DE1539181B2

DE1539181B2 - Zuendeinrichtung fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE1539181B2
Application number: DE1967B0092424
Authority: DE
Inventors: Gert 7000 Stuttgart Strelow
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1967-05-09
Filing date: 1967-05-09
Publication date: 1976-07-29
Also published as: ES353706A1; AT288786B; FR1565158A; US3553529A; GB1184293A; CH462541A; SE329302B; DE1539181A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Zündeinrichtung für Brennkraftmaschinen, bei der die Zündenergie in einem Zündkondensator gespeichert wird, der durch einen mit mindestens zwei Wicklungen versehenen Ladeanker, von denen, wenigstens eine als Ladewicklung dient, infolge eines von der Brennkraftmaschine relativ zu diesem Ladeanker bewegten Magnetsystems aufgeladen wird und der mit Hilfe der Schaltstrecke eines kontaktlos steuerbaren elektronischen Schalters über die Primärwicklung eines Zündtransformators entladen wird, dessen Sekundärwicklung mit wenigstens einer Zündkerze Verbindung hat.

Derartige Zündeinrichtungen finden vornehmlich dort Verwendung, wo für die Speisung 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 Hochspannungsstoß mit steiler Anstiegsflanke, wodurch auch bei stark verschmutzten Zündkerzenelektroden mit Sicherheit ein elektrischer Funkenüberschlag erzeugt wird. Dabei kann bezüglich der Steuerung des Zündvorganges auf die Anwendung mechanischer Schalter verzichtet werden, die infolge Abbrand bzw. Verölung leicht verschmutzen und deshalb den einwandfreien Betrieb der Zündeinrichtung gefährden.

Aus der DL-PS 54 331 ist eine derartige Zündeinrichtung für Brennkraftmaschinen bekannt, bei der jedoch beide Wicklungen des Ladeankers zur Ladung des Zündkondensators dienen, um über den gesamten Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine eine stets ausreichende Ladung am -Zündkondensator zum Zündzeitpunkt zu gewährleisten. Zur Ansteuerung des elektronischen Schalters wird die Verwendung eines besonderen Impulsgebers vorgeschlagen. Solche Lösungen sind ziemlich aufwendig und folglich insbesondere bei kleineren Zündanlagen unerwünscht. Aus der DT-AS 12 28 461 ist dagegen bereits eine Zündeinrichtung bekannt, bei der die Steuerspannung für die Steuerelektrode des elektronischen Schalters der Ladespule entnommen wird. Die Steuerspannung für die Steuerelektrode sowie die Ladespannung für den Zündkondensator haben dabei den gleichen Ursprung und somit auch die gleiche Phasenlage. Um einen optimalen Zündspannungsstoß zu erhalten, muß der Zündkondensator im Moment der Auslösung des Ladevorganges vollgeladen sein, was dort der Fall ist, wenn die Ladespannung bis zum Erreichen des Scheitelwertes auf den Zündkondensator wirken kann. Das bedingt, daß die Schaltstrecke des elektronischen Schalters im Scheitelwert der an der Steuerelektrode wirkenden Spannung in den leitenden Zustand gesteuert wird. Dies ist aber nicht mit Sicherheit gewährleistet,^'

weil der Spannungsverlauf im Bereich des Scheitelwertes relativ flach ist und daher schon ein vor dem Scheitelwert liegender Spannungswert zur Umsteuerung des elektronischen Schalters ausreichen kann. Bei langsam laufender Brennkraftmaschine besteht außerdem die Gefahr von Zündaussetzern bzw. eines Ausfalles der Zündanlage, indem der für die Umsteuerung erforderliche Spannungswert erst gar nicht erreicht wird. Es ist folglich eine relativ hohe Leerlaufdrehzahl erforderlich. Ungünstig ist ferner, daß die Ladewicklung auch während der Entladung des Zündkondensators noch Spannung zur Verfugung stellt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

Zündeinrichtung der eingangs erwähnten Gattung zu schaffen, bei der über den gesamten Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine der Zündkondensator zum Zündzeitpunkt voll geladen ist, und die auch bei niederer Lerlaufdrehzahl einen hinreichend genauen Zündzeitpunkt gewährleistet.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die zweite Wicklung des Ladeankers als Steuerwicklung dient, deren der Steuerelektrode des elektronischen Schalters zugeführte Steuerspannung in bezug auf die Spannung der Ladewicklung gegensinnig ist.

Bei einem älteren Recht, das eine nicht zum bekannten Stand der Technik gehörende Zündvorrichtung für Brennkraftmaschinen betrifft, ist eine Erregerwicklung mit einer Zwischenanzapfung zur Aufladung des Zündkondensators vorgesehen und mit ihrem einen freien Ende an die Steuerelektrode des elektronischen Schalters angeschlossen. Bei gleichsinniger Lade- und Steuerspannung der Erregerwicklung hat auch diese Lösung die bereits genannten Mängel einer unvollständigen Aufladung des Zündkondensators zum Zündzeitpunkt sowie eine hohe Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine.

Einzelheiten der Erfindung und diese weiter ausgestaltende Merkmale sind anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben und erläutert.

Bei der dargestellten Zündeinrichtung wird die Zündenergie in einem Zündkondensator 1 gespeichert, der über einen Ladegleichrichter 2 an der Ladewicklung

3 eines im folgenden als Ladespule 4 bezeichneten Ladeankers liegt. Die Ladespule 4 hat einen Eisenkern 5, der an seinen Enden zu Polschuhen 6, 7 ausgeformt ist. Die Polschuhe 6,7 umgreifen einen Dauermagnet 8, der durch die nicht dargestellte Brennkraftmaschine über eine mit strichpunktiertem Linienzug angedeutete Kupplung*9 in Rotation versetzbar ist. Im.Nebenschluß des Zündkondensators 1 liegt sein EntladeRreis, in dem die Primärwicklung 10 eines Zündtransformators 11 mit der Schaltstrecke A, K eines steuerbaren elektronischen Schalters 12, im Beispielsfall eines Thyristors, in Serie geschaltet ist. Mit der Sekundärwicklung 13 des Zündtransformators 11 hat eine Zündkerze 14 Verbindung.

Der Steuerkreis des elektronischen Schalters 12 verläuft von seiner Steuerelektrode G zu seiner als Kathode wirkenden Elektrode K über eine an der Ladespule 4 vorgesehene Zusatzwicklung 15, die eine Steuerspannung liefert, welche in bezug auf die Spannung an der Ladewicklung 3 gegensinnig ist. Dabei haben die Ladewicklung 3 und die Zusatzwicklung 15 einen gemeinsamen Verbindungspunkt P, der an der als Kathode wirkenden Elektrode K des elektronischen Schalters 12 liegt. Ausgehend von diesem Verbindungspunkt P sind die beiden Wicklungen 3, 15 gegensinnig auf den Eisenkern 5 gewickelt.

Eine einwandfreie Steuerung ist dadurch sichergestellt, daß der Steuerelektrode G eine ihr mit der Kathode zugekehrte Diode 16 vorgeschaltet ist. Aus dem gleichen Grund befindet sich im Nebenschluß der Steuerstrecke G, K des elektronischen Schalters 12 ein Widerstand 17 und ein Kondensator 18.

Die Wirkungsweise vorliegender Zündeinrichtung ist folgende:

Rotiert der Dauermagnet 8 zwischen den Polschuhen 6, 7 des Eisenkernes 5 der Ladespule 4, dann wird sowohl in der Ladewicklung 3 als auch in der Zusatzwicklung 15 eine Wechselspannung induziert. Tritt dabei in der Ladewicklung 3 eine Spannungshalbwelle auf, bei der das an dem Ladegleichrichter 2 liegende Wicklungsende gegenüber dem Verbindungspunkt P positiv ist, dann kann diese Spannung über den Ladegleichrichter 2 an den Zündkondensator 1 gelangen, wodurch dieser Zündkondensator 1 aufgeladen wird und dabei die für den Zündvorgang notwendige elektrische Energie speichert. Zur Umsteuerung der Schaltstrecke A, K des elektronischen Schalters 12 in den stromdurchlassenden Zustand wird an der Steuerelektrode G ein gegenüber der Kathode K positives Potential benötigt, welches aber momentan an der Zusatzwicklung 15 nicht zur Verfügung steht, weil das an der Diode 16 liegende Wicklungsende gegenüber dem Verbindungspunkt P negativ ist. Die in der Ladewicklung 3 induzierte Spannungshalbwelle kann somit vollständig zur Ladung des Zündkondensators 1 ausgenutzt werden.

Danach wird durch den rotierenden Magnet 8 in der Ladewicklung 3 eine Spannungshalbwelle induziert, bei der das am Ladegleichrichter 2 liegende Wicklungsende negativ gegenüber dem Verbindungspunkt P ist. Diese Spannung bleibt unwirksam, da sie in Sperrichtung auf den Ladegleichrichter 2 wirkt und daher nicht an den Zündkondensator 1 gelangen kann. Die jetzt in der Zusatzwicklung 15 induzierte Spannungshalbwelle kann über die Diode 16 an der Steuerstrecke G, K des elektronischen Schalters 12 zur Wirkung kommen, weil nunmehr das mit der Diode 16 verbundene Wicklungsende gegenüber dem Verbindungspunkt P positiv ist. Dabei wird die Steuerelektrode G positiver als die Kathode K, so daß die Schaltstrecke A, K in den stromdurchlassenden Zustand gelangt und der Zündkondensator 1 über die Primärwicklung 10 des Zündtransformators 11 entladen wird. Dadurch entsteht in der Sekundärwicklung 13 des Zündtransformators 11 ein Hochspannungsstoß, der einen elektrischen Überschlag (Zündfunken) an den Elektroden der Zündkerze 14 auslöst.

Die soeben beschriebene Ladung und Entladung des Zündkondensators 1 wiederholt sich bei jedem weiteren Zündvorgang.

Die der Steuerelektrode G des elektronischen Schalters 12 vorgeschaltete Diode 16 stellt dabei sicher, daß nur positives Potential an die Steuerelektrode G gelangen kann, wodurch die Steuerstrecke G, K durch die in der Zusatzwicklung 15 auftretenden, unausgenutzten Spannungshalbwellen nicht beansprucht wird.

Mit Hilfe des der Steuerstrecke G, K des elektronischen Schalters 12 parallel geschalteten Widerstandes 17 wird die Höhe der Steuerspannung festgelegt.

Über den ebenfalls der Steuerstrecke G, K des elektronischen Schalters 12 parallel geschalteten Kondensator 18 werden Störschwingungen zur Kathode abgeleitet, so daß diese Schwingungen den Steuervorgang nicht ungünstig beeinflussen können.

Die vorliegende Zündeinrichtung hat den besonderen Vorteil, daß mit steigender Drehzahl der Brennkraftmaschine u. a. auch die Steuerspannung für den elektronischen Schalter schneller ansteigt, wodurch sich dabei eine selbsttätige Zündzeitpunktvorverstellung ergibt, was sich bei Brennkraftmaschinen günstig auf die Leistung auswirkt.

Im beschriebenen Ausführungsbeispiel enthält der Sekundärkreis des Zündtransformators eine einzige Zündkerze. Es wird jedoch als im Rahmen der Erfindung liegend angesehen, wenn der besagte Sekundärkreis mehrere Zündkerzen enthält, denen der Zündspannungsstoß in entsprechender Reihenfolge durch einen an sich bekannten Zündverteiler zugeführt wird. Dabei kann das Magnetsystem gegebenenfalls über eine Übersetzung mit entsprechender Geschwindigkeit angetrieben bzw. in seinem Aufbau entsprechend ausgelegt sein. Im Ausführungsbeispiel wird das Magnetsystem durch einen innerhalb von Polschuhen der Ladespule rotierenden Dauermagnet gebildet. Es kann aber hierfür auch ein an sich bekanntes Magnetschwungrad mit symmetrischer bzw. unsymmetrischer Polaufteilung Verwendung finden, das um die auf einer ruhenden Tragplatte angeordnete Ladespule rotiert.

Des weiteren besteht auch die Möglichkeit, das Magnetsystem ruhend anzuordnen und die Ladespule in entsprechender Weise rotieren zu lassen.

Als elektronischer Schalter ist im Ausführungsbel· spiel ein steuerbarer Halbleitergleichrichter gewählt. Es sind jedoch dafür auch entsprechend arbeitend? Elektronenröhren bzw. andere Halbleiterbauelemente geeignet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Zündeinrichtung für Brennkraftmaschinen, bei der die Zündenergie in einem Zündkondensator gespeichert wird, der durch einen mit mindestens zwei Wicklungen versehenen Ladeanker, von denen wenigstens eine als Ladewickluiig dient, infolge eines von der Brennkraftmaschine relativ zu diesem Ladeanker bewegten Magnetsystems aufgeladen wird und der mit Hilfe der Schaltstrecke eines kontaktlos steuerbaren elektronischen Schalters über die Primärwicklung eines Zündtransformators entladen wird, dessen Sekundärwicklung mit wenigstens einer Zündkerze Verbindung hat, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Wicklung (15) des Ladeankers (4) als Steuerwicklung dient, deren der Steuerelektrode (G) des elektronischen Schalters (12) zugeführte Steuerspannung in bezug auf die Spannung der Ladewicklung (3) gegensinnig ist.

2. Zündeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladewicklung (3) und die Steuerwicklung (15) einen gemeinsamen, an der Schaltstrecke (K, A) des elektronischen Schalters (12) liegenden Verbindungspunkt (P) haben und ausgehend von diesem Verbindungspunkt gegensinnig auf einen Eisenkern (5) gewickelt sind.

3. Zündeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerelektrode (G) des elektronischen Schalters (12) eine ihr mit der Kathode zugekehrte Diode (16) vorgeschaltet ist.

4. Zündeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerstrekke (G,' K) des elektronischen Schalters (12) ein Kondensator (18) und ein Widerstand (17) parallel geschaltet sind.