-
Elektronische Zündvorrichtung für Brennkraftmaschinen Die Erfindung
bezieht sich auf eine elektrische Zündvorrichtung für Brennkraftmaschinen, die einen
Generator mit einem Stator, einen vor der Brennkraftmaschine angetriebenen Rotor,
eine Impulsgeneratorwicklung, eine an diese angeschlossene Auslöser- bzw. Triggerschaltung
und dem Stator und Rotor zugeordnete magnetische Teile, wie Permanentmagnete, Polstücke
und Zündkerzen, aufweist. Bei den üblichen Zündvorrichtungen der bekannten Art treten
Fehlzündungen und auch überhaupt keine Zündungen auf, weil die vom Generator über
die erste Ausgangswicklung erzeugte Spannung bei sehr kleinen Maschinendrehzahlen
nur entsprechend langsam ansteigt und den zur Auslösung des Steuerimpulses erforderlichen
Wert erst erreicht, wenn die Verteilerkontakte den Stromkreis zur zugeordneten Zündkerze
bereits wieder unterbrochen haben. Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde,
eine Zündvorrichtung zu schaffen, bei der solche Fehlzündungen nicht auftreten und
die außerdem den für derartige Zündvorrichtungen üblichen Unterbrecher flicht benötigen.
-
Gemäß der Erfindung ist die elektronische Zündvorrichtung für Brennkraftmaschinen
dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgenerator noch eine zweite Wicklung aufweist,
die mit der Triggerschaltung parallel zur ersten Wicklung verbunden ist.
-
Durch die erfindungsgemäße zweite Wicklung wird eine rechtzeitige
Impulsauslösung der Triggerschaltung gesichert, sofern nicht schon vorher die in
ihrem Einsatz drehzahlabhängig gesteuerte programmgemäße Impulsauslösung durch die
erste Wicklung erzeugt wurde.
-
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung.
In der Zeichnung sind verschiedene beispielsweise Ausführungsformen gezeigt. Es
zeigt F i g. 1 die Vorderansicht eines Rotors in einem Generator, F i g. 2 einen
Querschnitt durch den Rotor, F i g. 3 einen Schnitt durch den dazugehörigen Stator
und F i g. 4 eine Schaltskizze für ein Ausführungsbeispiel der Triggerschaltung
und des Steuerstromkreises.
-
Der in F i g. 1 bis 3 dargestellte Generator eignet sich zur Verwendung
bei einem Vierzylindermotor und besitzt einen Stator 11 (F i g. 3), der zwei Per-Täanentmagnete
12 und drei Polstücke 13, 14, 15 hat, die durch ein Kunstharzformstück 16 voneinander
isoliert sind. In das Kunstharzformstück 16 sind Generatorwicklungen 17, 18 eingebettet,
die die Pole 13 und 14 umgeben. Der Stator 11 ist am Gehäuse des Motors befestigt,
während der Rotor 19 an der Motorkurbelwelle zur Drehung mit dieser angebracht ist.
Der Rotor 19 ist kreisförmig ausgebildet, an diametral gegenüberliegenden Stellen
sind magnetische Platten 20 daran befestigt, die zwischen den Enden der Pole
13, 14 umlaufen. Wenn die Platten 20 in der Drehrichtung des Rotors 19 gesehen
werden, schwanken sie von einer minimalen radialen Breite bis zu einer maximalen
radialen Breite an den Stellen 21. Es ist darauf hinzuweisen, daß die in der Wicklung
17 erzeugte Spannung von der Umlaufgeschwindigkeit des Läufers und der radialen
Stärke des Teils der Platte 20 zwischen den Polen 13, 14 abhängt. So schwankt während
jeder Halbumdrehung der Kurbelwelle die in der Wicklung 17 erzeugte Spannung zwischen
Grenzen, die von der Drehgeschwindigkeit und der Form der Platten 20 bestimmt sind,
so daß durch entsprechende Ausbildung der Platten jedes gewünschte Verhältnis zwischen
der Umlaufgeschwindigkeit und der Spannungsabgabe des Generators erzielt werden
kann.
-
Der Generator erzeugt eine sekundäre Spannung in der Wicklung 18,
und zwar auf Grund der Zapfen 22, die zwischen den Polen 14, 15 verlaufen. Die Zapfen
22 haben vorteilhaft viereckigen Querschnitt, so daß die führende Kante jedes Zapfens
die Kraftlinien in rechten Winkeln schneidet, wenn sie zwischen den Polen 14, 15
verlaufen. Die Stellung der Zapfen 22 ist so, daß eine verhältismäßig hohe Spannung
in der Wicklung 18 direkt vor Erreichen der Höchstspannung in der Wicklung 17 erzeugt
wird.
Der Zweck der zusätzlichen Wicklung wird noch beschrieben.
. , Der Generatorausgang (d. h. der Ausgang der Wicklung 17) wird einer Triggerschaltung
zugeführt, die einen Abgabeimpuls jedesmal dann erzeugt, wenn der Generatorausgang
eine vorbestimmte Spannung erreicht. Weiterhin wird dieser Impuls benutzt, um einen
Steuerstrbnkreis auszulösen, der die Abgabe von Energie zu den iZündkerzen des Motors
steuert. Für eine gegebene Form- des Rotors erzeugt die Triggerschaltung einen Impuls
an einem Punkt, der von der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle bestimmt wird,
so daß dadurch ein selbsttätiger Frühzündvorgang, der von der Form der Platten 20
bestimmt ist, erzeugt wird.
-
Bei dem Beispiel einer Triggerschaltung und eines Steuerstromkreises
-näch F i g: - 4 - sind Zuleitungsklemmen 23, 24 zur Verbindung -mit dem positiven
und negativen Pol einer 12-Volt-Batterie oder für eine andere Gleichstromquelle
öder gleichgerichteten Wechselstrom vorgesehen. Die Klemme 23, die geerdet sein
kann, ist durch einen Widerstand 25 mit d 'Üäsi ' sc#IÜÜ:
- es- p - -Transistors 26 verein s:an ein -h-P bunden. Der
Emitteranschluß dieses Transistors ist durch einen Widerstand 26 mit der Klemme
23 verbunden. Der Kollektoranschluß des Transistors 26 ist durch die PriinäMcklung
28 -eines Transformators 29 durch weitere Widerstände 30, 31 und einen
Schalter 32 mit der Klemme verbunden, wobei die Wicklung 28 durch parallele -Stromkreise
überbrückt ist, die.einen Widerstand 33, einen Diodengleichrichter 34 und einen
;Kondensator @46 aufweisen#. Ein Punkt zwischen den-`Widerständen30, 31 ist durch
eine Zenerdiode 35@vetbunderi mit der Endklemme 23.
-
DerSasisanschluß des Transistors 26 ist weiterhin durch einen Diodengleichrichter
36 mit dem Kollektoranschluß eines zweiten p-n-p-Transistors 37 verbunden. Der Emitteranschluß
des Transistors 37 ist durch den Widerstand 27 mit der Klemme 23 verbunden, -während
ihr Kollektoranschluß mit dem Widerstand 31 durch einen Thermistor 38 und einen
Widerstand 39 verbünden ist, wobei der Thermistor durch einen Widerstand 40 überbrückt
ist.
-
Der Basisanschluß des Transistors 37 ist durch einen Widerstand 41
mit dem Schieber eines veränderlichen Widerstandes 42 verbunden, wobei der Schieber
durch eine druckempfindliche Vorrichtung 43 beweglich ist, die auf den Druck des
Lufteinlasses des Motors anspricht. Der Schieber des veränderlichen Widerstandes
42 ist durch einen Diodengleichrichter 44 und einen Widerstand 45 parallel mit der
Endklemme 23 verbunden, während der Widerstand 42 mit der Endklemme 23 durch die
Spule 17 verbunden ist. Weiterhin ist ein Kondensator 47 mit dem Widerstand 41 verbunden.
Der Basisanschluß des Transistors 37 ist durch -den Kondensator 47 und einen Diodengleichrichter
48 mit einem Ende der Spule 18 verbunden, deren anderes Ende mit der Klemme 23 verbunden
ist.
-
Der Steuerstromkreis weist eine Zündspule 50 mit einer Primärwicklung
51, einer Sekundärwicklung 52
zur Verbindung mit den Zündkerzen des
Motors und einer Steuerwicklung 53 auf. Die Wicklung 51 ist durch einen Diodengleichrichter
54 überbrückt und ist mit einem Ende mit der Endklemme 24 und mit ihrem anderen
Ende mit dem Kollektoranschluß eines p-n-p-Transistors 55 verbunden. Der Basisanschluß
des Transistors 55 ist durch die Wicklung 53 mit einem Ende der Sekundärwicklung
56 des Transformators 29 verbunden, während das andere Ende der Wicklung 56 mit
der Senderquelle des Transistors 55 und mit der Klemme 23 verbunden ist.
-
Wenn für den Augenblick von der Wirkung der druckempfindlichen Vorrichtung
43 und der Wicklüng 18 abgesehen wird, dann ist die Arbeitsweise des Stromkreises
wie folgt: Wenn die Spannung in der Generatorwicklung 17 unter einem vorher bestimmten
Wert liegt, ist der Transistor 26 leitend, und die sich ergebende Spannung über
den Widerstand 27 gewährleistet, daß der Transistor 37 nichtleitend ist. Strom fließt
durch den Transistor 26 zur Wicklung 28, aber- dieser Strom ist konstant, und daher
wird in der Wicklung 56 keine Leistung erzeugt. Wenn die Abgabespannung der Generatorwicklung
17 einen vorherbestimmten Spannungswert erreicht,- wird -der Transistor 37 durch
die Spannung leitend, die durch die Wicklung 17, den Widerstand 42 und den Widerstand
41 zu seinem Basisanschluß geführt wird. Wenn der Transistor 37 leitet, wird die
Vorspannung an der Basis des Transistors 26 verringert. Dies verringert den Spannungsfluß
durch den Transistor 26 und bewirkt eine Verringerung in der Spannung durch den
Widerstand 27 und gestattet daher einen größeren Fluß durch den Transistor 37. Diese
Rückkopplung geht weiter, bis der Transistor 26 nichtleitend ist. Während der Rückkopplung
fällt der Strom in der Primärwicklung 28 des Transformators 29 scharf - ab und induziert
in der Wicklung 56'einen Ausgangsimpuls.
-
Der Transistor 55 im Steuerstromkreis ist normalerweise nichtleitend.
Wenn jedoch ein Ausgangsimpuls von der Wicklung 56 von der Triggerschaltung her
empfangen wird, dann ist die Basis des Transistors 55 vorgespannt: Er wird leitend,
und ein Strom fließt zur Primärwicklung 51. Dieser Strom induziert seinerseits eine
Spannung in- der Steuerwicklung 53, die den Transistor 55 weiter vorspannt. Diese
Rückkopplung wird fortgesetzt, bis der Kern 50 gesättigt, ist. An diesem Punkt wird
keine weitere Energie zum Transistor 55 zurückgeführt, der nichtleitend wird. Das
schnelle Ansteigen des Stromes in der Primärwicklung 51 induziert eine hohe Spannung
in der Sekundärwicklung 52, während die rückgekoppelte elektromotorische Kraft in
der Primärwicklung (wenn der Strom infolge der Sättigung des Kernes fällt) durch
den Gleichrichter 54 geleitet wird und seine Enden verbindet.
-
Wenn die Spannung durch die Wicklung 17 absinkt, geht die Triggerschaltung
in ihren Ausgangszustand zurück. Danach kann der Zyklus wiederholt werden.
-
Wie bereits erläutert, schafft der beschriebene Stromkreis eine automatische
Zündvorverstellung mit zunehmender Drehzahlgeschwindigkeit, weil die Ausgangsspannung
des Generators der Geschwindigkeit proportional ist, so daß der Augenblick in jedem
Spannungszyklus des Generators, in dem die Triggerschaltung einen Ausgangsimpuls
erzeugt, ebenfalls von der Geschwindigkeit abhängt. Zweck der Vorrichtung ist es,
eine selbsttätige Frühzündung oder Spätzündung in Abhängigkeit vom Druck in der
Lufteinlaßleitung zum Motor durch Veränderung der Spannung durch die Wicklung 17,
die dem Basisanschluß des Transistors 37 zugeführt wird, zu gewährleisten.
Mit
der erfindungsgemäß vorgesehenen Wicklung 18 soll der Nachteil behoben werden, der
bei niedrigen Geschwindigkeiten auftreten kann, bei denen der Zündfunke schwierig
zu erzielen ist oder in ungleichmäßigen Zeitabständen auftritt. Die Wicklung 18
empfängt einen verhältnismäßig großen Spannungsimpuls einmal während jedes Halbzyklus.
Dieser Impuls betätigt die Triggerschaltung dann, wenn ein Impuls von der Wicklung
17 es noch nicht getan hat. Der Gleichrichter 48 ist vorgesehen, damit die Wicklung
17 nicht durch die Wicklung 18 umgangen werden kann.