DE2105325A1

DE2105325A1 - Kondensatorzundanlage zum Betrieb von Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2105325A1
Application number: DE19712105325
Authority: DE
Inventors: Herbert Struber Gunter 8500 Nürnberg Roderer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1971-02-05
Filing date: 1971-02-05
Publication date: 1972-08-10
Also published as: IT947217B; FR2124657A5; CA947375A; JPS4719234A; ES399494A1

Description

22.1.1971

Anlage zur
Patentanmeldung

BOBERT BOSCH GMBH,7 Stuttgart (Deutschland)

Kondensatorzundanlage zum Betrieb von Brennkraftmaschinen

Die Erfindung "betrifft eine Zündanlage zum Betrieb von Brennkraftmaschinen mit mindestens einem Kondensator, der von einem Generator über eine Diode aufgeladen und im Zündzeitpunkt über einen Zündtransformator entladen wird.

Bei bekannten wechselstromgespeisten KondensatorZündanlagen wird die erforderliche Zündenergie in einer Ladewicklung eines Ledegenerotors erzeugt und in einem Kondensator oder in mehreren Kondensatoren gespeichert. Die im Zündzeitpunkt am aufgeladenen Kondensator liegende Spannung ist dabei ab-

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hängig von der Drehzahl des Generators, der von der Brennkraftmaschine angetrieben wird. Die Ladewicklung des Generators ist im Hinblick auf die Kondensatorspannung im Leerlauf so ausgelegt, daß sie im unteren Drehzahlbereich zunächst mit zunehmender Drehzahl rasch ansteigt. Im oberen Drehzahlbereich nimmt sie jedoch mit zunehmender Drehzahl wieder ab, weil hier die Zeit zur Ladung des Kondensators abnimmt und der Ladestrom begrenzt ist durch die von von umlaufenden Dauermagneten des Zündgenerators abhängige Durchflutung und die durch den Ladestrom hervorgerufene Gegendurchflutung. *

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zündeinrichtung zu schaffen, die über den gesamten Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine im Zündzeitpunkt eine möglichst gleichbleibende Kondensatorspannung und damit eine annähernd konstante Zündenergie liefert.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß zwei Ladewicklungen des Generators mit unterschiedlichen V/indungszahlen über jeweils eine Diode an einen Kondensator angeschlossen sind. Durch die Ladewicklung mit der größeren Windungszahl steigt die Kondensatorspannung im unteren Drehzahlbereich mit zunehmender Drehzahl stark an. Sie bleibt dann über den mittleren und oberen Drehzahlbereich annähernd konstant, da dann die an sich abnehmende Spannung an der Ladewicklung mit der größeren Windungszahl durch die ansteigende Spannung an der Ladewicklung mit der kleineren Windungszahl kompensiert wird.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, anstelle des einen Kondensators zwei Kondensatoren zu verwenden und mit der größeren Ladewicklung einen Kondensator mit kleiner Kapazität und mit der kleineren Ladewicklung einen Kondensator mit größerer Kapazität aufzuladen. Werden

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im Zündzeitpunkt beide Kondensatoren entladen, so bewirkt der Kondensator mit der kleineren Kapazität und der hohen Ladespannung eine hohe Zündspannung an der Zündkerze und der Kondensator mit der größeren Kapazität und der kleineren Ladespannung eine Verlängerung der Zündfunkendauer.

Einzelheiten der Erfindung sind an einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel im folgenden näher beschrieben. Es-zeigen:

Jig .1 eine Kondensatorzündanlage mit einem Ladegenerator mit zwei Ladewicklungen, die einen Kondensator speisen und

Fig. 2 ein Diagramm der Kondensatorspannung im Zündzeit-. punkt in Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine.

Fig. 3 zeigt eine KondensatorZündanlage mit zwei Kondensatoren, die von je einer Ladewicklung eines Ladegenerators geladen werden.

Die in Fig. 1 dargestellte Zündanlage hat einen mit 10 bezeichneten Ladegenerator, der aus einem Rotor mit umlaufenden Dauermagneten 11 und einem Stator mit zwei Ladewicklungen und 13 besteht. Die Ladewicklungen 12 und 13 haben unter-.schiedliche Windungszahlen. Sie liegen mit einem Ende an Masse und sind mit'ihrem anderen Ende über jeweils eine Diode 14 und 15 an einen Kondensator 16 angeschlossen, dessen anderes Ende ebenfalls an Masse liegt. Im Entladestromkreis des Kondensators 16 liegt ein steuerbarer Thyristor 17 und die Primärwicklung 18a eines Zündtransformator 18, dessen Sekundärwicklung 18b mit einer Zündkerze 19 verbunden ist. Antiparallel zum Thyristor 17 liegt eine weitere Diode 20.

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Zur Erläuterung der Wirkungsweise dieser Zündanlage dient das in Fig* 2 dargestellte Spannungsdiagramm, in dem die im Zündzeitpunkt am Kondensator 16 liegende Spannung Uc in Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine aufgezeichnet ist. Der Kondensator 16 wird bei laufender Brennkraftmaschine durch die Ladewicklungen 12 und 13 über die Dioden 14 und 15 aufgeladen. Im Zündzeitpunkt wird der Thyristor 17 durch ein Steuersignal in den stromleitenden Zustand umgeschaltet, so daß nun der Kondensator 16 über die Primärwicklung 18a des Zündtransformators 18 entladen wird. Dabei wird in der -Sekundärwicklung 18b ein Hochspannungsimpuls induziert, der einen Zündfunken an der Zündkerze 19 zur Folge hat. Die Diode 20, die zum Thyristor 17 antiparallel geschaltet ist, ermöglicht die Verlängerung des Stromflußes in der Primärwicklung 18a, die zusammen mit dem Kondensator 16 einen Schwingkreis- bildet. Die Folge davon ist eine Verlängerung der Zündfunkendauer um eine Spannungshalbwelle unmittelbar nach dem Sperren des Thyristors 17.

Die Kennlinie a_ in Fig. 2 zeigt den Spannungsverlauf am Kondensator 16 für den Fall, daß der Kondensator 16 lediglich durch die Ladewicklung 12 mit der größeren Windungszahl aufgeladen wird. Diese Kennlinie zeigt im unteren Drehzahlbereich einen raschen Anstieg auf ihren Scheitelwert und fällt im höheren Drehzahlbereich wieder ab. Die Kennlinie b_ zei^gt den

"""" τ* el i G ε θ ~^ Spannungsverlauf am Kondensator 16 für den Fall, daß/nur "euren die Ladeivicklung 13 mit der geringeren Windungszahl aufgeladen wird. Dabei steigt die Spannung im unteren Brehzahlbereich nur allmählich an und erreicht erst im oberen Drehzahlbereich ihren Scheitelwert. Der Abfall der Spannungskurven a, und b ist darauf zurückzuführen, daß der Kondensator 16 bei höheren Drehzahlen nicht mehr voll aufgeladen wird, da einerseits der Ladestrom des Kondensators 16 begrenzt ist durch die Gegendurchflutung,

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die dieser in den Ladewicklungen hervorruft und da andererseits die Ladezeiten zur Aufladung des Kondensators 16 "bei höheren Drehzahlen geringer werden.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 wird der Kondensator 16 durch "beide Ladewicklungen 12 und 13 aufgeladen. Daraus ergibt sich im Zündzeitpunkt ein drehzahlabhängiger Verlauf der Kondensatorspannung Uc gemäß der gestrichelten Kennlinie c_,/im unteren Drehzahlbereich rasch ansteigt und im mittleren und oberen Drehzahlbereich annähernd parallel zur Abszisse verläuft. Zur Erzielung dieses Verlaufs der Kennlinie _c -wurde ein Verhältnis der Windungszahlen beider an den Kondensator 16 angeschlossenen Ladewicklungen 12 und 13 von etwa 4:1 gewählt.

Die Fig. 3 zeigt in einem anderen Ausführungsbeispiel eine Weiterbildung der zum Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 erläuterten Erfindung. Die einzelnen Bauelemente sind mit den gleichen Bezugszahlen versehen, wie die entsprechenden Bauelemente in Fig. 1. Der wesentliche Unterschied zwischen dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und/nach Fig. 3 besteht darin, daß in der Zündanlage nach Fig. 3 zwei Konderisatoren 30 und 31 enthalten sind, die über je eine Diode 14 und 15 an je -eine der beiden Ladewicklungen 12 und I3 mit unterschiedlicher Windungszahl angeschlossen sind. Beide Kondensatoren und 31 haben außerdem eine verschieden große Kapazität. Die Schaltung ist εο aufgebaut, daß ein Kondensator 30 mit einer Kapazität von 0,8/uF über die Diode 14 an die Ladewicklung mit 4000 V/indungen angeschlossen ist, während der Kondensator 31 mit einer Kapazität von 2yuF über die Diode I5 mit der Ladewicklung 13 mit 1000 Windungen verbunden ist. Beide Konden-catoren 30 und 31 werden im Zündzeitpunkt über je eine v/eitere Diode ^yj2. bzw. 351 &^en Thyristor 17 und die Primärwicklung 18a des Zündtransformators 18 entladen. Bei einem

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solchen Schaltungsaufbau ergeben sich- an den Kondensatoren 30 und 31, infolge ihrer unterschiedlichen Kapazität und Windungszahlen der ihnen zugeordneten Ladewicklungen 12 und 13, unterschiedliche Spannungen im Zündzeitpunkt. Vereinfacht dargestellt ergibt sich dabei am Kondensator 30 die Spannungskennlinie a/und am Kondensator 31 die Spannungskennlinie b in Fig. 2. Die Kennlinie a_^ liegt dabei über der Kennlinie ^, da der Kondensator 30 mit der kleinen Kapazität auch im mittleren und oberen Drehzahlbereich noch nahezu/aufgeladen wird. Im Zündzeitpunkt wird der Thyristor durch ein an ihn angelegtes Steuersignal stromleitend und die Kondensatoren 30 und 31 werden über die ihr zugeordneten Dioden 32 und 33 gleichzeitig entladen. Der kleinere Kondensator 30 mit der höheren Spannung bewirkt dabei die Erzeugung einer hohen Zündspannung an der Zündkerze zu Beginn des Zündvorganges, so daß ein kräftiger Zündfunke an der Zündkerze überspringt. Der größere Kondensator 31 bewirkt durch seine längere Entladungszeit einer Verlängerung der Brenndauer des Zündfunkens an der Zündkerze 19.

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Claims

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Stuttgart 22.I.I97I

Ansprüche

l.y Zündanlage zum Betrieb von Brennkraftmaschinen mit mindestens einem Kondensator, der von einem Generator über eine Diode aufgeladen und im Zündzeitpunkt über einen Zündtransformator entladen wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwei'Ladewicklungen (12, 13) des Generators (10) mit unterschiedlichen Windungszahlen über jeweils eine Diode (14, I5) an mindestens einen Kondensator (16) angeschlossen sind.

2. Zündanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Kondensatoren (30, 31) über je eine Diode (14, 15) an je eine der Ladewicklungen (12, 13) angeschlossen sind'.

3v Zündanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Kondensatoren (30, 31) eine unterschiedliche Kapazität haben und daß der Kondensator (30) mit eier kleineren Kapazität an die Ladewicklung (12) mit der größeren Windungszahl und der Kondensator (31) mit der größeren Kapazität an die Ladewicklung (13) mit der kleineren V/indungszahl angeschlossen ist. " , ·

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4. Zündanlage nach Anspruch 31 dadurch gekennzeichnet, daß beide Kondensatoren (30,. 31) im Zündzeitpunkt über je eine weitere Diode (32, 33)/einen kontaktlosen Schalter (17) und über die Primärwicklung (18a) des Zündtransformators (18) entladen werden.

5. Zündanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Vindungszahlen beider Ladewicklungen (12, 13) etwa 4:1 beträgt.

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