DE1209361B - Device for speed-dependent ignition timing in internal combustion engines - Google Patents
Device for speed-dependent ignition timing in internal combustion enginesInfo
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Description
Vorrichtung zur drehzahlabhängigen Zündzeitpunkteinstellung bei Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur drehzahlabhängigen Zündzeitpunkteinstellung bei Brennkraftmaschinen mit Batteriezündung, mit an einer umlaufenden Scheibe angeordneten Zähnen, die beim Umlauf kurzzeitig einen Magnetkreis schließen, dessen Fluß in einer Spule Stoßströme induziert, die gleichgerichtet einen zwischen den Spulenzuleitungen geschalteten Kondensator stufenweise aufladen, dessen Ladespannung beim Erreichen eines gegebenen Wertes das Auslösen eines Zündirnpulses bewirkt.Device for speed-dependent ignition timing in internal combustion engines The invention relates to a device for speed-dependent ignition timing in internal combustion engines with battery ignition, with teeth arranged on a rotating disk, which briefly close a magnetic circuit during rotation, the flow of which induces surge currents in a coil, which rectify one between the Step-by-step charging of the capacitor connected to the coil leads, the charging voltage of which triggers an ignition pulse when a given value is reached.
Der günstigste Zündzeitpunkt für ein im Verbrennungsraum eines Motors komprimiertes Brennstoffluftgemisch ist nicht konstant; er schwankt vielmehr mit der Motordrehzahl und dem Lastzustand. Um zu optimalen Betriebsbedingungen und insbesondere einer guten Kraftstoffausnutzung zu kommen, ist es bekannt, den Zündzeitpunkt in Abhängigkeit von der Motordrehzahl zu verstellen. Zu dieser Verstellunbedient man sich selbsttätiger Fliehkraftregler. Auch sind Handverstellungen gebräuchlich.The most favorable ignition point for one in the combustion chamber of an engine compressed fuel-air mixture is not constant; rather, it fluctuates with it the engine speed and the load condition. To achieve optimal operating conditions and in particular To achieve good fuel economy, it is known to adjust the ignition timing in To be adjusted depending on the engine speed. One does not use this adjustment self-acting governor. Manual adjustments are also common.
Die bekannten selbsttätigen Fliehkraftregler erlauben zwar eine angenähert richtige Einstellung des Zündzeitpunktes; sie arbeiten jedoch infolge ihres mechanischen Verschleißes sowie infolge einer unvermeidlichen Reibung zwischen gelenkig verbundenen Reglerteilen ungenau. Es ist deshalb schwierig, den gewünschten funktionellen Zusammenhang zwischen dem Fliehkraftregler und der Zündzeitpunktverstellung zu verwirklichen.The known automatic centrifugal governors allow an approximate correct setting of the ignition timing; however, they work because of their mechanical Wear and tear as a result of inevitable friction between articulated Controller parts inaccurate. It is therefore difficult to achieve the desired functional relationship to be realized between the centrifugal governor and the ignition timing adjustment.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile zu vermeiden, ohne daß jedoch bereits bekannte, auf nicht mechanische Weise in Abhängigkeit von der Drehzahl (Frequenz einer Wechselspannung) wirkende, eine Verschiebung des Zündzeitpunkts hervorrufende besondere Teile, wie Phasenschieber verwendet werden müssen.The invention is based on the stated disadvantages to be avoided without, however, already known, in a non-mechanical manner in dependence acting on the speed (frequency of an alternating voltage), a shift of the Ignition timing causing special parts, such as phase shifters are used have to.
Die erwähnten Nachteile werden mittels einer Vorrichtung eingangs genannter Art erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß parallel zum Kondensator ein Widerstand geschaltet ist, der so bemessen ist, daß er eine gleichmäßige Entladung des Kondensators zwischen aufeinanderfolgenden Durchläufen eines Zahnsektors, an dem die Zähne dicht nebeneinander angeordnet sind, bis auf eine Restspannung bewirkt.The disadvantages mentioned are initially addressed by means of a device said type avoided according to the invention in that a parallel to the capacitor Resistance is connected, which is dimensioned so that it discharges evenly of the capacitor between successive passes of a tooth sector which the teeth are arranged close to each other, except for a residual tension.
Bei der Vorrichtung nach der Erfindung wird davon ausgegangen, daß die Entladekurve des Kondensators von der Zeit abhängt. Je schneller das Segment mit der Motorwelle umläuft, desto kürzer sind die zur Entladung zur Verfügung stehenden Zeitintervalle und desto höher ist die bei der Erzeugung neuer Spannungsstöße noch am Kondensator liegende Restspannung. Es genügen deshalb zur Erreichung des vorgegebenen Spannungspegels weniger Spannungsstöße. Zeitlich gesehen löst die Zündvorrichtung den Zündfunken in diesem Fall, da eine Proportionalität zwischen der Restspannung und der Drehzahl besteht, früher aus als bei langsameren Drehzahlen und einer dementsprechend niedrigeren Kondensatorrestspannung. Zum Angleichen der Kondensatorentladungskurve an die entsprechenden Motorbetriebswerte ist es vorteilhaft, einen spannungsabhängigen Widerstand zu verwenden. Um die Störanfälligkeit der Vorrichtung zu verringern, ist es auch möglich, zwischen dem Gleichrichter und dem Kondensator noch einen Verstärker vorzusehen.In the device according to the invention it is assumed that the discharge curve of the capacitor depends on time. The faster the segment rotates with the motor shaft, the shorter are the ones available for discharge Time intervals and the higher is the generation of new voltage surges residual voltage on the capacitor. It is therefore sufficient to achieve the specified Voltage level less voltage surges. In terms of time, the ignition device triggers the spark in this case, because there is a proportionality between the residual voltage and the speed consists of earlier than at slower speeds and one accordingly lower capacitor residual voltage. To adjust the capacitor discharge curve to the corresponding engine operating values, it is advantageous to use a voltage-dependent To use resistance. To reduce the device's susceptibility to failure, it is also possible to add an amplifier between the rectifier and the capacitor to be provided.
Es ist an sich bekannt, bei Magnetzündanlagen für Verbrennungskraftmaschinen an einer umlaufenden Scheibe gleichmäßig verteilt Zähne anzuordnen, die beim Umlauf in kurzen Abständen einen Magnetkreis schließen. Beim Schließen des Magnetkreises werden dann in einer oder mehreren Spulen Ströme induziert, die einen zwsichen die Spulenzuleitungen geschalteten Kondensator stufenweise aufladen. Der Kondensator, der bei umlaufender Scheibe ständig geladen bleibt, liefert dabei den Zündstrom, der nach Maßgabe eines mechanischen Kurzschlußkontaktes durch die Zündkerze fließt.It is known per se in magneto ignition systems for internal combustion engines to arrange evenly distributed teeth on a rotating disk, which during rotation close a magnetic circuit at short intervals. When closing the magnetic circuit currents are then induced in one or more coils, which one between the Charge the capacitor connected to the coil leads in stages. The condenser, which remains charged while the disc is rotating, supplies the ignition current, which flows through the spark plug in accordance with a mechanical short-circuit contact.
Es ist aber auch bekannt, den Kondensator mittels der umlaufenden Magnete so lange aufzuladen, bis ein gewünschter Spannungspegel erreicht ist. Beim Erreichen dieses Pegels wird eine Vakuumröhre durchlässig, die die gesamte Kondensatorladung über einen Zündtransformator abfließen läßt, in dessen Sekundärkreis die Zündkerzen geschaltet sind. Dadurch, daß die Kondensatorladung, ganz gleich ob über einen mechanischen Kurzschlußkontakt oder aber über eine Vakuumröhre, vollständig abfließt, muß für den nächsten Zündvorgang der Kondensator wieder ganz von neuem aufgeladen werden, wozu immer die gleichen Zeitspannen benötigt werden, die von der Drehzahl praktisch unabhängig sind. Eine Zündzeitpunktregelung ist mit diesen Magnetzündungsanordnungen deshalb nicht möglich.But it is also known, the capacitor by means of the rotating To charge magnets until a desired voltage level is reached. At the Reaching this level a vacuum tube becomes permeable, which charges the entire capacitor can flow through an ignition transformer, in the secondary circuit of which the spark plugs are switched. Because the capacitor charge, no matter what whether via a mechanical short-circuit contact or via a vacuum tube, completely flows off, the capacitor has to be completely renewed for the next ignition process be charged, which always requires the same periods of time as those of the speed are practically independent. An ignition timing control is with these Magnet ignition arrangements are therefore not possible.
Der Vorteil der Vorrichtung nach der Erfindung ist in der reibungslosen Steuerung zu sehen; die Vorrichtung unterliegt damit keinem mechanischen Verschleiß und ermöglicht die zeitlich genaue Abgabe der Zündimpulse ohne Verwendung zusätzlicher Einrichtungen.The advantage of the device according to the invention is the smooth Control to see; the device is therefore not subject to any mechanical wear and enables the precise timing of the ignition pulses without the use of additional ones Facilities.
Im allgemeinen ist für jeden Verbrennungsraum ein Zahnsektor vorgesehen. Da die in Betracht kommenden Motoren im allgemeinen mehrere Verbrennungsräume aufweisen, sind auch mehrere Sektoren vorhanden, die dann auf einer oder mehreren Scheiben angeordnet sind, die mit der Drehgeschwindigkeit der Motorwelle umlaufen. Es ist jedoch auch möglich, nur einen Zahnsektor zu verwenden, der dann mit einem der Anzahl der Verbrennungsräume entsprechenden Vielfachen der Motorwellendrehzahl umläuft.In general, one sector of the teeth is provided for each combustion chamber. Since the engines in question generally have several combustion chambers, there are also several sectors, which are then on one or more disks are arranged, which rotate at the speed of rotation of the motor shaft. It is however, it is also possible to use only one tooth sector, which is then linked to one of the number of the combustion chambers corresponding multiples of the engine shaft speed.
Die Erfindung wird an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. F i g. 1 zeigt eine Vorrichtung nach der Erfindung mit einem umlaufenden, mit mehreren Zähnen versehenen Zahnsegment; F i g. 2 zeigt ein Spannungsdiagramm der Vorrichtung nach F i g. 1; F i g. 3 zeigt eine Abwandlung der Vorrichtung nach F i g. 1. The invention is explained in more detail with reference to the embodiment shown in the drawing. F i g. 1 shows a device according to the invention with a circumferential tooth segment provided with several teeth; F i g. FIG. 2 shows a voltage diagram of the device according to FIG. 1; F i g. 3 shows a modification of the device according to FIG. 1.
F i g. 1 zeigt einen Ausschnitt aus einer Scheibe 1, die beispielsweise zusammen mit der Kurbelwelle 3 einer Brennkraftmaschine umläuft. An der Scheibe ist ein mit fünf Zähnen 5 besetzter Scheibensektor 7 angeordnet. Die Zähne 5 des Scheibensektors 7 überbrücken beim Umlauf der Scheibe 1 nacheinander einen Luftspalt zwischen den an den Schenkelenden 9 eines magnetischen Hufeisenkernes 11 befindlichen Magnetpolen. Jeder Zahn, der gegebenenfalls auch magnetisiert sein kann, schließt bei seinem Vorbeilaufen vor den Schenkelenden 9 kurzfristig den Magnetkreis des Hufeisenkernes 11. Der damit erzeugte Fluß induziert in einer auf einen Schenkel 13 des Hufeisenkemes 11 aufgewickelten Spule 15 einen Spannungsstoß. In eine der Zuleitungen 17 der Spule 15 ist ein Gleichrichter 19 eingeschaltet, der nur die positiven Halbwellen der Stoßspannung zu einem zwischen die Leitungen geschalteten Kondensator 21 durchläßt. Zwischen dem Kondensator 21 und einer Zündvorrichtung 23 befindet sich außerdem parallel zum Kondensator 21 ein Widerstand 25. F i g. 1 shows a section from a disk 1 which, for example, rotates together with the crankshaft 3 of an internal combustion engine. A disk sector 7 with five teeth 5 is arranged on the disk. As the disk 1 rotates, the teeth 5 of the disk sector 7 successively bridge an air gap between the magnetic poles located at the leg ends 9 of a magnetic horseshoe core 11. Each tooth, which can optionally also be magnetized, includes in its pass in front of the leg ends 9 for shipping the magnetic circuit of the horseshoe core 11. The flux generated thereby induced in a wound on an arm 13 of the Hufeisenkemes 11 coil 15 a voltage surge. In one of the supply lines 17 of the coil 15 , a rectifier 19 is connected , which only allows the positive half-waves of the surge voltage to pass through to a capacitor 21 connected between the lines. A resistor 25 is also located between the capacitor 21 and an ignition device 23 in parallel with the capacitor 21.
Der von einem Zahn 5 in der Spule induzierte Spannungsstoß lädt über den Gleichrichter 19 den Kondensator 21 auf. Der Kondensator 21 entlädt sich dann langsam über den Widerstand 25. Das Vorbeiführen des gesamten Sektors7 mit den Zähnen5 hat eine treppenförinige Aufladung des Kondensators21 zur Folge. Voraussetzung dazu ist je- doch, daß die Spannung an der Spule 15 immer groß gegenüber der am Kondensator 21 ist. Der Aufladestrom des Kondensators 21 ist dadurch im wesentlichen durch den Innenwiderstand der Spule 15 und des Gleichrichters 19 bestimmt. Die treppenförmige Aufladung des Kondensators 5 ist in F i ca. 2 dartgestellt, Der Kurvenzug zwischen den Zeiten ti und t., kennzeichnet dabei die Entladung des Kondensators 21 über den Widerstand 25 während der Zeit, in der sich keine Zähne 5 vor den Schenkelenden 9 befinden. Zur Zeit t.2 gelangt erneut ein Zahn 5 vor die Schenkelenden des Hufeisenkernes 11 und bewirkt, indem er einen Spannungsstoß in der Spule 15 induziert, eine erneute Aufladung des Kordensators 21. Diese neue Aufladung beginnt jedoch nicht bei der Spannung U=O, sondern bei einer im Kondensator 21 vom vorhergehenden Sektordurch,gang noch verbliebenen Restspannung U= U,. Das hat zur Folge, daß eine vorgegebene C cl Kondensatorspannung UA bereits nach dem Durch-C aang einer kleineren Zahl von Zähnen 5 erreicht wird. Bei konstanter Drehzahl der Scheibe 1 stellt sich nach wenigen Sektordurchgängen eine konstante Kondensatorrestspannung U, ein, so daß bei jedem Sektordurchgang nach der gleichen Zähnezahl die Kondensatorspannung UA erreicht wird. Beim Erreichen der Spannung UA wird von der Zündvorrichtung 23 der Zündfunke an den mit 26 bezeichneten, nur angedeuteten Elektroden von nicht dargestellten Zündkerzen ausgelöst.The voltage surge induced by a tooth 5 in the coil charges the capacitor 21 via the rectifier 19. The capacitor 21 then slowly discharges through the resistor 25. The passing of the entire sector7 with the teeth5 results in a staircase charging of the capacitor21. Requirement for this is JE but that the voltage across the coil 15 is always opposite the capacitor is great at the 21st The charging current of the capacitor 21 is thereby essentially determined by the internal resistance of the coil 15 and the rectifier 19 . The stair-step charging of the capacitor 5 is about 2 dartgestellt in F i, the curve between the times ti and t., While the discharge features of the capacitor 21 via the resistor 25 during the time in which no teeth 5 in front of the leg ends 9 are located. At time t.2, a tooth 5 again arrives in front of the leg ends of the horseshoe core 11 and, by inducing a voltage surge in the coil 15 , causes the cord capacitor 21 to be charged again in the case of a residual voltage U = U, still remaining in the capacitor 21 from the previous sector passage. The consequence of this is that a predetermined C cl capacitor voltage UA is already reached after a smaller number of teeth 5 have passed through. At a constant speed of the disk 1 , a constant capacitor residual voltage U i is established after a few sector passes, so that the capacitor voltage UA is reached after the same number of teeth in each sector pass. When the voltage UA is reached, the ignition device 23 triggers the ignition spark at the only indicated electrodes of spark plugs (not shown), which are designated by 26.
Die nach der Vollendung eines Sektorumlaufes und dem erneuten Kurzschließen des Magnetkreises im Kondensator 21 vorhandene Restspannung U, ist in ihrer Größe von der Differenzzeit t.,-ti abhängig. Die Restspannung U" ist dabei um so größer, je kleiner der Zeitraum t2-tl ist. Die Zeit t.-t, schrumpft jedoch zusammen, wenn die Drehzahl des Motors und damit auch die der Scheibe, 1 größer wird. Die Spannung UA und damit die Zündauslösung werden also bei einer um so früheren Winkelstellung des Sektors 7 erreicht, je höher die Motordrehzahl ist. Mit dem Ansteigen und Abfallen der Motordrehzahl ist mithin eine Vor- oder Zurückverlegung des Zündzeitpunktes gekoppelt. The residual voltage U, which is present in the capacitor 21 after the completion of a sector revolution and the renewed short-circuiting of the magnetic circuit, is dependent in its size on the difference time t., - ti. The residual voltage U "is is the greater, the smaller the period t2-tl. The time T-t, however, shrinks, when the rotational speed of the motor and thus also that of the disk 1 becomes larger. The voltage UA and so that the ignition triggering are thus achieved at the earlier the angular position of the sector 7, the higher the engine speed. the rising and falling of the engine speed, a forward or backward laying is therefore coupled to the ignition timing.
Die gewünschte Abhängigkeit der Zündvorverstellung von der Motordrehzahl kann an die Erfordernisse des Motors leicht angepaßt werden, wenn der Widerstand 25 spannungsabhängig ist.The desired dependence of the ignition advance on the engine speed can easily be adapted to the requirements of the engine if the resistor 25 is voltage-dependent.
Bei Mehrzylindermotoren ist entweder auf einer oder auf mehreren Scheiben für jeden Zylinder ein Zahnsektor vorgesehen. In diesem Fall ist die Scheibe 1 bzw. sind alle Scheiben starr mit der Kurbelwelle gekuppelt. Es ist jedoch auch möglich, die Welle der Scheibe 1 über ein übersetzungsgetriebe von der Kurbelwelle antreiben zu lassen. Wenn die übersetzung dann eine der Zylinderzahl entsprechende Erhöhung der Drehzahl der Scheibe 1 bewirkt, dann genügt ein Zahnsektor.In the case of multi-cylinder engines, a toothed sector is provided for each cylinder either on one or on several disks. In this case, the disk 1 or all disks are rigidly coupled to the crankshaft. However, it is also possible to have the shaft of the disk 1 driven by the crankshaft via a transmission gear. If the translation then causes an increase in the speed of the disk 1 corresponding to the number of cylinders, then one gear sector is sufficient.
Wie aus F i g. 3 zu ersehen ist, kann die Vorrichtung noch durch einen Verstärker 27 ergänzt werden, der zwischen dem Gleichrichter 19 und dem Kondensator 21 in die Spulenzuleitungen 17 eingeschaltet ist. Damit kann der Kondensator 21 größer und der Widerstand 25 kleiner gewählt und die Störanfälligkeit der Vorrichtung verringert werden.As shown in FIG. 3 can be seen, the device can be supplemented by an amplifier 27 , which is connected between the rectifier 19 and the capacitor 21 in the coil feed lines 17. The capacitor 21 can thus be selected to be larger and the resistor 25 smaller, and the susceptibility of the device to malfunction can be reduced.
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| DEP30191A DE1209361B (en) | 1962-09-18 | 1962-09-18 | Device for speed-dependent ignition timing in internal combustion engines |
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|---|---|
| DE (1) | DE1209361B (en) |
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