DE2233766A1 - Kapazitatives entladungszuendsystem - Google Patents

Description

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Fabrica Espanola Magnetos, S.Ab» Hermanos Garcia HOblejas, 19t Madrid-17/Spanien

Kapazitatives Entladungszündsyatem

Die Erfindung betrifft ein kapazitatives Entladungszündsystem, bei dem Zündspannungen mit einer kurzen Steigzeit und einer Langen Funkendauer in kapazitativen Bntladungszündeyst einen erreicht werden.

Der Großteil der bekannten kapazitativen Entladungszündsysteni hat den Vorteil der Erzeugung einer Zündspannung, deren Steigzeit erheblich kürzer als die von Zündsystemen in induktiver Ausführung let, jedoch haben kapazitative Zündsyeteme den Nachteil, daß die Dauer des Lichtbogens in der Zündkerze oder die Zeit, während der der Lichtbogen zwiBohen den Elektroden der Zündkerze bestehen bleibt, vielfach nicht so lange ist, wie man das haben möchte.

£s gibt im wesentlichen einen Konetruktionakompromiß in den beiden vorstehend gen&nnten Faktoren: Steigzeit und Dauer dea Lichtbogens, so d&£ dann, wenn ein System mit einer kurzen Steigzeit projiziert wird, es notwendigerweise innerhalb bestimmter Grenzen und mit den

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bekannten Methoden auch .Lichtbogendauerzeiten hat, die ebenfalls kurz öind, während konstruktionsbedingt lange Lishtbogenzeiten erzeugt
werden müssen, und dann auch die Steigaeiten groß sind.

Die Vorteile einer kurzen Gteigaeit sind bekannt, unter anderem ein ordntmgsgesiäßes Laufen de"s Motors mit sclimutzigen oder fettigen Zündkerzen, vas sich in eine längere Lebensdauer für die Sündkerzen umsetzt. Die Vorteile einer langen Lichtbogendauer in den Zündkerzen, unter anderem eine bessere und vollständigere Verbrennung des Gemischena, welche wiederum eine beBeere Motorleistung'und eine Verringerung in der amtosphärischen Verschmutzung nach sich ziehen, die von dem Motor herrührt, sind ebenfalls bekannt.

Kapazitative Zündsyeteme sind bek&nnt, bei denen eine gleichgerichtete Quelle einen Kondersaetor lädt, der in Reihe mit der Primärwicklung einer Spule «und «iner Triggervorrichtung wie einer siliziumgesteuerten Diode geschaltet ist, wobei die Sekundärwicklung der Spule in Reihe mit einer Zündvorrichtung geschaltet ist. Ferner ist ee 'bekannt, eine Induktivität und eine Diode parallel zur Primärwicklung der Spule und in Reihe mit der Triggervorrichtung vorzusehen. Vie
aus der US-Patentschrift 3 525 211 bekannt, besteht die Aufgabe des Zweigstromkreisee mit der Zusatzinduktivität darin, einen kontinuierlichen Stromumlauf durch die Primärwicklung au ermöglichen, um die
Lichtbog-endauer zu verlängern, und die Aufgabe der Induktivität als solcher besteht darin, eine Impedanz zu schaffen, go daß ein Teil
der Gegenspannung, die durch die Primärwicklung hervorgerufen wird,

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den Kondensator negativ lädt, der seinerseits einen negativen Strom an der silisiumgesteuerten Diode ECE erzeugt, um sie aauszuschalten. Dieser Patentschrift kann auch eine Wicklung und eine Mode als bekannt entnommen werden, die parallel zur Reihenschaltung: geschaltet sind» welche sowohl die ©Primärwicklung als auch die diliziuingesteuerte Diode SGH enthält. Dieser Zwfcigstroiskreis ermöglicht auch einen kontinuierlichen Stromumlauf durch die Primärwicklung, ist jedoch nicht so effektiv wie in der bekannten Schaltung, die in der US-Patentschrift beschrieben werden ist, um die siliziumgesteuerte Diode auszußchalten.

Bei diesen beiden bekannten Schaltungen wird die zusätzliche Wicklung nicht magnetisch mit der Sekundärwicklung der Spule gekoppelt» so daß deren Effekt in der Längung des Lichtbogens in zeitlicher Hinsichtindirekt ist, d.h. deren. Lichtbogendauer-Verlängerungeeffekt hängt von deren Effekt auf die Primärwicklung anstatt a-af die cJekundwärwickluiig ab. ferner ist aus diesen bekannten Schaltungen keine Eilfspri— uärwicklung bekannt» die in Richtung entgegengesetzt zur Primärwicklung gewickelt ist und in Reihe mit einer Dicde .sowohl parallel zur Primärwicklung alß auch' der siliziumgesteuerten Diode geschaltet ist. Beim Stand dfcr Technik sind also keine Maßnahmen getroffen, um eine» scharfe Steigzeit in der Sekundärwicklung zu bewirken, während insgesamt jedoch trotzdem die Lichtbogendauer verlängert wird.

!•er Erfindung lic^t die Aufgabe zugrunde, einen besseren Komprimiß zwicchen den .Faktoren Eteigac-it urd Lichtbogendauer zu scha-Tien, der.

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eine kürze Steigzeit und einen längeren Lichtbogen ermöglicht, als dae möglich ist durch Verwendung der bekannten Methoden.

Indem in einsmkapazitativen Zündsystem eine HilfBprimärwicklung vorgesehen wird, die entgegengesetzt zur Eauptprimärwioklung gewickelt ist, ferner eine ordnungsgemäße gerichtete Diode, wobei diese Reihenschaltung parallel zur Primärwicklung und zur Triggervorrichtung geschaltet ist, Iäi3t sich eine kurze Steigzeit erreichen, indem die relativen Impedanzverte der Hilfs- und der Primärwicklungen und der ■ Spule eingestellt werden.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung sind:

Pig. 1 ein Schaltbild eines ersten Ausführungebeispiels der Erfindung und

Fig. 2 ein Schaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung«

Im erst&n Aus!ührungsbeispiel, das in Fig. 1 gezeigt ist, ist eine Energiequelle beispielsweise in der Form eines Generators 1 vorgesehen, ferner ein GleichrichtungEsystem 2, ein Ladekondensator J, eine Triggervorrichtung· A ι eine Biliziungesteuerte .Diode 5 nit einer Steuerelektrode 12, eine norm?.le oiliziuiadioae 6, eine Spule 7 mit drei Wicküxmgen, nämlich der Hauptpriiirwicklunj 6, der Ki] fsprikärwicklung 9 ur-d der Sekundwärwicklunts 10, und schlieSlich Zündkßraen-

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BAD ORtGINAt

elektroden 11.

Die Arbeitewoise der Schaltung ist wie folgt»

Der Generator bzw. die Energiequelle 1 liefert Wechselstrom^ dieser wird durch das Gleichrichtungssystem 2 gleichgerichtet, um Gleichstrom zu erzeugen, äo daß der Kondensator 3 geladen wird. Die Triggervorrichtung 4 erzeugt Impulse mit der Synchronisation, die in bezug auf die Umdrehung der Kurbelwelle des Motors erforderlich ist, und wenn ein Triggerimpuls an der Elektrode 12 der siliziumgesteuerten Diode 5 erscheint, wird diese leitend, um für die Entladung des Kondensators J durch die Hauptprimärwicä.ung θ der Spule 7 zu sorgen. Diese Entladung wäre wegen der Art der Parameter C und L (C ißt die Kapazität.des Kondensators 3 und L 1st die Verlustinduktivität der Primärwicklung 8) von der gedampften oszillierenden Art, wenn die Sohaltnng Mittel für die Rückkehr des Stroms hätte, aber das 1st nicht laöglicht, weil die siliziumgasteuerte Diode 5 nur in einer Richtung leiten kann. Nachdem also der Kondensator 3 einmal die maximale negative Spannung in der ersten Halbperiode der oszillierenden Entladung durch die Hauptprimärwicklung a erreicht hat, geht diese oszillierende Entladung durch die Diode 6 und die Hilfsprimarärwicklung $ weiter. Venn der Kondensator 3 erneut eine positive Spannung zur Erde erlangt, was der zweiten Halbperiode der oszillierenden Entladung entspricht, setat sich diese Entladung nun erneut durch dia Hauptprimräwicklung 8 und die siliziumgesteuerte Diode 5 fort, wobei angenommen ist, daB die letztere immer noch durch den Impuls der Triggervorrichtung erreigt bleibt. Dieser Vorgang wird wiederholt, bis die gesamte im Kondensatox· 3 gespeicherte Energie verbraucht worden ist. Die sukzessiven flntladungen des Kon.-

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densators durch die Hauptpriniärwickliing 9 und die Hilf ßprimärwicklung 9 erzueugen in der SekuncLwärwicklung 10 der Spule 7 eine Spannung, die im ersten Teil ihrer Steigung den Zusammenbruchwert des Lichtbogens in den Elektroden 11 der Zündkerze erreicht, um einen ersten Lichtbogen kurzer Dauer und J.eingelegter Polarität zu erzeugen, woran sich Partielllichtbögen abwechselnd unterschiedlicher Polaritäten anschließen, die -verschiedenen Ilalbperioden der Entladung des Kondensators durch die Eauptprioärwicklung 8 und dia Hilfsprinärvicklung 9 entsprechen. Indem folglieh die Hauptprinärwicklung S derart ausgewählt wird, daß die durch den Vert C des Kondensators J ixnd den Wert L der Primärwicklung bestimmte Frequenz hoch ist, entsteht eine kurze Steigzeit, und indem wiederum entsprechend der Wert der Verlusbinduktivität der Hilfcprimärwicklung 9 in einer solchen Waise gewählt wird, daß die durch diesen Wert bestimmte Frequenz und die Kapasitäb C des Kondensators 3 gering ißt, entsteht eino lange Liohtbogendauer in den Perioden, die den partiellen Entladungen des Kondensators 5 durch die Hilfsprimärwlcklung 9 entsprechen.

Bas Hweite Ausführungsbeispiel der in Fig. 2 gezeigten Schaltung ist ähnlich dem in Fig. 1 gezeigten AuöführungebeiBpiel, e.ufier da3 die Rückgewinnungsdiode 15 vorgesehen ist. Dabei haben die anderen Bauelemente die gleichen Bezugs-zahlen wie jene, die in Pig. 1 angegeben sind.

Die I>anktioi) der Schaltung ist ähnlich der Ln .7ig. 1 beschriebenen, bis die- erste Ilalbperiode der ilntladung des Kondfnsators ;. durch die Hauptprlsilrwickl'mg G urd die siliziuiM,x!3tfcuerLi.· Diod..· ^lj

BAD ORlGiiSSAL

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von dienen Punkt angeht dieaveite Haltperiode der Entladung des Kondensators J durch die Hilisprimärwicklung 9 voxistatten, da die negative Halbperiode die niliziumgeateuerte Diode 5 ausschaltet, aber da die Bückgevinnuugadiode 1J parallel zur Primärwicklung 3 geschaltet ist, wird der in der Hilfsprimärwicklung erzeugte Strom aperiodisch durch die genannte Diode 15 gedämpft.

Der erste Teil der Entladung führt wie im vorhergehenden Pail zur Spannung in der Sekundwärvlcklung 10 mit einem daadt einhergehenden Zusammenbruch über die Elektroden 11 und au einem ersten kurzen Lichtbogen, während der zweite Teil der Entladung und die entsprechende Dämpfung durch die Rückgewinnungsdiode 1J zu einem Lichtbogen anderer Polarität führt, und wie im vorhergehenden Pail sind die Steig-ze.lt und der ersta partielle Lichtbogen durch die.Werte der Yerluatin&nkiivität der 3auptprimä:rwicklung 8 fixiort,, während die Dauer des Sekundärlichtbogena in diesem Pail durch den Vert der Tsrlustindukti4vität der Hilfsprimärwioklung 9 und die Miokg§wi.nnungsdiode 1J fixiert ist. -

Patentansprüche

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ORIGINAL.¹'■

Claims (1)

1. Pat ent ari, eprüche

   / 1. kapazitatives Zündsystem uit einer Quelle gleichgerichteter Energie, einen Kondensator in Reihe mit der Quelle, der dadurch _ "■ .·»-(' *n wird» einer Spule mit einiar Primärwicklung in Heihe mit dem Kondensator und einer Sekundärwicklung, die magnetisch mit der Primärwicklung gekoppelt iot und in Seihe mit einer Zündungsvcrrichturig geschaltet ist, wobei eine Triggerechaltung in Heihe mit der Primärwicklung zum abwechselnden Verbinden und Trennen der Primärwicklung mit dem Kondensator vorgesehen ist, derart, daß der Kondensator periodisch durch die Primärwicklurug entladen wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hilfswicklung vorgesehen iet,' die entgegengesetzt zur Primärwicklung gewickelt ist und ebenfalls magnetisch mit der Sekundärwicklung gekoppelt ist, wobei eine Diode mit der Hilfswicklung gekoppelt iet, derart, daß der Durchgang von Strom du.rch sie .ermöglicht itst, wobei eine Parallelschaltung zur Primäz'vicklung und der Triggerschaltung vorgesehen int, derart, ia3 die Steigzeit der Zündungsvorrichtung· durch die relativen Iiupdendanaen der Primärwicklung und des Kondensators gesteuert ist, während die Lichtbogendauer durch die relativen Impedanzen der Primärwicklung und ö*s Kondensators ir plnov ersten Halbperiode einer kapaüitativei) Entladuiigsperiods und in einer zweiten Halbpariode der kapazitativ.-ii i-intl ad-ingcperiode durch die- relativen Impdodar^,,ii _u„r Hill β v;i c ic Ί\ιΐψ. und des Kondensators bestirart int.

   2„ Kapav.ita^i i vpi* "ür.^'Etem nach Aiispxiich 1, gßkennzeichaict duich tine Diode parallel z\ r ^TTi ITs wick lung zum Di^mpfsn des Ctromi'lnsses jsur "Ji i-i'^vicl:"; uiif7 v.'iliri.-;ä Jer zweiten IlaiLpr si odf.·, wobei (Ue il

   BAD ORIGINAL

   zeit der ZündungsVorrichtung durch die relativen Impedanzen der Priaiärwicklung und des Kondensators bestimmt wird, während die Lichtbogjandauer in einer ersten Haibperiode einer kapazitativen Entladungsperiode durch die relativen Impedanzen der Primärwicklung und des Kondensators und in einer zweiten Kalbperiode der kapazitativen Entaladungsperiode durch den Wert der Yerlustinduktivität der Hilfswicklung und der Diode in paralleeler Schaltung bestimmt wird.

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