DE2209007A1 - Hochspannungskondensator-zuendanlage - Google Patents

Hochspannungskondensator-zuendanlage

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DE2209007A1
DE2209007A1 DE19722209007 DE2209007A DE2209007A1 DE 2209007 A1 DE2209007 A1 DE 2209007A1 DE 19722209007 DE19722209007 DE 19722209007 DE 2209007 A DE2209007 A DE 2209007A DE 2209007 A1 DE2209007 A1 DE 2209007A1
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DE
Germany
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ignition
thyristors
voltage
ignition system
discharge
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Application number
DE19722209007
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English (en)
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Klaus D Dipl Ing Thieme
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Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Original Assignee
Licentia Patent Verwaltungs GmbH
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Publication date
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Priority to IT29161/72A priority patent/IT967430B/it
Priority to FR7232487A priority patent/FR2155279A5/fr
Priority to JP47091350A priority patent/JPS4837523A/ja
Priority to GB4274272A priority patent/GB1393754A/en
Priority to US05/288,989 priority patent/US4004561A/en
Publication of DE2209007A1 publication Critical patent/DE2209007A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P3/00Other installations
    • F02P3/06Other installations having capacitive energy storage
    • F02P3/08Layout of circuits
    • F02P3/0807Closing the discharge circuit of the storage capacitor with electronic switching means
    • F02P3/0838Closing the discharge circuit of the storage capacitor with electronic switching means with semiconductor devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P15/00Electric spark ignition having characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F02P1/00 - F02P13/00 and combined with layout of ignition circuits
    • F02P15/10Electric spark ignition having characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F02P1/00 - F02P13/00 and combined with layout of ignition circuits having continuous electric sparks
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B1/00Engines characterised by fuel-air mixture compression
    • F02B1/02Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition
    • F02B1/04Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition with fuel-air mixture admission into cylinder

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)

Description

  • 'IHochspannungskondensator-Zündanlage'' Die Erfindung bezieht sich auf eine Zündanlage mit kapazitiver Zwischenspeicherung der für den Zündimpuls erforderlichen Energie, insbesondere für Otto- und Wankelmotoren, bei der eine Elehrzahl von parallel geschalteten, von einer Batterie über eine Ladeeinrichtung aufladbaren Speicherkondensatoren mit zugeordneten Thyristoren vorgesehen ist, die zeitlich nacheinanderfolgend zur Entladung der Speicherkondensatoren durch Zündimpulse eines Zündimpulsgebers gezündet werden, nach Patent-Nr.
  • .... (Patentanmeldung P 21 45 790.9).
  • Bei der Zündanlage nach dem Iiauptpatent ist zur Erzielung einer größeren Sicherheit für die Entflammung des Gasgemisches im Zylinder des Motors durch die an der Zündkerze auftretenden Zündfunken eine Mehrzahl von parallel geschalteten Speicherkondensatoren mit zugeordneten Thyristoren vorgesehen. Auf diese Weise wird in der Nähe des Zündzeitpunktes eine Mehrzahl von in kurzen Zeitabständen aufeinanderfolgenden Überschlägen an der Zündkerze erzeugt, wodurch für den Fall, daß der erste Zündfunke das Gasgemisch nicht zur Entflammung bringen konnte, mit ziemlicher Sicherheit einer der nachfolgenden Zündfunken dies erreicht. Dadurch wird eine sichere Zündung auch bei ungünstigen Betriebszuständen, wie Teillast und höheren Drehzahlen, gewährleistet.
  • Nun hat sich gezeigt, daß sich bei der Entladung der einzelnen Speicherkondensatoren an der Primärseite der Zündspule eine stark gedämpfte Schwingung einstellt, die auch dann, wenn parallel zur Primärseite der Zündspule eine Freilaufdiode geschaltet ist, kurzzeitig negative Werte der Entladespannung entstehen läßt. Durch einen bei der Entladung des ersten Speicherkondensators auftretenden negativen Spannungsimpuls könnten nun aber die anderen, in den Parallelzweigen angeordneten und den anderen Speicherkondensatoren zugeordneten Thyristoren zu unerwünschten Zeitpunkten gezündet werden.
  • Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher darin, eine Entladung der zweiten und etwa nachfolgenden Speicherkondensatoren mit Sicherheit nur zu den von dem Zündimpulsgeber vorgegebenen gewünschten Zeitpunkten zu gewährleisten.
  • In Weiterbildung der Zündanlage nach dem Hauptpatent wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß mittel zur Verhinderung der Zündung der Thyristoren beim Nulldurchgang der Entladespannung vorgesehen sind.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sollen in den Steuerzuführungen der Thyristoren Zenerdioden vorgesehen sein, deren Zenerspannung höher als die höchste auftretende negative Entladespannung ist. Nach einem anderen Vorschlag der Erfindung sollen in den Steuerzuführungen dieser Thyristoren Zündtransformatoren vorgesehen sein.
  • Durch Anwendung der von der Erfindung vorgeschlagenen Naßnahmen, nämlich durch Anordnung von Zenerdioden oder Zündtransformatoren in den Steuerzuführungen der Thyristoren, wird sichergestellt, daß die Entladung der dem ersten Entladekreis nachfolgenden Entladekreise nicht schon im Moment des Durchganges der Entladespannung durch den Nullpunkt erfolgt.
  • Weitere Vorteile und wesentliche Merkmale der Erfindung sind in der Beschreibung der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellenden Zeichnung enthalten. Die Zeichnung zeigt in Figur 1 ein Schaltbild der erfindungsgemäßen Zündanlage mit Zenerdioden in den Steuerzuführungen der Thyristoren der dem ersten Entladekreis nachfolgenden Entladekreise und Figur 2 ein ausschnittsweises Schaltbild, bei dem in der Steuerzuführung eines Thyristors ein besonderer Thyristor-Zündtransformator vorgesehen ist.
  • In der Figur 1 ist mit 1 eine Batterie, insbesondere eine Fahrzeugbatterie, bezeichnet, aus der die Energie zur Aufladung von Speicherkondensatoren 3, 4 und 5 mittels einer Ladeeinrichtung 2, beispielsweise eines Gleichspannungskonverters, entnommen wird. Den in parallelen Zweigen angeordneten Speicherkondensatoren 3 bis 5 sind Thyristoren 6, 7 und 8 zugeordnet, bei deren Zündung die Kondensatoren entladen werden. Die bei der Entladung der Kondensatoren auftretende Entladespannung wird mit Hilfe eines Zündtransformators 11 auf die zur Erzeugung eines Überschlages an der Zündkerze erforderliche Zündspannung von 10 bis 30 kV übersetzt. In der Zeichnung führt der Ausgang 12 der Sekundärseite des Zündtransformators 11 auf einen sogenannten Zündverteiler, in dem Unterbrecherkontakte, lichspannungsverteiler und üblicherweise ein Zündwinkelverstellsystem untergebracht sind.
  • In den Zweigen zu den dem ersten Kondensator 3 parallel liegenden Speicherkondensatoren 4 und 5 sind Sperrdioden 13 vorgesehen, die verhindern sollen, daß während der Entladung des ersten Kondensators 3 die beiden anderen Kondensatoren ebenfalls entladen werden. Eine Freilaufdiode i4 ist parallel zur Primärwicklung des Zündtransformators 11 geschaltet und soll eine vollständige Entladung aller Kondensatoren gewährleisten bzw. ein Umpolen der Spannung am Zündtransformator verhindern.
  • Bei der Entladung der einzelnen Kondensatoren ergibt sich nun, bedingt durch den aus Zündtransformatorwicklung und Kondensator bestehenden Schwingkreis, ein Spannungsverlauf in Form einer stark gedämpften Schwingung. Der Spannungsanstieg und die Pulsdauer der ersten positiven Halbwelle dieser Spannungsschwingung hängen im wesentlichen vom verwendeten Spulentyp des Zündtransformators ab, wobei Streuinduktivität, Wicklungskapazität und ohmscher Widerstand die kennzeichnenden Parameter sind.
  • Nach der positiven Halbwelle ergibt sich jedoch trotz der Anordnung der Freilaufdiode 14 noch eine negative Halbwelle mit einem Scheitolwert von einigen Volt. Der Scheitelwert dieser negativen Halbwelle ist abhängig vom Stoßstromverhalten der Freilaufdiode 14, da diese den erheblichen Spulenstrom im Augenblick des Spannungsnulldurchganges übernehmen muß. Diese negativen Spannungswerte können aber die in den nachfolgenden Entladekreisen vorgesehenen Thyristoren 4 und 5 zur Zündung bringen, da deren Steuerzuführungen über den allen gemeinsamen Zündimpulsgeber eine galvanische Verbindung mit dem gemeinsamen Bezugspunkt Null der Schaltung aufweisen. In Figur 1 ist diese Verbindung dargestellt durch die Widerstände 20.
  • Um nun jedoch die Thyristoren mit Sicherheit nur zu den von dem Zündimpulsgeber vorgegebenen Zündzeitpunkten zu zünden, weisen die Steuerzuführungen der Thyristoren 6, 7 und 8 neben den zur Sicherheit gegen die hohe positive Entladespannung vorgesehenen Sperrdioden 15 Zenerdioden 16 auf, deren Zenerspannung höher als die höchste auftretende negative Entladespannung ist. Damit wird verhindert, daß die Zündung der Thyristoren jeweils beim Null durchgang der zeitlich vorher erzeugten Entladespannungsschwingung erfolgt.
  • Über die Eingänge 17, 18 und 19 können die von einem Zündimpulsgeber kommenden positiven Zündimpulse, deren Amplitude größer als die Zenerspannung sein muß, aufgeschaltet werden, wobei beispielsweise der an dem Anschluß 18 auftretende zweite Zündimpuls zur Zündung des Thyristors 7 gegenüber dem zur Entladung des ersten Kondensators 3 dienenden Zündimpuls am Eingang 17 um 50 psec verzögert und der am Eingang 19 eingehende Zündimpuls um beispielsweise 100 rsec verzögert ist.
  • In der Figur 2 ist eine andere Möglichkeit gezeigt, einen Thyristor, beispielsweise den Thyristor 7 im zweiten Entladekreis der Zündanlage, mit Sicherheit nur zu dem von dem Zündimpulsgeber vorbestimmten Zeitpunkt zu zünden. An dem Steuereingang 24 des Thyristors 7 ist dazu hier neben dem Widerstand 22 und der Diode 15, die beide dem Schutz des Thyristors dienen, ein besonderer Thyristor-Zündtransformator 21 vorgesehen, durch den der an einen Eingang 23 anschließbare Zündimpulsgeber galvanisch von der Steuerzuführung des Thyristors getrennt wird. Auch durch diese galvanische Trennung wird gewährleistet, daß die bei der Entladung des ersten Kondensators auftretenden negativen Spannungsimpulse nicht zur Zündung des Thyristors 7 führen können.
  • Als Zündimpulsgeher können dabei, wie schon in dem Hauptpatent angegeben worden ist, ein von einem Taktgenerator angesteuertes Schieberegister oder eine Nöhrzahl von monostabilen Flip-Flops vorgesehen sein. Bei Verwendung monostabiler Schaltungen wird der Zündimpuls durch eine Differentiationsschaltung aus der Rückflanke des um die gewünschte Zeit verzögerten Ausgangssignals abgeleitet. Es könnten aber auch bekannte Impuls-Verzögerungsschaltungen und Netzwerke herangezogen werden, die gegenüber einem ersten Impuls verzögerte zweite und nachfolgende Impulse mit beliebiger, vorbestimmbarer Verzögerung erzeugen, wie z.B. Laufzeitketten.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE
1. Zündanlage mit kapazitiver Zwischenspeicherung der für den Zündimpuls erforderlichen Energie, insbesondere für Otto-und Wankelmotoren, bei der eine Mehrzahl von parallel geschalteten, von einer Batterie über eine Ladeeinrichtung aufladbaren Speicherkondensatoren mit zugeordneten Thyristoren vorgesehen ist, die zeitlich nacheinrtaderfolgeyld zur Entladung der Speicherkondensatoren durch Zündimpulse eines Zündimpulsgebers gezündet werden, nach Patent-Nr.
(Patentanmeldung P 21 45 790.9), dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Verhinderung der Zündung der Thyristoren (6, 7, 8) beim Nulldurchgang der Entladespannul7g vorgesehen sind.
2. Zündanlage nach Anspruch 1, dalch gekennzeichnet 5 daß in den Steuerzuführungen der Thyristoren e, 7, 8) Zenerdioden (16) vorgesehen sind, deren Zenerspannung höher als die höchste nach dem Spannungsnulldurchgang auftretende Entladespannung ist.
3. Zündanlage nach Anspruch is dadurch gekennzeichnet, daß in den Steuerzuführungen der Thyristoren (6, 7, 8) Zündtransformatoren (21) vorsehen sind.
L e e r s e i t e
DE19722209007 1971-09-14 1972-02-25 Hochspannungskondensator-zuendanlage Pending DE2209007A1 (de)

Priority Applications (6)

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DE19722209007 DE2209007A1 (de) 1972-02-25 1972-02-25 Hochspannungskondensator-zuendanlage
IT29161/72A IT967430B (it) 1971-09-14 1972-09-13 Impianto di accensione con con densatori per alta tensione in particolare per motori a ciclo di otto e wankel
FR7232487A FR2155279A5 (de) 1971-09-14 1972-09-13
JP47091350A JPS4837523A (de) 1971-09-14 1972-09-13
GB4274272A GB1393754A (en) 1971-09-14 1972-09-14 Ignition system
US05/288,989 US4004561A (en) 1971-09-14 1972-09-14 Ignition system

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4154205A (en) * 1976-08-18 1979-05-15 Semikron, Gesellschaft Fur Gleichrichterbau Capacitor ignition system for internal-combustion engines

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US4154205A (en) * 1976-08-18 1979-05-15 Semikron, Gesellschaft Fur Gleichrichterbau Capacitor ignition system for internal-combustion engines

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