprucht. Sobald jedoch der Kondensator 32 nach dem Schließen
der Kontakte seine Energie an die Primärwicklung 33 abgegeben hat, wird der Gleichrichter
43 von dem dann einsetzenden induktiven Ausgleichsstrom Ja in seiner Durchlaßrichtung
durchflossen und stellt dann einen sehr niederohmigen Parallelwiderstand zum Speicherkondensator
32 dar. Dieser kann sich daher während des Zündvorgangs nicht erneut aufladen. Die
Ladung des Kondensators wird demzufolge in einen einzigen Zündimpuls umgesetzt,
ohne daß eine sich periodisch wiederholende Schwingung entstehen kann. Die Schaltkontakte
20 und 21 werden daher während einer Schließungsperiode des Nockens 15 nur kurzzeitig
von Strom durchflossen. Auf diese Weise wird die Lebensdauer der Kontakte wesentlich
erhöht und gleichzeitig eine stärkere Zündleistung an der Funkenstrecke 36 erzeugt.If no further measures are provided, the discharging process of the storage capacitor 32 is followed by a renewed charging process as long as the contacts 20 and 21 are closed. This leads to a damped oscillation, the frequency of which is determined by the capacitance of the storage capacitor and the inductance of the primary winding 33 of the ignition coil. Since each time the electrical energy is recharged from the storage capacitor 32 into the winding 33 and vice versa, a high electrical current Yes must flow through the switching contacts and there is therefore the risk that the contacts will wear out quickly. 2, a rectifier 41 is connected in parallel with the storage capacitor 32, the deriving electrode of which is connected together with the deriving electrode of the rectifier 31 to the electrode of the storage capacitor 32 connected to the primary winding 33. The rectifier 41 is therefore loaded in its reverse direction as long as the contacts 20 and 21 are open and the storage capacitor is charged. However, as soon as the capacitor 32 has delivered its energy to the primary winding 33 after the contacts have been closed, the rectifier 43 is traversed by the inductive equalizing current Ja which then sets in in its forward direction and then represents a very low-resistance parallel resistance to the storage capacitor 32 do not recharge during ignition. The charge on the capacitor is therefore converted into a single ignition pulse without a periodically repeating oscillation being able to arise. The switching contacts 20 and 21 are therefore only briefly traversed by current during a closing period of the cam 15. In this way, the service life of the contacts is significantly increased and, at the same time, a stronger ignition power is generated at the spark gap 36.
Bei der Schaltungsanordnung nach F i g. 3, die im übrigen mit derjenigen
nach F i g. 2 übereinstimmt, ist der zur Schonung der Schaltkontakte dienende zweite
Gleichrichter 41 zur Primärwicklung 33 der Zündspule parallel geschaltet. Dies hat
den Vorteil, daß nach der Entladung des Speicherkondensators 32 die magnetische
Energie in der Primärwicklung sich ausschließlich in einem Ausgleichsstrom
Ja auswirkt. Dieser geht jedoch nicht, wie beim Schaltungsbeispiel nach F
i g. 2, über die Schaltkontakte 20 und 21, sondern nimmt seinen Weg unmittelbar
über den parallelgeschalteten Gleichrichter 41. Hierdurch wird die Kontaktbelastung
noch weiter verringert. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, zum Schutz des Gleichrichters
41 diesem einen kleinen Kondensator 42 parallel zu schalten, dessen Kapazität etwa
0,1 bis 5 %, vorzugsweise etwa 1% der Kapazität des Speicherkondensators 32, beträgt.In the circuit arrangement according to FIG. 3, which is otherwise similar to that according to FIG. 2 matches, the second rectifier 41, which is used to protect the switching contacts, is connected in parallel to the primary winding 33 of the ignition coil. This has the advantage that after the storage capacitor 32 has been discharged, the magnetic energy in the primary winding has an effect exclusively in the form of a compensating current Ja. However, this does not work, as in the circuit example according to FIG. 2, via the switching contacts 20 and 21, but takes its path directly via the rectifier 41 connected in parallel. This reduces the contact load even further. In order to protect the rectifier 41, it has proven to be expedient to connect a small capacitor 42 in parallel, the capacity of which is approximately 0.1 to 5%, preferably approximately 1% of the capacity of the storage capacitor 32.
Zur Erhöhung der im Speicherkondensator bei jedem Zündvorgang zur
Entladung gelangenden elektrischen Energie kann man an Stelle einer durchgehend
gewickelten, einseitig an Masse angeschlossenen Wicklung 30 eine mit einer Mittelanzapfung
versehene, mit dieser an Masse angeschlossene Wicklung versehen, die mit ihren Wicklungsenden
über je - einen Gleichrichter an den Speicherkondensator angeschlossen ist. Auch
in diesem Falle ist es zweckmäßig, die Wicklung mit einem Widerstand zu belasten,
und die Windungszahl der Wicklung so hoch zu wählen, daß bei belasteter Wicklung
in dem in Frage kommenden Drehzahlbereich am Speicherkondensator unmittelbar vor
seiner Endladung eine möglichst hohe Spannung von etwa 60 bis 120 V zur Verfügung
steht, da die im Kondensator gespeicherte Energie quadratisch mit der Spannung wächst
und das Übersetzungsverhältnis zwischen Primärwicklung und Sekundärwicklung entsprechend
erniedrigt werden kann. Dann darf der durch Verrußen
der Zündkerzenelektroden
entstehende Parallelwiderstand zur Funkenstrecke einen um so höheren Leitwiderstand
erreichen, ohne daß dies zu Zündungsaussetzern führt.To increase the in the storage capacitor for each ignition process
Discharge reaching electrical energy can be used in place of a continuous
wound winding 30 connected to ground on one side with a center tap
provided, with this winding connected to ground, provided with its winding ends
is connected to the storage capacitor via a rectifier each. Even
in this case it is advisable to load the winding with a resistor,
and to choose the number of turns of the winding so high that when the winding is loaded
in the relevant speed range on the storage capacitor
The highest possible voltage of around 60 to 120 V is available for its discharge
because the energy stored in the capacitor grows quadratically with the voltage
and the transformation ratio between primary winding and secondary winding accordingly
can be degraded. Then it may through sooting
the spark plug electrodes
The resulting parallel resistance to the spark gap increases the conductive resistance
without causing misfires.