DE1539179B2

DE1539179B2 -

Info

Publication number: DE1539179B2
Application number: DE19511539179
Authority: DE
Inventors: Gerd Dipl.-Ing. 7140 Ludwigsburg Hoehne; Gerhard Dipl.-Ing. 7064 Geradstetten Soehner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1951-01-28
Filing date: 1951-01-28
Publication date: 1973-10-11
Also published as: DE1539179A1; DE1539179C3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zündeinrichtung für Brennkraftmaschinen mit einer Ladespule, welche durch ein von der Brennkraftmaschine relativ zu ihr bewegbares Magnetsystem induktiv beeinflußbar ist und mit einem Zündkondensator Verbindung hat, in dessen Nebenschluß die mindestens aus der Schaltstrecke eines steuerbaren, elektronischen Schalters und der Primärwicklung eines Zündtransformators bestehende Serienschaltung liegt, wobei die Sekundärwicklung dieses Zündtransformators mit wenigstens einer Zündkerze verbunden ist und das Magnetsystem zusätzlich zur Erzeugung einer Steuerspannung für die Steuerelektrode des elektronischen Schalters zwecks Durchschaltung seiner Schaltstrecke dient.

Derartige Zündeinrichtungen werden vornehmlich dort verwendet, wo für die Energieversorgung der Zündanlage keine Batterie zur Verfügung steht. Durch die Speicherung der Zündenergie in dem Zündkondensator erhält man im Zündzeitpunkt an der Sekundärwicklung des Zündtransformators einen Hochspannungsimpuls mit steiler Anstiegsflanke, wodurch auch bei stark verschmutzten Kerzenelektroden mit Sicherheit ein elektrischer Überschlag (Zündfunke) erzeugt wird. Dabei kann bezüglich der Steuerung des Zündvorgangs auf die Anwendung

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mechanischer Schalter verzichtet werden, die infolge sehen Schalters an der zwischen der Primärwicklung

Abbrand bzw. Verölung leicht verschmutzen und des Zündtransformators und dem Zündkondensator

deshalb den einwandfreien Betrieb der Zündeinrich- vorhandenen, durch die Schaltstrecke des elektroni-

tung gefährden. sehen Schalters nicht unterbrechbaren Verbindung.

Es ist bereits eine Zündeinrichtung der eingangs 5 Dabei kann der Steuerelektrode des elektronischen

erwähnten Art bekannt, bei der an einer" realisierba- Schalters ein Schaltglied mit einer von der Drehzahl

ren Ausführungsform zu erkennen ist, dlß-die Steu- der Brennkraftmaschine abhängigen Schwellspan-

erspannung für die Steuerelektrode des elektroni- nung vorgeschaltet sein.

sehen Schalters der gleichsinnig gewickelten Lade- In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der spule entnommen wird (deutsche Auslegeschrift io erfindungsgemäßen Zündeinrichtung für Brennkraft-1228 461). Die Steuerspannung für die Steuerelek- maschinen im Schaltschema dargestellt,
trode des elektronischen Schalters sowie die Lade- Bei der dargestellten Zündeinrichtung wird die spannung für den Zündkondensator haben dabei den Zündenergie in einem Zündkondensator 1 gespeigleichen Ursprung und somit auch die gleiche Pha- chert. Dieser Zündkondensator liegt über einen Lasenlage. Um einen optimalen Zündspannungsimpuls 15 degleichrichter 2 sowie einen Begrenzungswiderzu erhalten, muß der Zündkondensator im Moment stand 3 an der Wicklung 4 einer Ladespule 5, die der Auslösung des Entladevorgangs voll geladen sein, einen Eisenkern 6 aufweist. Der Anschluß a des was dann der Fall ist, wenn die Halbwellenform auf- Zündkondensators 1, der positive Ladespannung erweisende Ladespannung bis zum Erreichen des hält, ist über die Schaltstrecke A, K eines steuerbaren Scheitelwertes auf den Zündkondensator wirken kann. 20 elektronischen Schalters? mit einem Anschluß b der Das bedingt, daß die Schaltstrecke des elektronischen Primärwicklung 8 eines Zündtransformators 9 verSchalters auch genau im Scheitelwert, der an der bunden. Der andere Anschluß c der Primärwick-Steuerelektrode wirkenden Spannung in den leiten- lung 8 ist mit einem Anschluß d der Sekundärwickden Zustand gesteuert wird. Dies ist jedoch nicht mit . lung 10 des Zündtransformators 9 und über einen Sicherheit gewährleistet, weil der Spannungsverläuf 25 Leitungszug 11 mit demjenigen Anschluß e des im Bereich des Scheitelwertes relativ flach ist und Zündkondensators 1 verbunden, der negative Ladedaher schon ein vor dem Scheitel liegender Span- spannung erhält. An dem Anschluß d und dem weitenungswert zur Umsteuerung des elektronischen ren Anschluß/ der Sekundärwicklung 10 des Zünd-Schalters ausreichen kann. Außerdem besteht die transformators 9 liegt eine Zündkerze 12. Der Zünd-Gefahr, daß bei langsam laufender Brennkraftma- 30 transformator 9 weist einen Eisenkern 13 auf. Die Laschine der für die Umsteuerung erforderliche Span- despule5 sowie der Zündtransformator 9 sind baunungswert gar nicht erreicht wird. Mit zunehmenden lieh auf einer Tragplatte 14 aus magnetisch nichtlei-Drehzahlen setzt ferner bei der Aufladung des Zünd- tendem Material angeordnet und stehen während des kondensators eine Phasenverschiebung ein, die eine Betriebes unter dem Einfluß eines durch die nicht Spätverstellung des Zündzeitpunktes und damit eine 35 dargestellte Brennkraftmaschine relativ bewegten Verschlechterung des Wirkungsgrades der Brenn- Magnetsystems 15.
kraftmaschine bewirkt. Zur Lieferung der Steuerspannung für die Steuer-

Bei einer anderen bekannten Zündeinrichtung elektrode G des elektronischen Schalters 7 findet der

wird eine zusätzliche Steuerwicklung auf einem be- Zündtransformator 9 Verwendung. Zu diesem Zweck

sonderen Eisenkern angeordnet, welche ebenso wie 40 sind die Ladespule 5 und der Zündtransformator 9 je

die Ladespule von dem Magnetsystem beeinflußt auf einem von den zwei Eisenkernen 6, 13 angeord-

wird (japanische Gebrauchsmusterschrift 19 007/63). net und im gegenseitigen Wechsel durch das Magnet-

Die Ladespule und die Steuerwicklung sind innerhalb system 15 beeinflußbar. Im Beispielsfall handelt es

des umlaufenden Magnetsystems angeordnet, und der sich um eine besonders einfache Ausführungsform,

Zündtransformator muß als besonderes Bauteil 45 bei der zur Lieferung der Steuerspannung für die

außerhalb des Magnetsystems angeordnet werden. SteuerelektrodeG des elektronischen Schalters? die

Diese Zündeinrichtung ist folglich sehr aufwendig. Primärwicklung 8 des Zündtransformators 9 ausge-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine nutzt ist. Dabei hat die Steuerelektrode G des elek-

Zündeinrichtung der eingangs erwähnten Gattung zu ironischen Schalters 7 mit dem vom Anschluß c der

schaffen, die unabhängig von der Spannung der La- 50 Primärwicklung 8 des Zündtransformators 9 zum

despule und ohne eine besondere Steuerwicklung für Anschluß e des Zündkondensators 1 führenden Lei-

die Ansteuerung des elektronischen Schaltelementes tungszug 11 Verbindung.

im Zündzeitpunkt in einfacher Weise aufgebaut ist Im Beispielsfall ist in der vom Leitungszug 11 zur

und funktionssicher arbeitet. Steuerelektrode G des elektronischen Schalters 7 füh-

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß 55 renden Verbindung 16 ein Begrenzungswiderstand

außer der Ladespule auch der Zündtransformator 17, eine mit ihrer Kathode der Steuerelektrode G zu-

durch das Magnetsystem induktiv beeinflußbar ist gekehrte Diode 18 und ein Schaltelement 19 mit

und daß die Steuerspannung für die Steuerelektrode Schwellspannung in Serie geschaltet,

des elektronischen Schalters an einer Wicklung des Da die Diode 18 ebenfalls eine geringe Schwell-

Zündtransformators abgegriffen wird, wobei Lade- 60 spannung hat, kann, wenn diese Schwellspannung für

spule und Zündtransformator je auf einem Eisenkern den einwandfreien Betrieb ausreichend ist, auf das

angeordnet sind und dabei durch das Magnetsystem Schaltelement 19 verzichtet werden. Das Schaltele-

abwechselnd beeinflußt werden. ment 19 ist im Beispielsfall eine Zenerdiode, die bei

Zweckmäßig wird hierbei die Steuerspannung für einer bestimmten, an ihr auftretenden Spannung den elektronischen Schalter an der Primärwicklung 65 Strom durchläßt. An Stelle der Zenerdiode kann aber

des Zündtransformators abgegriffen. beispielsweise auch ein nichtlinearer Widerstand,

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Zünd- eine der Steuerspannung entgegengerichtete Spaneinrichtung liegt die Steuerelektrode des elektroni- nungsquelle oder aber, wie das mit gestricheltem Li-

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nienzug angedeutet ist, ein mit einem Widerstand 20 des Zündtransformators 9 entladen. Dabei entsteht in parallalgeschalteter Kondensator 21 vorgesehen sein, der Sekundärwicklung 10 des Zündtransformators 9 wobei dieses Ä-C-Glied ein Schaltglied darstellt, das ein Hochspannungsstoß, der einen elektrischen Übereine von der Drehzahl der Brennkraftmaschine ab- schlag (Zündfunken) an den Elektroden der Zündhängige Schwellspannung hat. 5 kerze 12 hervorruft. Ein solcher Lade- und Entlade-

Im Nebenschluß der Steuerstrecke G, K des elek- Vorgang tritt dann bei jeder weiteren Umdrehung des

ironischen Schalters 7 befindet sfih- ein Widerstand Magnetsystems 15 erneut auf.

22. Die Steuerung des elektronischen Schalters 7 Bei der Rotation des Magnetsystems 15 entstehen wird betriebssicherer, wenn, wie mit gestricheltem nun auch Spannungsimpulse, die in bezug auf die Linienzug angedeutet ist, im Nebenschluß der Steuer- io Lade- bzw. Steuerspannung entgegengesetzte Polaristrecke G, K ein Kondensator 23 vorgesehen ist. Ist tat haben. Dessen Wirkung wird aber im Ladekreis des weiteren im Nebenschluß der Steuerstrecke G, K des Zündkondensators 1 durch den Ladegleichrichdes elektronischen Schalters 7 eine mit ihrer Kathode ter 2 und im Steuerkreis des elektronischen Schalder Steuerelektrode G zugekehrte Diode 18' vorge- ters 7 durch die Diode 18 bzw. die Diode 18' untersehen, so kann auf die in der Verbindung 16 liegende 15 drückt. Die Diode 18 bzw. 18' stellt sicher, daß nur Diode 18 verzichtet werden. positive Steuerspannung an die Steuerelektrode G des

Das verwendete Magnetsystem 15 besteht aus elektronischen Schalters 7 gelangen kann,

einer Schwungscheibe 24, die auf einer von der Das Schaltelement 19 mit Schwellspannung sorgt

Brennkraftmaschine in Rotation versetzbaren Welle dafür, daß auch keine positiven Störschwingungen an

25 sitzt und vier an ihrem Umfang angeordnete 20 die Steuerelektrode G des elektronischen Schalters 7 Dauermagnete 26, 27, 28, 29 aufweist. Die Dauer- gelangen und diesen im unerwünschten Zeitpunkt magnete 26, 27, 28, 29 haben in Umfangsrichtung. auslösen können. Die zu erwartenden Störschwingleiche Zwischenräume χ und werden bei Rotation gungen können ..den festgelegten Schwellwert nicht,, der Schwungscheibe 24 in unmittelbarer Nähe der überschreiten, wogegen der eigentliche Steuerimpuls'¹'¹· Stirnseiten der Eisenkerne 6, 13 vorbeibewegt. Dabei 25 in bezug auf die gewählte Schwellspannung so groß ist jeder der Eisenkerne 6, 13 so bemessen, daß er ist, daß er mit Sicherheit von diesem Schaltelement mit seinen beiden Stirnseiten wenigstens annähernd 19 durchgelassen wird.

je einen von zwei einander benachbarten Zwischen- Über den Kondensator 23 können hochfrequente

räumen χ gegenüberliegen kann. Von den vier Ma- Störschwingungen von der Steuerelektrode G zur Ka-

gneten 26, 27, 28, 29 sind die Magnete 27, 28, 29 30 thode K des elektronischen Schalters 7 abgeleitet und

den Eisenkernen 6, 13 mit ihrem Nordpol iV züge- damit unwirksam gemacht werden.

kehrt, wogegen der Magnet 26 den Eisenkernen 6,13 Mit Hilfe der Widerstände 17 und 22 wird das

mit seinem Südpol S zugekehrt ist. Man erhält da- Steuerpotential wertmäßig exakt festgelegt.

durch einen für die Ladung des Zündtransforma- Die vorliegende Zündeinrichtung hat den besonde-

tors 1 und die Steuerung des elektronischen Schal- 35 ren Vorteil, daß mit steigender Drehzahl der Brenn-

ters 7 besonders geeigneten Spannungsimpuls. kraftmaschine die Steuerspannung für die Steuerelek-

Im Bedarfsfalle kann, wie mit gestricheltem Li- trode G des elektronischen Schalters 7 schneller

nienzug angedeutet ist, der Zündtransformator 9 mit ansteigt, so daß dabei selbsttätig der Zündzeitpunkt

einer Kurzschlußwicklung 30 versehen sein. vorverstellt wird, was sich bei Brennkraftmaschinen

Die Wirkungsweise vorliegender Zündeinrichtung 40 als günstig in Hinsicht auf die Leistung erweist. Daist folgende: Es wird vorerst angenommen, daß das mit jedoch diese Verstellung keine unerwünschten Magnetsystem 15 rotiert und die beiden dem Magnet Werte ergibt, empfiehlt es sich, der Steuerelektro-

26 benachbarten Zwischenräume χ sich je an einer de G des elektronischen Schalters 7 ein Glied mit von der beiden Stirnseiten des Eisenkernes 6 der Lade- der Drehzahl der Brennkraftmaschine abhängiger spule 5 vorbeibewegen. Dadurch entsteht eine starke 45 Schwellspannung vorzuschalten. Geeignet dafür ist magnetische Flußänderung im Eisenkern 6 und somit der Kondensator 21 mit dem parallelgeschalteten ein wirksamer Spannungsimpuls in der Wicklung 4 Widerstand 20. An Stelle des Kondensators 21 und der Ladespule 5. Dieser Spannungsimpuls entspricht des Widerstands 20 oder zusätzlich zu diesen Schaltder Durchlaßrichtung des Ladegleichrichters 2, so daß elementen kann zu diesem Zweck auch der Zünder über diesen Geichrichter 2 und den Begrenzungs- 50 transformator 9 mit der Kurzschlußwicklung 30 verwiderstand 3 eine Aufladung des Zündkondensa- sehen sein.

tors 1 bewirkt. Nach abgeschlossener Aufladung des Im beschriebenen Ausführungsbeispiel enthält der

Zündkondensators 1 steht in diesem die elektrische Sekundärkreis des Zündtransformators 9 eine einzige

Zündenergie zur Verfügung, wobei der Anschluß α Zündkerze 12. Es wird jedoch als im Rahmen der

positiv und der Anschluß e negativ ist. Bewegen sich 55 Erfindung liegend angesehen, wenn der besagte Se-

nun die beiden dem Magnet 26 benachbarten Zwi- kundärkreis mehrere Zündkerzen enthält, denen der

schenräume χ je an einer der beiden Stirnseiten des Zündspannungsstoß in entsprechender Reihenfolge

Eisenkerns 13 des Zündtransformators 9 vorbei, so durch einen an sich bekannten Zündverteiler zuge-

entsteht in diesem Eisenkern eine starke magnetische führt wird. Dabei kann das Magnetsystem 15 gegebe-

Flußänderung und damit ein wirksamer Steuerspan- 60 nenfalls über eine Übersetzung mit entsprechender

nungsimpuls. Dieser Steuerspannungsimpuls wird so Geschwindigkeit angetrieben bzw. in seinem Aufbau

zur Steuerstrecke G, K des elektronischen Schalters 7 entsprechend ausgelegt werden,

geführt, daß die Steuerelektrode G in bezug auf die Als.elektronischer Schalter 7 ist im Ausführungs-

Kathodenelektrode K positives Potential erhält, wo- beispiel ein steuerbarer Halbleitergleichrichter, und

durch die Schaltstrecke A, K in den stromdurchlas- 65 zwar ein Thyristor, gewählt. Es sind jedoch dafür

senden Zustand gelangt. Der Zündkondensator 1 auch entsprechend arbeitende Elektronenröhren bzw.'

kann sich demzufolge über die Schaltstrecke A, K des andere Halbleiterbauelemente geeignet,

elektronischen Schalters 7 und die Primärwicklung 8 Die Steuerspannung für die Steuerelektrode G des,

elektronischen Schalters 7 muß auch nicht unbedingt der Primärwicklung 8 des Zündtransformators 9 entnommen sein. Man kann sie ebenfalls an der Sekundärwicklung 13 bzw. einer nicht dargestellten Zusatzwicklung abgreifen. Des weiteren' kann die die Steuerspannung liefernde Wicklung Tjezüglich ihrer

Windungszahl auf den erforderlichen Steuerspannungswert entsprechend abgestimmt sein.

Ferner wird es auch im Rahmen der Erfindung liegend angesehen, wenn das Magnetsystem 15 ruhend und demgegenüber die Ladespule 5 sowie der Zündtransformators 9 drehbar sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

309 541/375

Claims

Patentansprüche:

1. Zündeinrichtung für Brennkraftmaschinen mit einer Ladespule, welche dprch ein von der Brennkraftmaschine relativ ζμ ihr bewegbares Magnetsystem induktiv beeinflußbar ist und mit einem Zündkondensator Verbindung hat, in dessen Nebenschluß die mindestens aus der Schaltstrecke eines steuerbaren, elektronischen Schalters und der Primärwicklung eines Zündtransformators bestehende Serienschaltung liegt, wobei die Sekundärwicklung dieses Zündtransformators mit wenigstens einer Zündkerze verbunden ist und das Magnetsystem zusätzlich zur Erzeugung einer Steuerspannung für die Steuerelektrode des elektronischen Schalters zwecks Durchschaltung seiner Schaltstrecke dient, dadurch gekennzeichnet, daß außer der Ladespule (5) auch der Zündtransformator (9).durch das Ma- so gnetsystem (15) induktiv beeinflußbar ist und daß die Steuerspannung für die Steuerelektrode (G) des elektronischen Schalters (7) an einer Wicklung des Zündtransformators (9) abgegriffen wird, wobei Ladespule (5) und Zündtransformator (9) je auf einem Eisenkern (6 bzw. 13) angeordnet sind und dabei durch das Magnetsystem (15) abwechselnd beeinflußt werden.

2. Zündeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerspannung für den elektronischen Schalter (7) an der Primärwicklung (8) des Zündtransformators (9) abgegriffen wird.

3. Zündeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektrode (G) des elektronischen Schalters (7) an der zwischen der Primärwicklung (8) des Zündtransformators (9) und dem Zündkondensator (1) vorhandenen, durch die Schaltstrecke (A bis K) des elektronischen Schalters (7) nicht unterbrechbaren Verbindung (11) liegt.

4. Zündeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerelektrode (G) des elektronischen Schalters (7) ein Schaltglied (19) mit Schwellspannung vorgeschaltet ist.

5. Zündeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerelektrode (G) des elektronischen Schalters (7) ein Schaltglied (20, 21) mit einer von der Drehzahl der Brennkraftmaschine abhängigen Schwellspannung vorgeschaltet ist.

6. Zündeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerelektrode (G) des elektronischen Schalters (7) eine mit der Kathode ihr zugekehrte Diode (18) vorgeschaltet ist.

7. Zündeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerstrecke (G, K) des elektronischen Schalters (7) in an sich bekannter Weise eine mit ihrer Kathode der Steuerelektrode (G) zugekehrte Diode (18') parallel geschaltet ist.

8. Zündeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerelektrode (G) des elektronischen Schalters (7) in an sich bekannter Weise ein Widerstand (17) vorgeschaltet ist.

9. Zündeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerstrecke (G, K) des elektronischen Schalters (7) ein Widerstand (22) parallel geschaltet ist.

10. Zündeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerstrecke (G, K) des elektronischen Schalters (7) in an sich bekannter Weise ein Kondensator

(23) parallel geschaltet ist.

11. Zündeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Magnetsystem (15) eine an sich bekannte, von der Brennkraftmaschine angetriebene Schwungscheibe (24) mit an deren Umfang angeordneten, an den Stirnseiten des Eisenkerns (6) der Ladespule (5) und des Eisenkernes (13) des Zündtransformators (9) vorbeibewegbaren Dauermagneten (26, 27, 28, 29) Verwendung findet.

12. Zündeinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwungscheibe

(24) drei mit ihrem Nordpol den Eisenkernen (6, 13) zugekehrte Magnete (27, 28, 29) und einen mit seinem Südpol den Eisenkernen (6, 13) zuge,-kehrten Magnet (26) aufweist, wobei die Magnete* (26, 27, 28, 29) in Umf angsrichtung gleiche Zwischenräume (x) haben und jeder der Eisenkerne (6 bzw. 13) so bemessen ist, daß er mit seinen beiden Stirnseiten wenigstens annähernd je einem von zwei einander benachbarten Zwischenräumen (x) gegenüberliegen kann.

13. Zündeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Zündtransformator (9) mit einer Kurzschlußwicklung (30) versehen ist.

14. Zündeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladespule (5) über einen Ladegleichrichter (2) mit dem Zündkondensator (1) in Verbindung steht.