DE1539165A1

DE1539165A1 - Ignition device for internal combustion engines

Info

Publication number: DE1539165A1
Application number: DE19671539165
Authority: DE
Inventors: Chafer Henry James; Denis Stone
Original assignee: Associated Electrical Industries Ltd
Current assignee: Associated Electrical Industries Ltd
Priority date: 1966-02-28
Filing date: 1967-02-24
Publication date: 1970-03-05
Also published as: GB1102267A; FR1511296A; DE1539165B2

Description

Associated Electrical Industries limited, London SoW.1, England Ignition device for internal combustion engines

Die Erfindung betrifft eine Zündvorrichtung für Brennkraftmaschinen, die einen Oberflächenentladungaetromkreie aufweist und mit verhältnismäßig einfachen aber wirkungsvollen Mitteln einen einseitig gerichteten EntladüngestoQ liefert, wie er e.B. bei Gasturbinen und Strahlantrieben für Luftfahrzeuge benötigt wird.The invention relates to an ignition device for internal combustion engines, which has a surface discharge circuit and with relatively simple but effective ones Supplies a unidirectional discharge impact, as he e.B. in gas turbines and jet engines for aircraft is needed.

Me Erfindung bezieht «ich daher auf eine Zündschaltung,die eine Reihenschaltung aus einer Schälvorrichtung, einer Induktivität, einer^Obtrflächenentladungaeinriohtung und einta Kondensator enthält. Der Kondensator kann alt einer Ladeeohaltung verbunden werden. Die Bntladungeeinrijphtung oder Zündkerze weist eine dritte Elektrode auf, die an einen Vtrbindungspunkt swiechen der Induktivität und der Schaltvorrichtung angeschlossen let. Ee.bei wird ein Stroapfad gebildet, dessen Widerstand bein Beginn der Kondensatorentladung oberhalb de« tatsächlichen Oeaaatwlderstand* dea Kondensat ore und der Intladüngeelnrlohtung liegt, sioh aber während der Kondensatorentladung automatisch auf einen Wert unterhalb des tatsttohiichtn Oeeaatwideratanda verhindert.My invention therefore relates to an ignition circuit that a series connection of a peeling device, a Inductance, a surface discharge device and includes a capacitor. The capacitor can be old one Charging hold can be connected. The discharge facility or spark plug has a third electrode which is connected to a The connection point between the inductance and the switching device connected let. E.g. at a stroke path is formed, its resistance at the beginning of the capacitor discharge above the actual natural forest level * the condensate ore and the Intladüngeelnrlohtung is, but sioh automatically to a value during the capacitor discharge below the tatsttohiichtn Oeeaatwideratanda prevented.

Venn aan den Kondensator Überbrückt _Ί naohdea er seine Energie en die Induktivität abgegeben hat, dann flieSt der Strom durch die Induktivität und die Ehtladungeeinrichtung In der- _When the capacitor is bridged Ί after it has given up its energy in the inductance, the current flows through the inductance and the discharge device.

009110/0741009110/0741

BAD ORiQiNAL

selben Richtung weiter, ao daß keine Schwingungen auftreten.in the same direction, ao that no vibrations occur.

Die drei Elektroden der Entladungaeinricatung oder Zündkerze aind vorzugsweise koaxial angeordnet und werden von isolierenden oder halbleitenden Körpern derart voneinander getrennt $ daß die gewünschte Wideratandaverninderung bei Beendigung der Kondenaatorentladung durch die Ent1adungaeinrichtung sichergestellt ist,The three electrodes of the discharge device or spark plug They are preferably arranged coaxially and are separated from one another by insulating or semiconducting bodies that the desired reduction in resistance at the end of the Discharge of the capacitor ensured by the discharge device is,

Dia Erfindung wird nun an Hand von Figuren io einaeinen beschriebene The invention will now be described with reference to FIGS

Pig. 1 shows a circuit according to the invention. .

TIg. 2 eteilt einan Kurrenverlauf dar, dar zur Erläuterung der Erfindung dient.*TIg. 2 shows a course of the curriculum for explanatory purposes serves the invention. *

Pig· 3 zeigt ain Aueftthruagebeiaplel einer Oberflächenent-Iadung·einrichtung oder Zündkerze gesät der Erfindung· 'Pig 3 shows a discharge section of a surface discharge device or spark plug sown of the invention · '

Vie Pig· 1 zeigt, beeitet eine Oberfläohenentladungaeinrlohtui P zwei Hauptelektroden 1 und 2, die über eine Induktivität L und eine Schaltvorrichtung 0 »it einen Kondensator C in Seihe geachaltet sind. Die 01elohepannungaklei»en 11 und 12 können an eine Kondenaatorladeachaltung angeaohloeaen werden» die bekannt und aua Einfachheit«gründen nicht gezeigt let. Die Schaltvorrichtung ff kann eine Punkenatrecke enthalten, die sittele einer herkömmlichen Steuerelektrode gezündet werden kann. Eine Hilfselektrode 3 der Entladung·tinrichtung oder SUndkerse P let Bit eine· Punkt 7 verbunden, der »wiaehen der Induktivität L und der Schaltvorrichtung β liegt· Die Hilfeelektrode 3 bietet zunächat einen verhältnleaitif höhen Videratand,a& ao daß bei der Entladung dee Kondensator β C die Induktivität L nicht überbrüokt iat. Dieeer Wideretend nimmt jedoch einen geringeren Wert an, wenn dieAs shown in Pig. 1, a surface discharge leads to two main electrodes 1 and 2, which are connected in series via an inductance L and a switching device 0> with a capacitor C. The 01elohespannungaklei »en 11 and 12 can be connected to a capacitor charging circuit» which are known and are due to simplicity «not shown. The switching device ff can contain a point gap which can be ignited by means of a conventional control electrode. An auxiliary electrode 3 of the discharge · tinrichtung or SUndkerse P let bit connected a · point 7, the "wiaehen the inductance L and the switching device β is · The help electrode 3 has zunächat a verhältnleaitif heights Videratand, a & ao that dee during discharge capacitor β C the inductance L is not bridged. However, the resistance assumes a lower value if the

0 0 9810 / Ot 4 % _8A0 0 0 9810 / Ot 4 % _8A0

Kondensatorepannung nahezu oder gleich null let, so daß die in der Induktivität gespeicherte Energie von den Kondensator abgeleitet wird und in der Stromsehleife mit den Elektroden 1 und 5 ohne bedeutende Schwingungen auf null abklingt.Capacitor voltage almost or equal to zero let, so that the Energy stored in the inductor from the capacitor is derived and in the current loop with the electrodes 1 and 5 decays to zero without significant oscillations.

Die in Fig. 3 gezeigte Ausführungeform einer Zündkerze F weist eine Hittelelektrode 1 auf, die durch eine Schicht 4 von einer koaxialen röhrenförmigen Elektrode 2 getrennt ist ο Die Schicht 4, die eich genausoweit ausdehnt wie die Elektroden 1 und 2, ist aus einem halbleitenden Material hergestellt, so daß ein Leckst rom oder Kriechstrom zwischen den beiden Elektroden fließen kann. Eine dritte koaxiale Elektrode 3 alt röhren- oder ringförmiger Gestalt 1st an der Außenseite einer Hülse 5 befestigt» die aus einem Isolator oder einem halbleitenden Material besteht. Die Elektrode 3 erstreckt sich in axialer Richtung über die Elektroden 1 und 2 sowie über die Isolierschicht 4 hinaus. Das Ende der Hülse 5 ist zurückgesetzt, so daS in der ringförmigen Vertiefung zwischen den Elektroden 2 und 3 ein· axiale lonisationszone 8 entsteht« Eine Anschlußklemme 3' der Elektrode 3 ist nur schematisch gezeigt. Die Elektroden 1 und 2 besitzen herkömmliche Anschlußklemmen, die nicht gezeigt sind. Ein Stütz- oder Tragkörper 6 der Entladungseinrichtung kann bekanntermaßen aus keramischem Material hergestellt sein«The embodiment of a spark plug F shown in FIG has a central electrode 1 which is separated from a coaxial tubular electrode 2 by a layer 4 ο The layer 4, which expands to the same extent as the electrodes 1 and 2, is made of a semiconducting material, so that a leakage current or current leakage between the can flow through both electrodes. A third coaxial electrode 3 of tubular or ring shape is on the outside a sleeve 5 attached »which consists of an insulator or a semiconducting material. The electrode 3 extends in the axial direction over the electrodes 1 and 2 and beyond the insulating layer 4. The end of the sleeve 5 is set back so that it is in the annular recess an axial ionization zone between electrodes 2 and 3 8 arises «A terminal 3 'of the electrode 3 is shown only schematically. The electrodes 1 and 2 own conventional terminals, not shown. A supporting or carrying body 6 of the discharge device can known to be made of ceramic material "

In folgenden soll die Arbeitsweise der Zündvorrichtung beschrieben werden. Sobald der Leokstron in den Halbleiter 4 swl8chen den Elektroden 1 und 2 einen Wert erreicht, der zujt Zünden der Funkenstreck· β ausreicht, dann entlädt sich die Envrgi· des vorher aufgeladenen Kondensators 0 in die Entladungeeinrichtung oder Zündkerze P. Der Durchsοhl«g der Funkenstrecke G wird In diese« Fall nicht von außen eingeleitet. Durch die Entladung wird das Gas in dem Raum zwischen α·η Elektroden 1 und 3 erhitzt und ionisiert, so daß automatisch ein Stronpfad Bit einte verhältnismäßig niedrigenThe operation of the ignition device is described below will. As soon as the Leokstron enters the semiconductor 4 When electrodes 1 and 2 reach a value that is too high Ignition of the spark gap · β is sufficient, then discharges the Envrgi · of the previously charged capacitor 0 in the Discharge device or spark plug P. The leakage In this case, spark gap G is not introduced from the outside. As a result of the discharge, the gas in the space between α · η electrodes 1 and 3 is heated and ionized, so that automatically a power path bit has a relatively low one

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Wideretand zum Entladen der in der Induktivität L gespeicherten Energie entsteht, nachdem die Kondensatorspannung auf null gefallen 1st. Auf diese Weise werden unerwünschte Scftngungen an der Entladüngeeinrichtung F vermieden. Der Kondensator und die Funkenstrecke werden wirkungsvoll überbrückt. Die LeietungsVerluste werden dadurch beträchtlich vermindert und man benötigt keinen Gleichrichter mit großer Sperrspannung und hohem Durchlaßetron, um die,einseitig gerichtete Entladung hervorzurufen. Sie Funkenlänge zwischen den Elektroden 1 und 3 kann größer sein als bei herkömmlichen Entladungeeinrichtungen mit zwei Elektroden. 'Resistance for discharging the stored in the inductance L. Energy arises after the capacitor voltage rises zero fallen 1st. In this way, undesirable effects are avoided at the Entladüngeeinrichtung F avoided. The condenser and the spark gap are effectively bridged. The line losses are thereby considerably reduced and you do not need a rectifier with high reverse voltage and high pass tetron to the, unidirectional Cause discharge. You spark length between the electrodes 1 and 3 can be larger than conventional discharge devices with two electrodes. '

Sie Kurve D von Pig. 2 zeigt den Kondensatorstrom über der Zeit. An der Stelle DF erreicht der Entladestrom seinen Maximalwert und die Kondensatorspannung fällt auf null ab. Ein Teil der ursprünglichen Energie ist dann in der Induktivität I gespeichert· Eine Zurückführung dieser Energie in den Kondensator und unerwünschte Entladeschwingungen werden vermleden_f da der umlaufende Strom in dem jetzt niedrigeren Widerstandepfad der Hilfselektrode 3 abklingen kann.You curve D from Pig. 2 shows the capacitor current over time. At the point DF, the discharge current reaches its maximum value and the capacitor voltage drops to zero. A part of the original energy is then stored in the inductor I · A recycle this energy in the capacitor and unwanted Entladeschwingungen be vermleden _f since the circumferential flow in the now lower abutment able path of the auxiliary electrode can decay. 3

In einer weiteren AusfUhrungsform der Erfindung kann man anatelle der Funkenstrecke β einen steuerbaren Gleichrichter verwenden.In a further embodiment of the invention, one can instead of the spark gap β a controllable rectifier use.

Wenn die Induktivität L außerhalb der Zündkerze angeordnet let, wie es FIg₀ 1 zeigt, dann weist die Entladungseinrichtung drei Anschlußklemmen auf, und zwar «ine fUr die Induktivität L, eine weitere für den Punkt 7 und noch eine für die Anschlußklemme TZ. Wie jedoch in PIg. J gestrichelt angedeutet 1st, kann die Induktivität 1 auoh in der Oberfllchenentladungeeinrichtung zwischen den Elektroden 1 und 3 angeordnet sein. Eine derartige Zündkerze benötigt dann nur zwei äußere Anschlußklemmen, und zwar eine für die Schaltvorrichtung G und eine weitere für die Anschlußklemmen 12, wie aus Figo 1 hervorgeht.If the inductance L let disposed outside of the spark plug, as shown in FIG ₀ 1, then, the discharge means comprises three connection terminals, to be precise "ine for the inductance L, another for the point 7 and another for the terminal TC. However, as in PIg. J is indicated by dashed lines, the inductance 1 can also be arranged in the surface discharge device between the electrodes 1 and 3. Such a spark plug then only requires two external connection terminals, namely one for the switching device G and another for the connection terminals 12, as can be seen from FIG.

0Q9&1Q/0T4I0Q9 & 1Q / 0T4I

Claims

1Y) Ignition device for internal combustion engines with a series connection of a switching device, an inductance, a surface discharge device and a capacitor, which can be connected to a charging device, characterized by β η η * because φ le discharge device or spark plug £) has three electrodes 1 to 3 / one of which is a funct (7) between the inductance (L) and the switching device (ö) is Schlos sen and thereby a current path forms whose resistance is BTLE beginning of the capacitor discharge above the, actual Geeamtwideratandes the capacitor and the discharge device (F) , 8 ^ .oh but automatically reduced to a value 'below this total resistance during the capacitor discharge. - '. - '' ■

2o) ignition device naoh claim 1, characterized gekenneeichn β t that dl three electrodes (1-3) a part of the spark plug (F) with a center electrode (1) and 4sw * l coaxially running tubular electrodes (2,3) form that the center electrode (1) differs from the inner tube-shaped Electrode (2) is separated by an insulator (4), which has a low leakage current in the ignition voltage of the spark plug (F) allowed, and that the third electrode (3) in the axial direction via the other two electrodes (1,2) extends out and thereby creates an interspace for gas ionization forms between the center electrode (1) and the third electrode (3).

0098 10 / 074S 6AD ■

3 ») ignition device according to claim 2, characterized marked that an additional lonleationsrauo (8) between the third electrode (3) and the »end part of the inner tubular electrode (2).

4o) Ignition device according to claim 2, characterized in that the inductance (L) is built into the spark plug (P) and that this spark plug has two connecting terminals, namely one for connecting the switching device (G) and the other for connecting to that capacitor terminal, which is not connected to the switching device lit.

5.) Ignition device according to claim 1, characterized characterized in that the switching device (0) a spark gap '.

6.) Ignition device naoh claim 5t thereby gek en η ζ β 1 without t _y that the Tunkenstreoke contains a control electrode and that the control electrode sub sins of the spark gap a signal is available.

?.) Ignition device according to claim 1, characterized characterized in that the switching device (G) contains a controllable semiconductor rectifier.

009810 / OT4S