DE1936105B2 - Zuendvorrichtung fuer brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

OiΌ Erfindung betrifft eine Zündvorrichtung für Brennkraftmaschinen, mit einem Kondensator, der von einem Spannungshalbwellen positiver und negativer Polarität erzeugenden Magneigencrator geladen und durch ein elektronisches Schaltelement über die Primärwicklung einer Zündspule entladen wird, an deren Sekundärwicklung eine Zündkerze angeschlossen ist, und mit Steuermilteln, die bei richtiger Drehrichtung der Brennkraftmaschine das elektronische Schaltele-

65 _ment .. vorzugsweise einen Thyristor - zum Zündzeitpunkt in den stromleitenden Zustand schalten, und die einen Rückwärtslauf der Brennkraftmaschine verhindern.

Es ist bekannt, bei einer Zündanlage den Ruckwartslauf der Brennkraftmaschine dadurch zu erschweren, daß ein zur Ansteuerung des elektronischen Schaltelementes dienender Steuerimpuls eines magnetischen Gebers durch eine Abschrägung eines umlaufenden Kraftlinienleitstückes bei Rücklauf der Brennkraftmaschine weitgehend unterdrückt wird (DT-OS 14 39 986). Eine Ansteuerung des elektronischen Schaltelementes erfolgt bei Rücklauf der Brennkraftmaschine nicht, so daß am Kondensator eine gefährlich hohe Spannung stehen bleibt. Diese Lösung hat ferner den Nachteil, daß das Kraftlinienleitstück in einem relativ großen Umfangsbereich mit seiner Abschrägung am Impulsgeber vorbeibewegt wird und dabei durch Erschütterungen der Brennkraftmaschine oder durch Unebenheiten und Fertigungstoleranzen im Impulsgeber Slörspannungen induziert, die den elektronischen Schalter umschalten können und auf diese Weise die Rücklaufsicherheit unwirksam machen. Dies ist insbesondere dann zu befürchten, wenn die Brennkraftmaschine in falscher Drehrichtu.ig hochgezogen wird - z. B. beim Rückwärtsrollen eines Fahrzeuges am Berg oder beim Durciirutschen der Last einer Seilwinde.

Es ist ferner eine Zündanlage bekannt, bei der mit einer Ladehalbwelle zunächst ein Kondensator aufgeladen wird. Im Bereich des Scheitelwertes der Ladchalbwelle wird dann durch eine von der Ladewicklung des Magnetgenerators abgegriffene Steuerspannung ein Thyristor zur Entladung des Kondensators im Zündzeitpunkt angesteuert (DT-AS 12 28461). Die negative Spannungshalbwelle des Magnetgenerators wird hier durch eine Diode vom Kondensator entkoppelt. Derartige Zündanlagen haben den Nachteil, daß beim Zurückpendeln - z. B. beim Anlaßvorgang - die zuvor negative Halbwelle des Magnetgenerators durch die geänderte Drehlichtung positiv wird, die den Kondensator auflädt, daß sich durch Ansteuerung des Thryristors der Kondensator über die Zündspule w ieder entlädt und an der Zündkerze einen Fuiken erzeugt, durch den die Maschine in falscher Drehrichtung anzulaufen vermag.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für Ein- oder Mehrzylinder-Brennkraftmaschinen eine rücklaufsichere Zündanlage zu entwickeln, welche die Erzeugung eines Zündfunkens bei falscher Drehrichtung der Brennkraftmaschine zuverlässig verhindert.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß bei falscher Drehrichtung der Brennkraftmaschine die Steuermittel das elektronische Schaltelement in den stromleitenden Zustand schalten, sobald im Magnetgenerator eine Spannungshalbwelle erzeugt wird, die bei gesperrtem Schaltelement eine Aufladung des am Magnetgenerator angeschlossenen Kondensators bewirken würde.

In besonders zweckmäßiger und einfacher Weise erfolgt dabei die Schaltung des Thyristors in den stromieitenden Zustand durch den in den Steuermitteln erzeugten Spannungsimpuls eines magnetischen Gebers, der bei richtiger Drehrichtung der Brennkraftmaschine zur Zeit der Zündung auftritt.

Einzelheiten des Erfindungsgegenstandes sind anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Er, zeigt

F i g. 1 eine Zündanlage für eine Zweizylinder-Brenn-

kraftmaschine mit einem Magnetgenerator, zwei darin angeordneten magnetischen Gebern und ehern Zündkondensator sowie mit einem außenlieg ?nden Schaltgerät und zwei daran angeschlossenen Zündspulen für die beiden Zündkerzen;

F i g. 2 den Schaltungsaufbau der Zündan.'age nrch F i g. 1;

F i g. 3a, 3b und 3c den Spannungsverlaui an der Ankerwicklung des Zündgenerators, an den Geberwicklungen und am Zündkondensator bei normaler Drehrichtung.

Fig.4a. 4b und 4c den Spannungsverlauf an den entsprechenden Teilen der Zündanlage bei falscher Drehrichtung.

In Fig. 1 ist ein Magnetgeneralor für eine Zweizylinder-Zweitakt-Brennkraftmaschine mit 10 bezeichnet. Er besteht aus einem umlaufenden Polrad 11 mit vier symmetrisch darin angeordneten Dauermagneten 12 abwechselnder Polarität, sowie aus einer Ankerplatte 13, auf der ein Ladeanker !4 zur Erzeugung der Zündenergie, ein Zündkondensator 15 zur Speicherung der Zündenergie sowie zwei einander gegenüberliegende magnetische Impulsgeber 16 und 17 montiert sind. Die auf der Ankerplatte 13 montierten Elemente sind jeweils über Leitungen 18, 19, 20 und 21 an ein außerhalb des Magnetgenerators 10 liegendes Schaltgerat 22 angeschlossen. Ferner sind an das Schaltgerat 22 zwei Zündspulen 23 und 24 angeschlossen, die hochspannungsseitig über Zündleitungen 25 und 26 jeweils mit einer der beiden Zündkerzen 27 und 28 in ^o einem ihr zugeordneter Rrennr^um der Maschin*: verbunden sind.

Die Wirkungsweise der Zündanlage wird anhand der F i g. 2, 3 und 4 erläutert, wobei die F i g. ? den genauen Schaltungsaufbau der in Fi g. 1 dargestellten Zündanlu- ",5 ge zeigt. Bei normaler Drehrichtung wird im Ladeanker 14 des Magnetgenerators 10 durch das umlaufende Polrad 11 eine in F i g. 3a dargestellte Wechselspannung Lh erzeugt. Die zunächst auftretende positive Halbzelle der im Magnetgenerator 10 erzeugten elektrischen Energie gelangt über eine Diode 30 auf den Zündkondensator 15, der dabei geladen wird. Da die Diode 30 ein Entladen des Zündkondensators 15 über den Ladeanker 14 verhindert, b'Jeibt als Kondensatorspannung U₁- wie F i g. 3c zeigt, der Maximalwert der positiven Spannungshalbwelle von etwa 120 V stehen. Bei der Weiterdrehung gelangt nun das mit der Motorwelle umlaufende Kraftlinienleiistück 29 in dem Augenblick unter den magnetischen Geber 16, in dem im Ladeankcr

14 der Scheitelwert der negativen Spannungshalbwellc erreicht wird. Im Geber 16 wird durch das Kraftlinienleitstück 29 eine magnetische Flußänderung erzeugt, durch die — wie F i g. 3b zeigt — zunächst ein positiver und nachfolgend ein negativer Spannungsimpuls Uc, vor, etwa 1,8 V induziert wird. Der positive Spannungsimpuls gelangt über eine Stcuerdiode 31 auf das Steuergittcr eines Thyristors 32 und schaltet diesen in den stromleitenden Zustand um. Der Zündkondensator

15 wird — wie F i g. 3c zeigt — plötzlich entladen, indem der Stromkreis über die Primärwicklung 23a der Zündspule 23 und den Thyristor 32 an Masse gelegt und somit geschlossen wird, wodurch in der Sekundärwicklung 23/) der Zündspule 23 eine Zündspannung induzier; wird, die an der Zündkerze 27 einen Zündfunken zur Folge hat. f>%

Bei weiterer Drehung des Magnetpolrades 11 wird durch eine zweite positive Spannungshalbwclle im 1 xlp-.inkor 14 der Zündkondensalor 15 über die Diode 30 erneut aufgeladen. Da die beiden magnetischen Geber 16 und 17 einander gegenüberliegen (Fig. 1), gelangt das Kraftlinienleitstück 29 bei Weiterdrehung um 180° nunmehr unter den zweiten Geber 17 und erzeugt hier ebenfalls einen positiven und nachfolgend negativen Spannungsimpuls. Der positive Spannungsimpuls wird über eine weitere Steuerdiode 33 dem Steuergitter eines zweiten Thyristors 34 zugeführt und schaltet diesen in den stromleitenden Zustand um, so daß der Zündkondensator 15 nunmehr über die Primärwicklung 24a der zweiten Zündspule 24 und den Thyristor 34 entladen wird, so daß auch hier in der Sekundärwicklung 24b der Zündspule 24 eine Hochspannung entsteht, die an der daran angeschlossenen Zündkerze 28 einen weiteren Zündfunken zur Folge hat. Die negativen Spannungsimpulse in den beiden magnetischen Gebern 16 und 17 haben auf die ihnen zugeordneten Thyristoren 32 und 34 keinen Einfluß, da sie durch ihre Steuerdioden 31 und 33 gesperrt werden. Zum Schutz der Thyristoren 32 und 34 gegen Überspannung sind die Steuergitter jeweils über einen Widerstand 35 und einen dazu parallelliegenden Kondensator 36 mit Masse verbunden.

Bei falscher Drehrichtung der Brennkraftmaschine haben nunmehr die im Ladeanker 14 erzeugten Spannungshalbwellen eine umgekehrte Folge und umgekehrte Richtung. Die in F i g. 3a dargestellte letzte negative Spannungshalbwciie wird daher bei falscher Drehrichtung zur ersten und positiven Spannungshalbwellc, die in Fig. 4a gestrichelt dargestellt ist. Dies gilt entsprechend auch für die Spannungsimpulse des magnetischen Gebers 17. dessen negativer Impuls nunmeh'· /u einem positiver. Impuls wird — s. F i g. 4b —. der über die Steuerdiode 33 auf das SteuergiUer des Thyristors 34 gelangt und diesen hei Beginn der positiven Spannungshalbwelle am Ladeanker 14 in den strornleiienden Zustand umschaltet und dadurch den Stromkreis des Ladeankers t4 über seine vorgeschaltete Diode 30 sowie über die Primärwicklung 24,7 der Zündspule 24 schließt und auf diese Weise die Aufladung des Zündkondensators 15 verhindert. Da die Primärwicklung 24;i der Zündspule 24 relativ niederohmig ist. ist die tatsächliche Spannung am Ladeanker 14 und damit am Zündkondensator 15 nur sehr gering (siehe ausgezogene Linie F i g. 4a und F i g. 4c). so daß dadurch an der Zündkerze 28 kein Zündfunke entstehen kann. Da der Thyristor 34 so lange in seinem stromleitenden Zustand bleibt, wie in diesem Stromkreis noch ein Strom fließt, gelangt er erct nach Ende der positiven Spannungshalbwelle vom Ladeanker 14 in den .Sperrzustand. Bei Weiterdrehung des Poiradcs 11 wird nunmehr eine negative Spannungshalbwelle im Ladeanker !4 induziert, die. durch die Diode 30 gesperrt, für die Zündanlage unwirksam bleibt. Erst durch die nächste, positive Spannungsha'.bwellp am Ladeanker 14 könnte der Zündkondensator 15 über die Diode 30 aufgeladen werden Da jedoch zu diesem Zeitpunkt das Kraftlinienleitstück 29 unter den anderer. Geber Mi gelangt und in diesem einen positiven und negativen Spannungsimpuls erzeug!, wird der Thyristor U über die Steuerdiode 31 in den stromlcitenden Zustand geschaltet und es wiederhol! sich hier der gleiche Vorgang wie zuvor an dem Thyristor 34. Wie F i g. 4c zeigt, tritt am Kondensator 15 bei Rücklauf während der positiven Spannungshalbwel· Ie im Ladeanker 14 eine unerhebliche Spannung ί 'rauf. eine Aufladung findet aber nicht statt

Ausschlaggebend für die Rücklaufsicherung der Zündanlage ist die Gestaltung und Anordnung des mit

den magnetischen Gebern 16 und 17 zusammenwirkenden Kraftlinienleitstückes 29. Es ist so anzuordnen, daß sein hinteres Ende bei falscher Drehrichtung zur Erzeugung eines positiven Steuerimpulses für die Thyristoren 32 und 34 in dem Augenblick unter einen der magnetischen Geber 16 und 17 gelangt, in dem im Ladeanker 14 die positive Spannungshalbwelle beginnt, so daß eine Aufladung des Zündkondensators 15 mit Sicherheit vermieden wird.

Das im Ausführungsbeispiel gewählte Kraftlinienleitslück 29 erstreckt sich zweckmäßigerweise über einen Bogen von arc 0,21 ( 12°), so daß bei richtiger Drehri\_htung der mit seinem vorderen Ende im Geber 16 oder 17 erzeugte, den Zündzeitpunkt bestimmende Steuerimpuls für den Thyristor 32 oder 34 im Bereich des Sch eitel wertes der negativen Spannungshalbwelle des Ladeankers 14 fällt. Durch das schmale Kraftlinienleitstück 29 wird erreicht, daß der magnetische Kreis des Gebers unmittelbar nacheinander geschlossen und wieder geöffnet wird. Es hat sich gezeigt, daß dabei der positive und unmittelbar nachfolgende negative Geberimpuls stärker ist als bei einem längeren Kraftlinienleitstück, bei dem die beiden Geberimpulse nicht direkt aufeinander folgen. Die Anlage arbeitet daher auch bei kleinen Rücklaufdrehzahlen sicher.

Die Erfindung ist nicht auf uas Ausführungsbeispiel

ίο beschränkt. Sie ist sowohl bei Einzylindcr- wie bei Mehrzylinder-Brennkraftmaschinen anzuwenden, wobei in letzterem Falle die Zündanlage von einem mehrpoligen Magnetgenerator versorgt wird und zur Steuerung eines jeden Thyristors vorzugsweise ein eigener magnetischer Geber vorgesehen ist und wobei auf allen Gebern ein allen Gebern gemeinsames umlaufendes Kraftlinienleitstück zusammenwirkt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Zündvorrichtung für Brennkraftmaschinen, mit einem Kondensator, der von einem Spannungshalb- ί wellen positiver und negativer Polarität erzeugenden Magnetgenerator geladen und durch ein elektronisches Schaltelement über die Primärwicklung einer Zündspule entladen wird, an deren Sekundärwicklung eine Zündkerze angeschlossen ist, und mit Steuermitteln, die bei richtiger Drehrichtung der Brennkraftmaschine das elektronische Schaltelement — vorzugsweise einen Thyristor — zum Zündzeitpunkt in den stromleitenden Zustand schalten, und die einen Rückwärtslauf der Maschine verhindern, dadurch gekennzeichnet, daß bei falscher Drehrichtung der Brennkraftmaschine die Steuermittel (16, 17) das elektronische Schaltelement (32,34) in den stromleitenden Zustand schalten, sobald im Magnetgenerator (10) eine Spannungshalbwelle erzeugt wird, die bei gesperrtem Schaltelement (32, 34) eine Aufladung des am Magnetgenerator (10) angeschlossenen Kondensators (15) bewirken würde.

2. Zündvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung des Thyristors (32, 34) in den stromleitenden Zustand durch den in den Steuermitteln erzeugten Spannungsimpuls eines magnetischen Gebers (16,17) erfolgt.

3. Zündvorrichtung nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (15) über eine Diode (30) durch die positive Spannungshaibwelle des Magnetgenerators aufgeladen und der Thyristor (32,34) durch den positiven Spannungsimpuls des magnetischen Gebers (16, 17) in den stromleitenden Zustand geschaltet wird.

4. Zündvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Geber (16, 17) mit einem umlaufenden, über einen Bogen von vorzugsweise arc 0,21 (= 12°) reichendes Kraftlinienleitstück (29) zusammenwirkt, durch das der den Thyristor (32, 34) in den stromieitenden Zustand schaltende Spannumgsimpuls des magnetischen Gebers (16, 17) bei richtiger Drehrichtung der Brennkraftmaschine im Bereich des Scheitelwertes der negativen Spannungshalbwelle des Magnetgenerators (10) erzeugt wird.

5. Zündvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehrzylindrigen Brennkraftmaschinen, bei denen jedem Zylinder ein eigener Thyristor und ein eigener magnetischer Geber zugeordnet ist, das umlaufende Kraiilinienleitstück (29) mil allen den einzelnen Zylindern zugeordneten magnetischen Gebern zusammenwirkt.