DE1909804C3

DE1909804C3 - Electric ignition system for internal combustion engines

Info

Publication number: DE1909804C3
Application number: DE19691909804
Authority: DE
Inventors: Eric Harold London Ford
Original assignee: Lumenition Ltd., London
Priority date: 1968-02-29
Filing date: 1969-02-27
Publication date: 1976-03-25

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Zündanlage für Brennkraftmaschinen, mit einer Spannungsquelle, einer Zündspule, mit einer an die Zündspule Zündenergie liefernden Verstärkerschaltung und einer am Eingang der Verstärkerschaltung liegenden Steuereinrichtung aus einem lichtempfindlichen, zwei Anschlüsse aufweisenden Empfangselement und einer Lichtquelle, in deren auf das Empfangselement gerichteten Strahlengang in Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine eine Blende geführt wird, wobei die Verstärkerschaltung einen ersten und einen zweiten Transistor aufweist, die in Kaskade geschaltet sind und als Schalter im Wechsel derart betrieben werden, daß immer einer leitet und einer gesperrt ist, und die einen Leistungstransistor zur Energiezufuhr zur Zündspule im Takt des Lichteinfails auf das Empfangselement ein- und ausschalten, und wobei der Kollektor des ersten Transistors unmittelbar mit der Basis des zweiten Transistors verbunden ist.The invention relates to an electrical ignition system for internal combustion engines, with a voltage source, an ignition coil, with an amplifier circuit supplying ignition energy to the ignition coil, and one at the input the amplifier circuit located control device consists of a light-sensitive, two connections having receiving element and a light source, in whose beam path directed onto the receiving element Depending on the speed of the internal combustion engine, a diaphragm is guided, the amplifier circuit a first and a second transistor, which are connected in cascade and as Switches are operated alternately in such a way that one is always conducting and one is blocked, and one is Power transistor for supplying energy to the ignition coil in time with the light incident on the receiving element and turn off, and wherein the collector of the first transistor is connected directly to the base of the second transistor connected is.

Bei einer bekannten Schaltung dieser Art ist die Basis des Leistungstransistors an dem über einen Widerstand an der Spannungsquelle angeschlossenen Emitter des zweiten Transistors der Verstärkerschaltung ange-In a known circuit of this type, the base of the power transistor is connected to the via a resistor connected to the voltage source emitter of the second transistor of the amplifier circuit

schlossen. Bei dieser Kopplung erfolgt das Ein- und Ausschalten des Leistungstransistors synchron mit dem Ein- und Ausschalten des vorgeordneten Transistors der Verstärkerschaltung. Ein für ein ^eitgenaues Zünden voller Synchronismus wird jedoch nicht erreicht, s weil der Leistungstransistor zeitverzögert gegenüber dem Ausgangstransistor der Verstärkerschaltung geschaltet wird. Diese Zeitverzögerung beruht auf dem synchronen Ein- und Ausschalten, denn der LeistungstransistG/ benötigt zum Einschalten einen Impuls, der durch verschiedene, der Basis des Leistungstransistors vorgeschaltete Widerstände und der Basis-Emitter-Strecke des Ausgangstransistors der Verstärkerschaltung zeitverzögert wird.closed. With this coupling the input and Switching off the power transistor synchronously with switching the upstream transistor on and off the amplifier circuit. However, full synchronism for precise ignition is not achieved, see chap because the power transistor is switched with a time delay compared to the output transistor of the amplifier circuit will. This time delay is based on the synchronous switching on and off, because the power transistorG / requires a pulse to turn on, which passes through different, the base of the power transistor upstream resistors and the base-emitter path of the output transistor of the amplifier circuit is delayed.

Weiter besteht bei der bekannten Schaltung die Ge- i_; fahr, daß Störimpulse den Ausgangstransistor der Verstärkerschaltung und damit auch den Leistungstransistor einschalten, so daß es zu Fehlzündungen kommt. Diese Störung beruhi darauf, daß der Kollektor des Ausgangstransistors der Verstärkerschaltung mit seinem Kollektor direkt an der einen Versorgungsleitung und der Emitter, an dem der Steueranschluß für den Leistungstransistor angeschlossen ist, über einen Widerstand an der anderen Versorgungsleitung angeschlossen ist (Funkschau, 1967, Heft 16, S. 485, Bild 1).In the known circuit there is also the Ge i _; drive that interference pulses turn on the output transistor of the amplifier circuit and thus also the power transistor, so that it comes to misfires. This disturbance is based on the fact that the collector of the output transistor of the amplifier circuit is connected with its collector directly to one supply line and the emitter, to which the control connection for the power transistor is connected, is connected to the other supply line via a resistor (Funkschau, 1967, issue 16 , P. 485, Fig. 1).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Zündanlage zu schaffen, die vor Fehlzündungen geschüut ist, und bei der die Zündfunken praktisch ohne Zeitverzögerung gegenüber den Steuerimpulsen erfolgen.The invention is based on the object of creating an electrical ignition system that prevents misfires is protected, and where the ignition sparks come in handy take place without a time delay compared to the control impulses.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Schaltung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Basis des Leistungstransistors unmittelbar an den Kollektor des zweiten Transistors angeschlossen ist so daß der Leistungstransistor nur dann leitet, wenn der zweite Transistor gesperrt ist, daß die Basis des ersten Transistors unmittelbar mit dem einen Anschluß des Empfangselementes verbunden ist, und daß der erste Transistor, der zweite Transistor und der Leistungstransistor mit ihren Emittern unmittelbar an einen Pol der Spannungsquelle angeschlossen sind.According to the invention, this object is achieved in a circuit of the type mentioned at the beginning, that the base of the power transistor is connected directly to the collector of the second transistor is so that the power transistor only conducts when the second transistor is blocked that the base of the first transistor is directly connected to one terminal of the receiving element, and that the first The transistor, the second transistor and the power transistor with their emitters directly to one pole connected to the voltage source.

Durch diese inverse Kopplung des Leistungstransistors und des Ausgangstransistors dec Verstärkerschaltung sowie durch .den unmittelbaren Anschluß der Emitter und dem mittelbaren Anschluß der Kollektoren über Widerstände an die Versorgungsleitungen wird gewährleistet, daß es weder zu Zeitverzögerungen in der Zündfolge noch zu Fehlzündungen infolge positiver oder negativer Störimpulse kommen kann.This inverse coupling of the power transistor and the output transistor dec amplifier circuit as well as by .the direct connection of the emitter and the indirect connection of the collectors Resistors to the supply lines ensure that there are no time delays in the firing order can still lead to misfires as a result of positive or negative interference pulses.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Further refinements of the invention are characterized in the subclaims.

Ausführungsbeispiele vorliegender Erfindung sind unter Bezugnahme auf die Zeichnung im folgenden erläutert Es zeigtEmbodiments of the present invention are explained below with reference to the drawing It shows

Fig. 1 eine bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung zum schnellen Schalten des Primärstromes einer Zündeinrichtung einer Brennkraftmaschine in schematischer Darstellung,Fig. 1 shows a preferred embodiment of a device for rapid switching of the primary current of an ignition device of an internal combustion engine in schematic representation,

Fi g. 2 eine elektrische Schaltung einer Ausführungs form einer transistorisierten Zündung, die auf die Signaledes Phototransistors der in F i g. 1 gezeigten Vorrichtung anspricht,Fi g. 2 shows an electrical circuit of an embodiment form of a transistorized ignition which reacts to the signals of the phototransistor of the circuit shown in FIG. 1 shown device addresses,

Fig.3 eine bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung zum Verstellen des Zündzeitpunktes in schematischer Darstellung,3 shows a preferred embodiment of a device for adjusting the ignition point in a schematic representation,

Fig.4 eine zweite bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung zum Verstellen des Zündzeitpunktes, die in Abhängigkeit des Unterdrucks im Saugrohr des Vergasers arbeitet, in schematischer Darstellung,4 shows a second preferred embodiment a device for adjusting the ignition point, which depends on the negative pressure in the intake manifold of the Carburetor works, in a schematic representation,

F i g. 5 eine dritte bevorzugte Ausführungsform einer elektrischen Schaltung zum Verstellen des Zündzdtpunktes, die in Abhängigkeit des an der Primärwicklung der Zündspule oder an einem Lastwiderstand auftretenden Spannungsabfalls arbeitet,F i g. 5 a third preferred embodiment of an electrical circuit for adjusting the ignition point, which occurs depending on the primary winding of the ignition coil or a load resistor Voltage drop works,

F i g. 6 eine Alternativausführungsform eines hchtundurchlässigen Teiles in perspektivischer Darstellung,F i g. 6 shows an alternative embodiment of a highly impermeable part in a perspective illustration,

F i g. 7 eine vierte Ausführungsform einer Vorrichtung zum Verstellen des Zündzeitpunktes.F i g. 7 shows a fourth embodiment of a device for adjusting the ignition timing.

F i g. 1 der Zeichnung zeigt eine Vorrichtung, die einen Stator 2 aufweist, der einen Rotor 4 umgibt Der Rotor 4 ist über eine Welle 6 an der Nockenwelle des Motors befestigt. Im Oberteil des Stators 2 ist ein Halter 8 einer Strahlungslampe vorgesehen, der zentral im Oberteil angeordnet ist, und der eine Gallium-Arsenid-Infrarotquelle 10 enthält. Die Infrarotquelle 10 ragt in einen zylindrischen Becher 12 hinein, der in dem Oberteil des Rotors 4 axial ausgebohrt ist. Die Strahlungsintensität der Infrarotquelle 10 wird durch einen Widerstand 14 herabgesetzt, der mit der Infrarotquelle 10 in Reihe liegt. Die ringförmige Wandung des Rotors 4 weist im Bereich des zylindrischen Bechers 12 eine enge, durchgehende Bohrung 16 auf.F i g. 1 of the drawing shows a device comprising a stator 2 surrounding a rotor 4 The rotor 4 is attached to the camshaft of the engine via a shaft 6. In the upper part of the stator 2 is a holder 8 a radiation lamp is provided, which is arranged centrally in the upper part, and a gallium arsenide infrared source 10 contains. The infrared source 10 protrudes into a cylindrical cup 12 in the upper part of the rotor 4 is axially bored. The radiation intensity of the infrared source 10 is determined by a resistor 14, which is in series with the infrared source 10. The annular wall of the rotor 4 has a narrow, continuous bore 16 in the area of the cylindrical cup 12.

In einer Kammer 17 in der Wand des Stators 2 ist ein Phototransistor oder eine strahlungsempfindliche Halbleiter-Vorrichtung 18 angeordnet. Die Kammer 17, in welcher der Phototransistor 18 sitzt, besitzt eine Öffnung 20, die sich auf derselben Höhe wie die Bohrung 16 im Rotor befindet.In a chamber 17 in the wall of the stator 2 is a Phototransistor or a radiation-sensitive semiconductor device 18 arranged. Chamber 17, in which the phototransistor 18 sits, has an opening 20 which is at the same level as the bore 16 is located in the rotor.

Jedesmal, wenn sich der Rotor 4 im Betriebszustand dreht, fluchtet die Bohrung 16 für eine gegebene Anzahl von Graden der Drehzahl der Brennkraftmaschine mit der Öffnung 20. Während dieser Periode empfängt der Phototransistor 18 die Infrarotstrahlen von der Quelle 10, wodurch der Transistor 18 erregt wird. Der entstehende Stromfluß wird anschließend durch einen transistorisierten Zündungsstrom verstärkt In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist nur eine Bohrung 16 vorgesehen, da die Vorrichtung nur für eine Einzylinder-Brennkraftmaschine verwendbar ist Für eine Vierzyünder-Brennkraftmaschine sind vier Bohrungen 16 in 90° Abständen in der Wandung des Rotors 4 vorgesehen. Bei einer Sechszylinder-Brennkraftmaschine sind es entsprechend sechs Bohrungen 16, die in 60° Abständen angeordnet sind.Whenever the rotor 4 rotates in the operating state, the bore 16 is aligned for a given number of times of degrees of the speed of the internal combustion engine with the opening 20. During this period the phototransistor 18 the infrared rays from the source 10, whereby the transistor 18 is energized. the The resulting current flow is then amplified by a transistorized ignition current illustrated embodiment, only one bore 16 is provided, since the device is only for a single-cylinder internal combustion engine can be used for a four-cylinder internal combustion engine are four bores 16 provided at 90 ° intervals in the wall of the rotor 4. In a six-cylinder internal combustion engine there are six holes 16, which are arranged at 60 ° intervals.

Um eine Früh- oder Spätzündung für verschiedene Drehzahlen der Brennkraftmaschine zu erreichen, können die Bohrungen 16 durch Schlitze ersetzt werden, die zur Längsachse des Bechers 12 schräg verlaufen. Der Rotor 4 kann gegenüber dem Stator 2 zwischen einer äußersten Stellung bei niedrigen Drehzahlen, in der die Strahlung der Infrarotquelle 10 durch den oberen Teil des Schlitzes auf den Phototransistor 18 trifft und einer anderen äußersten Stellung bei hohen Drehzahlen, in der die Strahlung der Infrarotquelle 10 durch den unteren Teil des Schlitzes auf den Phototransistor 18 trifft, axial bewegt werden. Die Schlitze können sich aus Gründen, die später erkärt werden, in eine Richtung verjüngen.In order to achieve advanced or retarded ignition for different engine speeds, you can the bores 16 are replaced by slots which run obliquely to the longitudinal axis of the cup 12. The rotor 4 can with respect to the stator 2 between an extreme position at low speeds, in the radiation from the infrared source 10 hits the phototransistor 18 through the upper part of the slot and another extreme position at high speeds in which the radiation from the infrared source 10 passes through the lower part of the slot meets the phototransistor 18, are moved axially. The slots can become taper in one direction for reasons that will be explained later.

Die oben beschriebene Vorrichtung hat gegenübei bekannten, in zeitlicher Beziehung zur Drehzahl dei Brennkraftmaschine arbeitenden Systemen den Vorteil daß sie äußerst genau und mechanisch zuverlässig isi da ihr einzig beweglicher Teil der Rotor 4 ist Infolgi der Anordnung des Widerstandes 14, der in Reihe mi der Infrarotlampe 10 liegt, arbeitet die Lampe 10 mi herabgesetzter Intensität, was eine äußerst lange LeThe device described above has compared to known, in time relationship to the speed dei Internal combustion engine operating systems have the advantage that they are extremely accurate and mechanically reliable since their only moving part of the rotor 4 is the result of the arrangement of the resistor 14, which is in series mi the infrared lamp 10, the lamp 10 works with reduced intensity, which is an extremely long Le

bensdauer bedeutet, so daß ein elektrischer Ausfall der Vorrichtung selten eintritt.endurance means, so that an electrical failure of the Device rarely occurs.

Ferner erfüllt die in F i g. 1 dargestellte Vorrichtung die an die Primärseite eines Zündverteilers gestellten Anforderungen:Furthermore, the in F i g. 1 shown device placed on the primary side of an ignition distributor Conditions:

a) Der Zündzeitpunkt von jedem Zylinder in bezug auf die Brennkraftmaschine kann sehr genau eingestellt werden. Eine Einstellgenauigkeit von ± '/2° ist auch bei Massenproduktion leicht zu erreichen, indem die Welle, entsprechend der zugehörigen Anzahl der Zylinder, in Winkelabständen zum Bohren der Löcher markiert wird.a) The ignition timing of each cylinder in relation to the internal combustion engine can be set very precisely will. A setting accuracy of ± '/ 2 ° is easy to achieve even in mass production, by the shaft, according to the associated number of cylinders, at angular distances to the Drilling the holes is marked.

b) Die Vorrichtung hat keine ihr eigenen Hemmnisse wie solche, die sich infolge der Trägheit von Hochgeschwindigkeitskontakten oder infolge falscher Federkraft der Kontaktsätze, mechanischer Abnutzung durch Reibung, Kontaktflächenabnutzung und Oxydation ergeben.b) The device has no inherent obstacles such as those arising from the inertia of high-speed contacts or as a result of incorrect spring force of the contact sets, mechanical wear due to friction, contact surface wear and oxidation result.

c) Die Vorrichtung, als eine Triggereinheit für transistorisierte Zündsysteme, kann den herkömmlichen elektromagnetischen Impulsgenerator, dessen Nachteil in der mangelnden Anpassung an Drehzahl- und Belastungsänderungen der Brennkraftmaschine besteht, ersetzen.c) The device, as a trigger unit for transistorized ignition systems, can use the conventional electromagnetic pulse generator, the disadvantage of which is the lack of adaptation to speed and load changes of the internal combustion engine exist, replace.

d) Durch die Verwendung verstellbarer, schrägverlaufender Schlitze in dem Becher des Rotors ist eine zufriedenstellende Zündzeitpunktverstellung über einen weiten Geschwindigkeits- und/oder Belastungsbereich möglich.d) By using adjustable, inclined slots in the cup of the rotor a satisfactory ignition timing over a wide speed and / or load range possible.

Die in F i g. 2 der Zeichnung dargestellte transistorisierte Zündschaltung für eine Brennkraftmaschine ist in drei Abschnitte unterteilt, die durch Kabel verbunden sind. Der dritte Abschnitt besteht aus einer Zündspule mit schnellem Spannungsanstieg. Der erste Abschnitt stellt eine Steuereinrichtung dar und enthält eine Infrarotquelle 10, beispielsweise eine Gallium-Arsenid-Infrarotlampe, die in Reihe mit einem Widerstand 14 an der Batterie des Fahrzeugs liegt. Ebenfalls ist ein Silizium-Flächentransistor 18 an die Fahrzeugbatterie angeschlossen, der in Reihe mit einem Widerstand 22 und einem Begrenzungswiderstand 23 liegt. Dieser Phototransistor wird durch die Infrarotstrahlung der Quelle 10 erregt, die durch die Bohrung oder durch einen in den zylindrischen Becher 12 eingeschnittenen Schlitz fällt. Der Becher 12 wird durch die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine gedreht. Der Ausgang des Phototransistors 18 wird durch einen Transistor 24 verstärkt.The in F i g. 2 of the drawing illustrated transistorized ignition circuit for an internal combustion engine is in divided into three sections connected by cables. The third section consists of an ignition coil with a rapid rise in voltage. The first section represents a control device and contains an infrared source 10, for example a gallium arsenide infrared lamp, which is in series with a resistor 14 on the battery of the vehicle. There is also a silicon junction transistor 18 connected to the vehicle battery, which is in series with a resistor 22 and a limiting resistor 23 is located. This phototransistor is driven by the infrared radiation from the source 10 excited through the bore or through a cut in the cylindrical cup 12 slot falls. The cup 12 is rotated by the crankshaft of the internal combustion engine. The output of the phototransistor 18 is amplified by a transistor 24.

Der zweite Abschnitt der Schaltung stellt die transistorisierte Zündungseinheit dar, die einen schnell umschaltenden Transistor 26, einen Hochspannungsleistungstransistor 28, einen Kondensator (32). der als Hochfrequenznebenschluß wirkt, sowie Widerstände 34 und 36 enthält. Der Ausgang des Transistors 24 ist an die Basiselektrode des Transistors 26 angelegt, dessen Ausgang wiederum an der Basiselektrode des Leistungstransistors 28 anliegt. Der dritte Abschnitt der Schaltung enthält eine Zündspule 40 und einen Lastwiderstand 42 in Reihe mit der Primärwicklung. Zur Vermeidung hochfrequenter Störungseinflüsse sind Widerstände 39 und 41 vorgesehen.The second section of the circuit represents the transistorized Ignition unit, which has a fast switching transistor 26, a high voltage power transistor 28, a capacitor (32). which acts as a high frequency shunt, as well as resistors 34 and 36 contains. The output of transistor 24 is applied to the base electrode of transistor 26, whose The output is in turn applied to the base electrode of the power transistor 28. The third section of the Circuit includes an ignition coil 40 and a load resistor 42 in series with the primary winding. To the Resistors 39 and 41 are provided to avoid high-frequency interference.

Die Schaltung der F i g. 2 arbeitet wie folgt: Sobald die Infrarotlampe 10 und der Phototransistor 18 über die Bohrung im Rotor und die Öffnung im Stator miteinander ausgerichtet sind, wird der Phototransistor 18 leitend. Der Strom, der dann durch die Widerstände 22 und 23 und den Phototransistor 18 fließt, verursacht einen auf den Transistor 24 übergehenden Basisstrom, der den Transistor 24 augenblicklich einschaltet. Sobald der Transistor 24 leitend ist, erdet der durch seinen Emitter-Kollektor-Stromkreis fließende Strom die Basis des Transistors 26 voll, der im gleichen Augenblick abschaltet. Da der Transistor 26 nicht leitend ist, fließt der volle Basisstrom in den Leistungstransistor 28, der erregt wird. Am Ende der Halteperiode, die eine volle magnetische Sättigung der schnell ansteigenden Spule gewährleistet, beginnt in dem Augenblick der magnetische Zusammenbruch, in dem die Infrarotstrahlung zum Phototransistor 18 unterbrochen wird. Sobald die Strahlung aufhört, unterbricht der Phototransistor 18 den Stromfluß in dem Widerstand 22, und der entsprechende Spannungsabfall schaltet den Transistor 24 ab. Das bewirkt eine Spannungserhöhung an der Basis des Transistors 26 und somit das Einschalten des Transistors 26. Die Basis des Leistungstransistors 28 ist an den Minuspol der 12-Volt-Batterie angeschlossen, was den Leistungstransistor 28 veranlaßt, sehr schnell abzuschalten, um eine sehr hohe Sekundärspannung in der Zündspule zu erzeugen.The circuit of FIG. 2 works as follows: As soon as the infrared lamp 10 and the phototransistor 18 are over the bore in the rotor and the opening in the stator are aligned, the phototransistor 18 becomes conductive. The current which then flows through resistors 22 and 23 and phototransistor 18 is caused a base current passing to transistor 24, which instantly turns transistor 24 on. As soon as the transistor 24 is conductive, the current flowing through its emitter-collector circuit grounds the base of transistor 26 full, which switches off at the same instant. Since the transistor 26 is not conductive, flows the full base current into power transistor 28 which is energized. At the end of the holding period, it's a full Magnetic saturation of the rapidly rising coil is guaranteed, the magnetic saturation begins at the moment Collapse in which the infrared radiation to the phototransistor 18 is interrupted. As soon as the Radiation ceases, the phototransistor 18 interrupts the flow of current in the resistor 22, and the corresponding A voltage drop switches the transistor 24 off. This causes an increase in tension at the base of the Transistor 26 and thus the switching on of transistor 26. The base of power transistor 28 is on connected to the negative pole of the 12-volt battery, what causes the power transistor 28 to turn off very quickly in order to have a very high secondary voltage in the Generate ignition coil.

Um das Ausmaß der Haltedauer zu erhöhen, während der das Zündsystem bei hoher Geschwindigkeit in bezug auf eine volle Umdrehung der Kurbelwelle eingeschaltet ist, können die in den zylindrischen Becher 12 eingeschnittenen Schlitze konisch verlaufen, damit sie sich zu den Enden hin erweitern, die bei hohen Drehzahlen im Bereich der Infrarotstrahlung liegen. Wie schon an anderer Stelle erwähnt wurde, können der oder die Schlitze in bezug auf die Vertikale schräg oder bogenförmig verlaufen, um den Zündzeitpunkt des Zündungssystems zur Erzielung verschiedener Drehzahlen der Brennkraftmaschine vor- oder nachzustellen. To increase the amount of hold time the ignition system is in at high speed is switched on with respect to a full revolution of the crankshaft, the can in the cylindrical cup 12 incised slots are tapered so that they widen towards the ends that are at high Rotational speeds are in the range of infrared radiation. As mentioned elsewhere, you can the slot or slots extend obliquely or arcuately with respect to the vertical, around the ignition point of the ignition system to achieve different speeds of the internal combustion engine before or after.

Es ist bekannt, daß die Zündung mit zunehmender Drehzahl der Brennkraftmaschine vorgestellt und ebenso entsprechend der Belastung der Brennkraftmaschine verändert werden muß. Die größte Vorzündung ist bei hohen Drehzahlen und geringer Belastung vorgesehen. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, dies zu erreichen. Im folgenden sind die wichtigsten Verstellungsarten aufgezählt:It is known that the ignition is advanced and the engine speed increases must also be changed according to the load on the internal combustion engine. The greatest pre-ignition is intended for high speeds and low loads. There are several ways you can go about this reach. The most important types of adjustment are listed below:

a) Unterdruck,a) negative pressure,

b) elektrisch undb) electrical and

c) Fliehkraft.c) centrifugal force.

Im ersten Fall verwendet man den im Ausgangsrohr des Vergasers oberhalb der Drosselklappe entstehenden Unterdruck, um den Zündverstellmechanismus zu steuern. Im zweiten Fall arbeitet man mit dem Span nungsabfall an der Zündspule, um den Zündverstellme chanismus zu verstellen, da eine direkte Beziehung zwi sehen dem Spannungsabfall und der Drehzahl dei Brennkraftmaschine besteht. Im dritten Fall macht mar sich die Fliehkraft zunutze, die ebenfalls in Beziehung zur befindlichen der Brennkraftmaschine steht Die bei den letzten Methoden können nur in Verbindung mi der Drehzahl der Brennkraftmaschine verwendet wer den, wohingegen die Unterdruckmethode sowohl be Belastungsänderungen als auch Drehzahländerungei verwendet werden kann. Die in Fig.7 dargestellt!In the first case, the one that arises in the outlet pipe of the carburetor above the throttle valve is used Vacuum to control the advance timing mechanism. In the second case one works with the chip voltage drop at the ignition coil to adjust the Zündverstellme mechanism, since a direct relationship between see the voltage drop and the speed of the internal combustion engine. In the third case, mar use the centrifugal force, which is also related to the internal combustion engine the last methods can only be used in connection with the speed of the internal combustion engine the, whereas the negative pressure method both for load changes and speed changes can be used. The one shown in Fig.7!

Ausführungsform ist ein Beispiel eines Systems, beEmbodiment is an example of a system, be

dem die Zündverstellung des Zündsystems durch Zu sammenwirken von Drehzahl und Belastung erreich wird.which the ignition advance of the ignition system is achieved through the interaction of speed and load will.

Ein Ausführungsbeispiel einer bevorzugten AusfühAn embodiment of a preferred embodiment

rungsform einer Zündverstellvorrichtung mit Flieh kraftverstellung ist in Fig.3 schematisch dargestell Die Vorrichtung enthält eine Welle 52, die direkt mi der Brennkraftmaschine verbunden ist, sowie eine ahnApproximate form of an ignition adjustment device with Flieh power adjustment is shown schematically in Fig.3 The device contains a shaft 52, which is connected directly to the internal combustion engine, and an ahn

liehe Welle 54, die drehschlüssig, aber längsverschiebbar mit der Welle 52 verbunden ist, als auch ein federndes scheibenförmiges Teil 56 in Ringform, das symmetrisch aufgespalten ist, wodurch sich zwei Innenränder bilden und zwei Zwischenräume 58 entstehen, die sich entsprechend der Drehzahl der Brennkraftmaschine ausdehnen oder zusammenziehen.borrowed shaft 54, which is rotationally locked, but longitudinally displaceable is connected to the shaft 52, as well as a resilient disc-shaped part 56 in an annular shape, which is symmetrical is split, whereby two inner edges are formed and two gaps 58 arise, which expand or contract according to the speed of the internal combustion engine.

Die beiden Wellen 52 und 54 sind durch Stifte 60 drehschlüssig miteinander verbunden, die in Bohrungen der Wellen derart verschiebbar sind, daß die Welle 54 gegenüber der Welle 52 in Längsrichtung bewegbar ist. Die Scheibe 56 besitzt eine zentrale öffnung, durch die die Enden der beiden Wellen reichen. Jede Welle weist in der Nähe ihrer Enden eine Ringnut 62 auf, in der ringförmige Ansätze 64 an den beiden Innenrändern der Scheibe 56 eingepaßt und festgehalten werden. Die Scheibe 56 ist derart hergestellt, daß die beiden Innenränder bestrebt sind, sich voneinander zu entfernen, um die beiden Wellen 52 und 54 zu trennen, wenn keine anderen Kräfte auf die Scheibe 56 wirken. Am äußeren Umfang weist die Scheibe 56 einen verdickten oder schwereren Randteil 66 auf.The two shafts 52 and 54 are rotatably connected to one another by pins 60 which are in bores of the shafts are displaceable in such a way that the shaft 54 is movable relative to the shaft 52 in the longitudinal direction. The disk 56 has a central opening through which the ends of the two shafts extend. Every wave points in the vicinity of its ends an annular groove 62, in the annular lugs 64 on the two inner edges of the disc 56 are fitted and retained. The disk 56 is made such that the two inner edges tend to move away from each other to separate the two shafts 52 and 54, if none other forces act on the disk 56. On the outer circumference, the disk 56 has a thickened or heavier edge part 66.

Die Welle 54 ist mittels eines Schaftes 72 mit einem becherförmigen Rotor 70 gekoppelt. Der Rotor 70 besitzt eingeschnittene Schlitze 74, die gegenüber der Rotorachse geneigt verlaufen, um die notwendige Zündverstellung des Zündungssystems vornehmen zu können. The shaft 54 is coupled to a cup-shaped rotor 70 by means of a shaft 72. The rotor 70 has incised slots 74, which are inclined with respect to the rotor axis, in order to provide the necessary ignition adjustment of the ignition system.

Bei niedriger Drehzahl der Brennkraftmaschine drückt die Scheibe 56 die Welle 54 in ihre entfernteste Stellung von der Welle 52, so daß die Strahlung von der Infrarotquelle durch das links liegende Ende der Schlitze 74 in den Stator fällt. Erhöht sich die Drehzahl der Brennkraftmaschine, beginnt sich die Scheibe 56 infolge der Fliehkräfte abzuflachen, und die Welle 54 wird gegen die Welle 52 angezogen. Der Rotor 70 wird gegenüber dem Stator bewegt, und der Lichtstrahl scheint entlang der Schlitze 74 zu wandern. Bei maximaler Drehzahl ist die Welle 54 vollkommen eingezogen, und der Lichtstrahl fällt durch das rechte Ende der Schlitze 74.When the engine speed is low, the disk 56 pushes the shaft 54 into its furthest point Position of shaft 52 so that radiation from the infrared source passes through the left-hand end of the slots 74 falls into the stator. If the speed of the internal combustion engine increases, the disk 56 begins to flatten as a result of the centrifugal forces, and the shaft 54 becomes tightened against shaft 52. The rotor 70 is moved relative to the stator and the light beam shines to wander along the slots 74. At maximum speed, the shaft 54 is fully retracted, and the light beam falls through the right end of the slots 74.

F i g. 4 der Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung einen zweiten Weg, eine Zündverstellung vorzunehmen, indem der Druckwechsel im Saugrohr des Vergasers verwendet wird. Eine Leitung 80 verbindet eine Kammer 82 mit dem Ansaugrohr des Vergasers auf der stromaufwärts liegenden Seite einer Drosselklappe 84. Die Kammer 82 ist mit einer Membran 86 ausgestattet, an der ein Stift 88 befestigt ist. Der Stift 88 trägt an seinem anderen Ende den Phototransistor 18. In der Kammer 82 ist eine Feder 90 vorgesehen, die die Membran 86 gegen den in der Kammer 82 herrschenden Unterdruck in ihre Mittellage drückt. Die Zeichnung zeigt ebenfalls den Rotorbecher 70 mit einem darin befindlichen schrägverlaufenden Schlitz 74. Wenn die Drosselklappe 84 ganz geschlossen ist, befindet sich die Membran 86 in ihrer normalen Stellung, und der Phototransistor 18 arbeitet durch das untere Ende des Schlitzes 74 mit der Infrarotlampe zusammen. Sobald sich die Drehzahl erhöht, entsteht in der Kammer 82 ein Unterdruck, der bewirkt, daß sich die Membran 86 gegen den Druck der Feder 90 nach innen bewegt. Dadurch verschiebt sich der Phototransistor 18 nach links, und der Zündpunkt wird vorverlegt.F i g. 4 of the drawing shows a schematic representation of a second way to carry out an ignition adjustment, by using the pressure change in the intake manifold of the carburetor. A line 80 connects a chamber 82 with the intake manifold of the carburetor on the upstream side of a throttle valve 84. The chamber 82 is equipped with a membrane 86 to which a pin 88 is attached. The pen 88 carries at its other end the phototransistor 18. In the chamber 82, a spring 90 is provided which the The membrane 86 presses into its central position against the negative pressure prevailing in the chamber 82. The drawing also shows the rotor cup 70 with an inclined slot 74 therein the throttle valve 84 is fully closed, the diaphragm 86 is in its normal position, and the Phototransistor 18 works through the lower end of the Slot 74 together with the infrared lamp. As soon as the speed increases, arises in the chamber 82 a negative pressure that causes the diaphragm 86 to move inwardly against the pressure of the spring 90. Through this the phototransistor 18 shifts to the left and the ignition point is brought forward.

In F i g. 5 der Zeichnung ist nun eine bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung dargestellt, die die elektrische Methode zur Erzielung einer Früh- oder Spätzündung verwendet. Die Schaltanordnung enthält die Primärwicklung der Zündspule 40 und den Lastwiderstand 42. Ein Stromkreis, der einen Kondensator 92 und eine mit dem Kondensator 92 parallel geschaltete Induktionsspule 94 besitzt, kann entweder an die Primärwicklung der Spule 40 oder an den Lastwiderstand 42 angelegt werden. Die 'nduktionsspule 94 besitzt einen verschiebbaren Weicheisenkern 96, der so angeordnet ist, daß ein Ende aus der Spule 94 herausragt und den Phototransistor 18 trägt. Das andere EndeIn Fig. 5 of the drawing is now shown a preferred embodiment of a device that the electrical method used to achieve advanced or retarded ignition. The circuit arrangement includes the primary winding of the ignition coil 40 and the load resistor 42. A circuit containing a capacitor 92 and an induction coil 94 connected in parallel with the capacitor 92 can either be connected to the primary winding the coil 40 or the load resistor 42 are applied. The induction coil 94 has a slidable soft iron core 96 which is arranged so that one end protrudes from the spool 94 and the phototransistor 18 carries. The other end

ίο führt in die Induktionsspule 94 hinein und ist durch eine Feder 95 derart beaufschlagt, daß sich im nicht erregten Zustand der Spule 94 nur ein Teil des Eisenkerns 96 in der Spule 94 befindet. Bei niedrigen Drehzahlen der Brennkraftmaschine liegt eine maximale Spannung an der Primärwicklung der Zündspule 40 oder am Lastwiderstand 42 an, so daß der Eisenkern 96 gegen die Kraft der Feder 95 ganz in die Spule 94 gezogen wird. Erhöht sich die Drehzahl der Brennkraftmaschine, so verringert sich der durch die Primärwicklung der Zündspule fließende Strom, was einen Spannungsrückgang an der Spule 94 zur Folge hat. Die Anziehungskraft der Spule 94 läßt nach, und der Eisenkern % wird durch die Feder 95 leicht aus der Spule 94 herausgedrückt.ίο leads into the induction coil 94 and is through a Spring 95 is applied in such a way that when the coil 94 is not energized, only part of the iron core 96 in the coil 94 is located. A maximum voltage is applied at low speeds of the internal combustion engine the primary winding of the ignition coil 40 or the load resistor 42, so that the iron core 96 against the Force of the spring 95 is pulled completely into the coil 94. If the speed of the internal combustion engine increases, so the current flowing through the primary winding of the ignition coil decreases, causing a voltage drop on the spool 94 results. The attractive force of the coil 94 decreases, and the iron core% is by the Spring 95 pushed out of spool 94 slightly.

Anstatt des Rotorbechers mit Schlitzen kann eine scheibenförmige Vorrichtung zum Verstellen des Zündzeitpunktes verwendet werden, die im wesentlichen die Form eines Malteserkreuzes aufweist und als lichtundurchlässiges Element wirkt. Die in F i g. 6 gezeigte Scheibe 98 besitzt eine Anzahl von V-förmigen Schlitzen 99, die in gleichen Winkelabständen aus der Scheibe 98 herausgeschnitten sind. Die Anzahl der V-förmigen Schlitze 99 entspricht der Anzahl der Zylinder. Die Scheibe 98 ist an einer Welle 97 befestigt, die von der Brennkraftmaschine angetrieben wird. Die Infrarotlampe 10 und der Phototransistor 18 sind zu beiden Seiten der geschlitzten Scheibe 98 angeordnet, so daß der Phototransistor 18, während sich die Scheibe 98 dreht, jedesmal dann durch die Infrarotstrahlen erregt wird, wenn ein V-förmiger Schlitz 99 mit der Lampe 10 und dem Phototransistor 18 fluchtet. Da die Kanten der Schlitze 99 nicht ganz radial verlaufen, kann eine Frühoder Spätzündung des Zündsystems dadurch erreicht werden, daß die Fluchtlinie zwischen Lampe 10 und Phototransistor 18 radial nach innen oder nach außen verschoben wird. Bildet man die Blätter im wesentlichen rechteckförmig aus, so kann durch eine nur geringe Verschiebung der Fluchtlinie zwischen Lampe 10 und Phototransistor 18 ein weiter Zündverstellbereidi erzielt werden.Instead of the rotor cup with slots, a disk-shaped device for adjusting the ignition point can be used can be used, which essentially has the shape of a Maltese cross and as opaque Element works. The in F i g. Washer 98 shown in Figure 6 has a number of V-shaped slots 99, which are cut out of the disk 98 at equal angular intervals. The number of V-shaped Slots 99 corresponds to the number of cylinders. The disc 98 is attached to a shaft 97 which is of the Internal combustion engine is driven. The infrared lamp 10 and the phototransistor 18 are on either side the slotted disk 98 so that the phototransistor 18, as the disk 98 rotates, is excited by the infrared rays every time a V-shaped slot 99 with the lamp 10 and the phototransistor 18 is aligned. Since the edges of the slots 99 do not run completely radially, an early or Retarded ignition of the ignition system can be achieved in that the alignment between lamp 10 and Phototransistor 18 is moved radially inward or outward. If one forms the leaves essentially rectangular, so by only a slight shift of the alignment line between lamp 10 and phototransistor 18 a further ignition advance range be achieved.

An dieser Stelle der Beschreibung ist es nützlich, die allgemeinen Grundsätze, durch die eine Früh- odei Spätzündung erzielt wird, zusammenzufassen. Im FaI der in der vorliegenden Erfindung offenbarten Einrich tung, in dem zwischen der Infrarotlampe 10 und den Phototransistor 18 eine Flucht besteht, bedarf es eine Relativbewegung zwischen dieser Flucht und de Steuerkante des Rotorblattes, um den Zündpunkt zi verändern. Ähnlich kann im verwendeten Scheibenab schnitt die Steuerkante der Blätter (d. h. die zwischei den V-förmigen Schlitzen 59 verbleibenden Stücke) si formenmäßig abgeändert sein, daß sie keinen Scheiber radius mehr darstellt. Demzufolge ergibt jede relati oder quer zur Scheibe vorgenommene Bewegung de Fluchtlinie zwischen der Infrarotlampe 10 und derAt this point in the description it is useful to outline the general principles by which an early odei Delayed ignition is achieved to summarize. In the case of the device disclosed in the present invention device, in which there is an escape between the infrared lamp 10 and the phototransistor 18, there is a need Relative movement between this flight and de control edge of the rotor blade to the ignition point zi change. Similarly, in the disc section used, the control edge of the sheets (i.e., the intermediate one the V-shaped slots 59 remaining pieces) si formally modified so that they do not have a disc radius represents more. As a result, any movement made relative to or across the disk results in de Alignment line between the infrared lamp 10 and the

Phototransistor 18 eine Änderung des Zündzeitphrl· tes.Phototransistor 18 a change in the ignition timing tes.

F i g. 7 zeigt in schematischer Darstellung eine Au: führungsform einer ZündzeitpunkteinstellvorrichtunF i g. 7 shows a schematic representation of an embodiment of an ignition timing adjustment device

609 613/'609 613 / '

durch die entsprechend der Drehzahl und der Belastung der Brennkraftmaschine nach dem Unterdruckprinzip eine Früh- oder Spätzündung erreicht wird. Die Vorrichtung umfaßt eine V-förmig geschlitzte Scheibe 98, die durch die Brennkraftmaschine angetrieben wird. Die Infrarotlampe 10 und der Phototransistor 18 befinden sich an den Enden einer Achse 100, die derart angeordnet ist, daß die Blätter der sich drehenden Scheibe 98 die Strahlenbahn unterbricht. Jedes Ende der Achse 100 ist an ein Ende entsprechender Führungszapfen 102 und 104 angelenkt. Die anderen Enden dieser Zapfen 102, 104 sind mit Membranen 106 und 108 verbunden, die in glockenförmigen Kammern 110 undby the corresponding to the speed and the load of the internal combustion engine according to the vacuum principle advanced or retarded ignition is achieved. The device comprises a V-shaped slotted disc 98, which is driven by the internal combustion engine. The infrared lamp 10 and the phototransistor 18 are located at the ends of a shaft 100 which is arranged in such a way that the blades of the rotating disc 98 interrupts the ray path. Each end of the axle 100 is hinged to one end of respective guide pins 102 and 104. The other ends of this Pins 102, 104 are connected to membranes 106 and 108, which are in bell-shaped chambers 110 and

1010

112 angeordnet sind. Die Kammer 110 ist über eine Rohrleitung 114 mit dem Venturirohr des Vergasers verbunden, während die Kammer 112 über eine Rohrleitung 116 an die Unterdruckbohrung des Vergasers angeschlossen ist. Die Viembranen 106, 108 sind gegen den in den Systemen erzeugten Unterdruck durch Federn 118 und 120 beaufschlagt.112 are arranged. The chamber 110 is via a Pipeline 114 is connected to the venturi of the carburetor, while the chamber 112 is connected by a pipeline 116 is connected to the vacuum bore of the carburetor. The Viembranen 106, 108 are against the negative pressure generated in the systems is acted upon by springs 118 and 120.

Es ist zu verstehen, daß bei der zuletzt beschriebenen Vorrichtung eine Früh- oder Spätzündung sowohl in Abhängigkeit von der Drehzahl allein als auch von der Belastung der Brennkraftmaschine allein, als auch von einer Kombination von Drehzahl und Belastung erzielt werden kann.It is to be understood that in the device described last, an advance or retarded ignition in both Dependence on the speed alone as well as on the load on the internal combustion engine alone, as well as on a combination of speed and load can be achieved.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Claims: ■

! .Electric ignition system for internal combustion engines, with a voltage source, an ignition coil, with an ignition energy that supplies the ignition coil Amplifier circuit and a control device located at the input of the amplifier circuit a light-sensitive receiving element having two connections and a light source, in whose beam path directed at the receiving element as a function of the speed of the Internal combustion engine an aperture is performed, wherein the amplifier circuit a first and a having second transistor, which are connected in cascade and operated as a switch in such a way alternately that always one conducts and one is blocked, and the one power transistor for Switch the energy supply to the ignition coil on and off in time with the incidence of light on the receiving element, and wherein the collector of the first transistor is directly connected to the base of the second transistor is, characterized in that the base of the power transistor (28) directly is connected to the collector of the second transistor (26), so that the power transistor (28) only then conducts when the second transistor (26) is blocked, that the base of the first transistor (24) is directly connected to one connection of the receiving element, and that the first transit stör (24), the second transistor (26) and the power transistor (28) with their emitters directly connected to one pole of the voltage source are.

2. Electrical ignition system according to claim 1, characterized in that the light source (10) is a Infrared heater is

3. Electrical ignition system according to claim 2, characterized in that the infrared radiator (10) is a gallium arsenide lamp and is the receiving element (18) A phototransistor, the base of which is free and which, when exposed to light, the first transistor (24) turns on the amplifier circuit with the aid of a resistor (22)

4. Electrical ignition system according to claim 3, characterized in that the two transistors (24, 26) of the amplifier circuit are of the same type that one terminal of the receiving element the emitter of the phototransistor »(28) and that the bases of the two transistors (24, 26) of the amplifier circuit Via individual resistors (22, 39) at one pole of the voltage source and its collectors are connected to the other pole of the voltage source via individual resistors (34, 36).

5. Electrical ignition system according to one of the claims 1 to 4, characterized in that the diaphragm is one of the number of cylinders of the internal combustion engine corresponding number of openings arranged at the same distance from one another carries, which release the beam path according to the speed of the internal combustion engine.

6. Electrical ignition system according to claim 5, characterized in that the diaphragm (98) has a Disc and has V-shaped slots (99) as openings (Fig. 6).

7. Electrical ignition system according to one of claims 1 to 5, characterized in that the cover is a cup-shaped, the light source (10) enclosing and provided with at least one opening for the light exit part (12) of one of the internal combustion engine, in particular of its camshaft, via a drive shaft (6) driven rotor (4) and that the receiving element (18) is arranged on a stator (2) surrounding the rotor (4) (Fig. 1).

8. Electrical ignition system according to claim 7, characterized in that the opening or openings in the diaphragm formed as a cup-shaped part (12) there are wedge-shaped slots (74) which are inclined run to the axis of the cup-shaped part (12).

9. Electrical ignition system according to claim 8, characterized in that for adjusting the Ignition time the cup-shaped part (12) relative to the light source (10) and the receiving element (18) is adjustable (FIG. 3).

10. Electrical ignition system according to claim 9, characterized in that the drive shaft (52, 54) of the rotor is divided, the parts (52, 54) of which are connected to one another in a rotationally fixed but axially movable manner are, and that for the axial displacement of the two parts (52,54) a circular, symmetrically split Disc (56) is provided, the edges of which engage the two parts (52, 54) of the drive shaft (Fig-3).

11. Electrical ignition system according to claim 6, characterized characterized in that the light source (10) and the receiving element (18) at the ends of a Axis (100) are arranged, the ends individually or jointly by two adjustment devices are movable, one on the speed of the internal combustion engine and the other on the load the internal combustion engine responds (FIG. 7).

12. Electrical ignition system according to claim 11, characterized characterized in that the adjusting devices each have a membrane (106, 108), one of which is a membrane (106) with the pressure in the venturi of the carburetor and the other membrane (108) the pressure in the vacuum bore of the carburetor is applied (FIG. 7).