DE1194638B

DE1194638B - Control device for electrical discharges in ignition devices for internal combustion engines

Info

Publication number: DE1194638B
Application number: DEB66510A
Authority: DE
Inventors: Edgar Frank; Albert Kelz
Original assignee: ALBERT KELZ
Current assignee: ALBERT KELZ
Priority date: 1962-03-23
Filing date: 1962-03-23
Publication date: 1965-06-10

Description

Steuervorrichtung für elektrische Entladungen in Zündeinrichtungen für Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung für elektrische Entladungen in Zündeinrichtungen für Brennkraftmaschinen mit einem an eine Gleichstromquelle angeschlossenen Ladekondensator und mindestens einer Gasentladungsdiode. Der Kondensator wird auf die Ansprechspannung eines L7berspannungsableiters aufgeladen. Bei Erreichen der Durchschlagspannung wird der Kondensator-Entladestrom entweder der Primärwicklung eines Zündtransformators zugeführt, dessen Sekundärwicklung die Stoßspannung zum Funkenüberschlag an einer Hochspannungszündkerze liefert (sogenannte Hochspannungs-Kondensatorzündung), oder die Entladung erfolgt unmittelbar über eine Sonderzündkerze (Niederspannungs-Kondensatorzündung).Control device for electrical discharges in ignition devices for internal combustion engines The invention relates to a control device for electrical discharges in ignition devices for internal combustion engines with a a direct current source connected charging capacitor and at least one gas discharge diode. The capacitor is charged to the response voltage of a surge arrester. When the breakdown voltage is reached, the capacitor discharge current is either the primary winding of an ignition transformer, the secondary winding of which the Provides surge voltage for arcing at a high-voltage spark plug (so-called High-voltage capacitor ignition), or the discharge takes place directly via a Special spark plug (low-voltage capacitor ignition).

Bei solchen Zündanlagen wird eine einwandfreie Zündung zweckmäßig durch hohe Zündenergie garantiert. Die Zündungdes Kraftstoff-Luft-Gemisches soll auch bei stark verrußten oder verbleiten Zündkerzen oder beim Betrieb mit schlecht brennbaren Kraftstoffen einwandfrei sein.In such ignition systems, proper ignition is advisable guaranteed by high ignition energy. The ignition of the fuel-air mixture should even with heavily sooty or leaded spark plugs or when operating with bad combustible fuels.

Die im allgemeinen in solchen Zündanlagen verwendeten Gasentladungsröhren weisen einen hermetisch geschlossenen und meist mit Schutzgas gefüllten Glaskörper auf mit an jeder Seite mindestens einer Elektrode. Es sind auch Gasentladungsdioden bekannt, die mit einer oder mehreren Steuerelektroden ausgestattet sind.The gas discharge tubes generally used in such ignition systems have a hermetically sealed glass body usually filled with protective gas with at least one electrode on each side. They are also gas discharge diodes known, which are equipped with one or more control electrodes.

Das Ziel der Erfindung ist darauf gerichtet, mit derartigen Zündanlagen den Zündkerzen sehr genau gesteuerte Zündimpulse von hoher Energie zuzuleiten. Um eine genauere Steuerung des Entladungszeitpunktes zu erreichen, ist für andere Zwecke, wie Entladungen in Elektronenblitzgeräten, bereits vorgeschlagen worden, außen an dem Glaskörper der Blitzgasentladungsröhre Steuerorgane zur Beeinflussung des Entladungsvorganges fest anzubringen. Diese Steuerorgane können eine Vorionisierung zu einem bestimmten Zeitpunkt herbeiführen und leiten so die Entladung ein.The aim of the invention is directed to such ignition systems to supply the spark plugs with very precisely controlled ignition pulses of high energy. Around to achieve a more precise control of the discharge time is for other purposes, such as discharges in electronic flash units, has already been suggested the glass body of the flash gas discharge tube control elements for influencing the discharge process to be firmly attached. These controllers can pre-ionize a particular one Bring about the point in time and thus initiate the discharge.

Die Erfindung geht von diesen Gedanken aus und sieht entsprechende Maßnahmen bei Steuervorrichtungen für elektrische Entladungen in Zündeinrichtungen vor. Gemäß der Erfindung ist bei derartigen Steuervorrichtungen außen an dem Glaskörper der Gasentladungsdiode mindestens ein Steuerorgan zur definierten Steuerung des Zündzeitpunktes angeordnet. Als Steuermittel kann ein magnetisches Feld oder elektromagnetische oder korpuskulare Strahlung vorgesehen werden. Die Steuermittel und die Elektrodenpaare sind zur wechselnden bzw. verteilenden Steuerung der Entladungen der Elektrodenpaare zweckmäßig derart eingerichtet, daß die Zündzeitpunkte und die Verteilung der Zündenergie für mehrere Zündstellen in festgelegter zeitlicher Folge steuerbar sind.The invention is based on these ideas and sees corresponding Measures for control devices for electrical discharges in ignition devices before. According to the invention, such control devices are on the outside of the glass body the gas discharge diode at least one control element for the defined control of the Arranged ignition timing. A magnetic or electromagnetic field can be used as the control means or corpuscular radiation can be provided. The control means and the pairs of electrodes are for changing or distributing control of the discharges of the electrode pairs appropriately set up in such a way that the ignition times and the distribution of the ignition energy can be controlled for several ignition points in a defined time sequence.

Hierbei können die Steuermittel und die Elektrodenpaare der Gasentladungsdioden derart relativ zueinander bewegbar angeordnet sein, daß die Entladungen auf den einzelnen Strecken bzw. Zündstellen in festgelegter zeitlicher Folge stattfinden. Je nach Art des angestrebten Einflusses auf den Zündzeitpunkt können die Steuermittel quer zur Richtung der Entladungsstrecke oder parallel zur Entladungsstrecke bewegbar sein oder auch überlagerte Bewegungen quer und parallel durchführen.Here, the control means and the electrode pairs of the gas discharge diodes be arranged so movable relative to each other that the discharges on the individual routes or ignition points take place in a fixed time sequence. Depending on the type of desired influence on the ignition time, the control means movable transversely to the direction of the discharge path or parallel to the discharge path or perform superimposed movements across and parallel.

Anstatt die Steuermittel und die Elektrodenpaare relativ zueinander bewegbar anzuordnen, können zur Erzielung der gleichen Wirkung fest oder bewegbar angeordnete Blenden zwischen dem Steuermittel bzw. den Steuermitteln und der bzw. den Gasentladungsdioden angebracht werden.Instead of the control means and the electrode pairs relative to each other to be movable, can be fixed or movable to achieve the same effect arranged diaphragms between the control means or the control means and the or attached to the gas discharge diodes.

Eine oder mehrere solcher Blenden können an geeigneten Stellen mit größerem oder geringerem Abstand zwischen die Steuermittel und die Gasentladungsdiode eingeschoben bzw. bewegt werden.One or more of such diaphragms can be used in suitable places greater or lesser distance between the control means and the gas discharge diode be inserted or moved.

Eine besonders zweckmäßige Anordnung ergibt sich, wenn verschiedene Elektrodenpaare in zeitlicher Folge exakt gesteuert werden sollen, indem Steuermittel relativ zu den Elektrodenpaaren derart bewegt werden, daß die Entladung zwischen den einzelnen Elektrodenpaaren stattfindet. Die Elektrodenpaare können hierbei in einer oder in mehreren Röhren untergebracht sein. Die Steuerorgane können beliebige geeignete Bewegungen gegenüber den Elektrodenpaaren ausführen, gegebenenfalls um diese gedreht werden. Diese Anordnung ermöglicht es, die Zündung mehrerer Kerzen einer Zündanlage in gesteuerter Folge zu bewirken.A particularly expedient arrangement results when different Electrode pairs are to be precisely controlled in chronological order by control means be moved relative to the electrode pairs in such a way that the discharge between the individual pairs of electrodes takes place. The electrode pairs can here in be housed in one or more tubes. The control organs can be any suitable Perform movements in relation to the electrode pairs, if necessary rotated around them will. This arrangement makes it possible to ignite several candles in one ignition system to effect in a controlled sequence.

Zur Veranschaulichung des Erfindungsgegenstandes bringen die Zeichnungen Ausführungsbeispiele in schematischer Darstellung.The drawings provide an illustration of the subject matter of the invention Exemplary embodiments in a schematic representation.

F i g. 1 zeigt die Seitenansicht einer Gasentladungsröhre und die zugehörige Steuerelektrode und Blende im Schnitt; F i g. 2 ist ein Schaltbild einer Zündanlage mit Verteiler für vier Zündkerzen; F i g. 3 ist eine abgewandelte Form des Schaltbildes mit vier Gasentladungsröhren, deren Steuerelektroden über einen umlaufenden überschlagverteiler mit zeitlich gesteuerten Impulsen versorgt werden, und mit vier unmittelbar angeschlossenen sogenannten Niedersliännungshalbleiterzündkerzen.F i g. 1 shows the side view of a gas discharge tube and the associated control electrode and diaphragm in section; F i g. 2 is a circuit diagram of a Ignition system with distributor for four spark plugs; F i g. 3 is a modified form of the circuit diagram with four gas discharge tubes, their control electrodes via a circulating rollover distributor are supplied with time-controlled impulses, and with four directly connected so-called low-voltage semiconductor spark plugs.

F i g. 4 stellt eine Kerzenanordnung für Hochspannungszündkerzen mit vorgeschalteten Zündtransformatoren bei im übrigen gleichem Schaltbild wie F i g. 3 dar; F i g. 5 zeigt eine Schaltanordnung mit vier Gasentladungsröhren, die durch eine umlaufende Steuerelektrode gesteuert werden, und mit vier Niederspannungshalbleiterzündkerzen; F i g. 6 stellt eine Anordnung von vier Hochspannungszündkerzen mit vorgeschalteten Zündtransformatoren zu dem im übrigen gleichem Schaltbild der F i g. 5 dar.F i g. 4 shows a plug arrangement for high-voltage spark plugs with upstream ignition transformers with otherwise the same circuit diagram as FIG. 3 represents; F i g. FIG. 5 shows a circuit arrangement with four gas discharge tubes, through a rotating control electrode can be controlled, and with four low-voltage semiconductor spark plugs; F i g. 6 shows an arrangement of four high-voltage spark plugs with upstream Ignition transformers to the otherwise identical circuit diagram of FIG. 5 represents.

Die F i g. 1 zeigt eine Gasentladungsröhre ff 1 mit zwei symmetrisch angeordneten Elektroden E1 und E2 und einer Steuerelektrode St, die fest oder beweglich angeordnet sein kann. Zwischen die Steuerelektrode St und das Elektrodenpaar E 1 und E 2 kann eine Blende B eingeschaltet werden.The F i g. 1 shows a gas discharge tube ff 1 with two symmetrically arranged electrodes E1 and E2 and a control electrode St, which can be arranged in a fixed or movable manner. A diaphragm B can be switched on between the control electrode St and the pair of electrodes E 1 and E 2.

Eine Blende B ist vorzugsweise dann zweckmäßig, wenn die Steuerelektrode St und das Elektrodenpaar E 1 und E 2 in relativ zueinander ortsfesten Lagen angebracht sind. In diesem Fall kann die Blende B zwischen das Elektrodenpaar und die Steuerelektrode von der Seite her eingeschoben werden oder gegebenenfalls such als umlaufendes Teil periodisch die Steuerelektrode von dem Elektrodenpaar abtrennen. Die Steuerelektrode St kann zur Bildung magnetischer Felder eingerichtet sein. Sie kann aber auch mit geeigneten Mitteln ausgestattet sein, um elektrische oder korpuskulare Strahlen auszusenden.A diaphragm B is preferably expedient when the control electrode St and the pair of electrodes E 1 and E 2 are attached in positions that are stationary relative to one another. In this case, the screen B can be inserted from the side between the pair of electrodes and the control electrode or, if necessary, periodically separate the control electrode from the pair of electrodes as a circumferential part. The control electrode St can be set up to form magnetic fields. But it can also be equipped with suitable means to emit electrical or corpuscular rays.

Die F i g. 2 stellt das Schaltbild einer Zündanlage mit Verteiler für vier Zündkerzen dar. Die hier vorgesehene Gasentladungsröhre Ü 1 wird mit Energie durch den Kondensator C versorgt, der seinerseits von einem Generator G über einen Widerstand R gespeist wird. Die Steuerelektrode St ist in bekannter Weise an eine Zündspule Sp angeschlossen, die zeitlich gesteuerte Impulse abgibt.The F i g. 2 shows the circuit diagram of an ignition system with a distributor for four spark plugs. The gas discharge tube U 1 provided here is supplied with energy by the capacitor C, which in turn is fed by a generator G via a resistor R. The control electrode St is connected in a known manner to an ignition coil Sp which emits timed pulses.

Der von der Steuerelektrode aufgenommene Impuls löst einen Überschlag an der Gasentladungsstrecke aus. Der Kondensator C entlädt sich in bekannter Weise über den Zündtransformator Zt, der seinerseits je nach der Stellung des Rotors des Überschlagverteilers den freigewordenen Zündimpuls einer der Zündkerzen Zk 1 bis Zk 4 zuteilt.The pulse picked up by the control electrode triggers a flashover in the gas discharge path. The capacitor C discharges in a known manner via the ignition transformer Zt, which in turn allocates the released ignition pulse to one of the spark plugs Zk 1 to Zk 4 depending on the position of the rotor of the rollover distributor.

In der F i g. 3 ist eine Schaltanlage wiedergegeben, bei der ein Überschlagverteiler fjv die vier Steuerelektroden der Gasentladungsröhre ü1 bis r)4 mit Steuerimpulsen versorgt. Entsprechend den Steuerimpulsen werden Impulse auf die Niederspannungshalbleiterzündkerzen HZkl bis HZk4 zugeleitet.In FIG. 3 shows a switchgear in which a flashover distributor fjv the four control electrodes of the gas discharge tube ü1 to r) 4 with control pulses provided. In accordance with the control pulses, pulses are sent to the low-voltage semiconductor spark plugs HZkl fed to HZk4.

An Stelle der Niederspannungshalbleiterzündkerzen können auch entsprechend der F i g. 4 Hochspannungszündkerzen Zk 1 bis Zk 4 vorgesehen werden, denen entsprechende Zündtransformatoren Z1 jeweils vorgeschaltet werden.Instead of the low-voltage semiconductor spark plugs, according to FIG. 4 high-voltage spark plugs Zk 1 to Zk 4 are provided, each of which is preceded by corresponding ignition transformers Z1.

Die F i g. 5 bringt eine Schaltanlage, die von derjenigen der F i g. 3 insofern abweicht, daß die vier Gasentladungsröhren 0 1 bis Ü4 derart radial zur Umlaufachse einer umlaufenden Steuerelektrode St angeordnet sind, daß sie von dieser Elektrode entsprechenden Zündzeitpunkten in laufender Folge mit Steuerimpulsen versorgt werden, die jeweils die Entladung herbeiführen. Somit wird von der umlaufenden Steuerelektrode St neben der exakten Steuerung des Zündzeitpunktes gleichzeitig die entsprechende Verteilung der Zündenergie auf die Zündkerzen erreicht.The F i g. 5 brings a switchgear that differs from that of FIG. 3 differs in that the four gas discharge tubes 0 1 to U4 are arranged radially to the axis of rotation of a rotating control electrode St that they are continuously supplied with control pulses from this electrode corresponding to ignition times, each of which brings about the discharge. Thus, in addition to the exact control of the ignition point, the rotating control electrode St simultaneously achieves the corresponding distribution of the ignition energy to the spark plugs.

Während bei dem Schaltbild der F i g. 5 Niederspannungshalbleiterzündkerzen HZk 1 bis HZk 4 vorgesehen sind, zeigt die F i g. 6 die zugehörige Schaltung von Hochspannungszündkerzen Zk 1 bis Zk 4 mit vorgeschalteten Zündtransformatoren Ztl bis Zt4.While in the circuit diagram of FIG. 5 low-voltage semiconductor spark plugs HZk 1 to HZk 4 are provided, FIG. 6 the associated circuit of high-voltage spark plugs Zk 1 to Zk 4 with upstream ignition transformers Ztl to Zt4.

Bei den Schaltungen nach den F i g. 5 und 6 wird die Steuerspannung für die umlaufende Steuerelektrode St einem als Beispiel vereinfacht dargestellten Steuergenerator StG entnommen. Die umlaufende Steuerelektrode St kann ihre Steuerspannung natürlich auch aus einer speziellen Anordnung des Generators G beziehen.In the circuits according to FIGS. 5 and 6, the control voltage for the revolving control electrode St is taken from a control generator StG, shown in simplified form as an example. The revolving control electrode St can of course also obtain its control voltage from a special arrangement of the generator G.

An Stelle der umlaufenden Steuerelektrode nach den Schaltbildern der F i g. 5 und 6 können über den Gasentladungsröhren ff 1 bis ü4 mit entsprechendem Abstand feststehende Steuerelektroden angebracht werden, die durch eine sich drehende, beispielsweise als umlaufende Lochscheibe ausgebildete Blende mit zeitlicher Folge entsprechend dem Zündzeitpunkt gesteuert werden.Instead of the revolving control electrode according to the circuit diagrams of F i g. 5 and 6 can over the gas discharge tubes ff 1 to ü4 with the corresponding Fixed control electrodes are attached, which are driven by a rotating, for example, formed as a circumferential perforated disc aperture with a time sequence can be controlled according to the ignition timing.

Claims

Claims: 1. Control device for electrical discharges in ignition devices for internal combustion engines with a to a direct current source connected charging capacitor and at least one controlled gas discharge tube, g e k e n n -drawn by at least one on the outside of the glass body of a gas discharge diode arranged control means for the defined control of the ignition point.

2. Control device according to claim 1, characterized in that the control means is a magnetic field is.

3. Control device according to one of claims 1 and 2, characterized in that that the control means is electromagnetic or corpuscular radiation.

4. Control device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the control means and the electrode pairs of the gas discharge diodes are arranged such that they can be moved relative to one another are that the discharges on the individual routes or ignition points in a fixed take place in chronological order. 5. Control device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the Control means for the electrodes the gas discharge diodes are movably arranged. 6. Control device according to claim 5, characterized in that the control means transversely and / or parallel to the discharge paths are movably arranged. 7. Control device according to one of claims 1 to 6, characterized by fixed or movable panel (s) between the Control means (s) and the gas discharge diode (s) are arranged. Into consideration pulled documents: U.S. Patent No. 2,847,489; French patent specification No. 1154 455; Electric, 1960, H.

5, pp. 188/189; AEG-Mitteilungen, 42, 1952, H. 7/8, p. 193; SAE-Journ., Nov. 1951, pp. 45 to 48.