DE2237837A1

DE2237837A1 - IGNITION DEVICE FOR A COMBUSTION ENGINE

Info

Publication number: DE2237837A1
Application number: DE19722237837
Authority: DE
Inventors: Paul Haisenko; Joachim Dr Rer Nat Rupprecht; Richard Dr Ing Schnarz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-08-01
Filing date: 1972-08-01
Publication date: 1974-02-14
Also published as: FR2195265A5; IT991424B; GB1447506A

Description

Zündeinrichtung für einen V.erbrennungskraftmotorIgnition device for a V. internal combustion engine

Die Erfindung betrifft eine Zündeinrichtung für einen Verbrennungskraftmotor mit einem aus einer Ladeeinrichtung aufladbaren Zündkondensator, der über einen mit einem Zündimpulsgeber durchsteuerbaren"Zündschalter, insbesondere Zündthyristor und einen Zündtransformator während eines Arbeitstaktes des Verbrennungsmotors entladbar ist, sowie mit einem elektrischen Bauelement, mit dem ein aus einer Ladeeinrichtung aufladbarer Kondensator während des gleichen Arbeitstaktes zwäiversögert über den Zündtransformator entladbar ist«The invention relates to an ignition device for an internal combustion engine with an ignition capacitor which can be charged from a charging device and which is connected to an ignition pulse generator via a controllable "ignition switch, in particular ignition thyristor and an ignition transformer can be discharged during a work cycle of the internal combustion engine, as well as with an electrical one Component with which a capacitor that can be charged from a charging device is delayed during the same work cycle can be discharged via the ignition transformer «

Für die Punktion von Verbrennungsmotoren ist es erforderlich j, ein Brenngemisch in den Motorenzylindern in einem in Bezug auf den Funktionszyklus des Motors jeweils genau definierten Zeitpunkt zu entzünden. Zu diesem Zweck wird üblicherweis® ©in ©lelc= trischer Zündfunke in einer Zündkerze mittels einer Zündeinrichtung erzeugt.For the puncture of internal combustion engines it is necessary j a combustion mixture in the engine cylinders at a time precisely defined in relation to the functional cycle of the engine to ignite. For this purpose ® © in © lelc = tric ignition spark in a spark plug by means of an ignition device generated.

Unter verschiedenen bekannten Zündeinrichtungsarten, wie z.B„ Spulenzündung (SZ), Transistor-Spulenzündung (TSZ), Hochvoltkondensator-Zündung (HKZ) hat letzter®, die oft auch Thyristors zündung genannt wird, und auf die sich die Erfindung vorzugsweise bezieht, mehrere wichtige Vorteile und findet deshalb in neuerer Zeit immer breitere Verwendung. Ihr wichtigster Torteil ist eine hohe Zündleistung, die auch bei hohen Motordrehzahlen erhalten bleibt, im Gegensatz z.B. zu den beiden anderen genannten Zündeinrichtungsarten, bei denen Schwierigkeiten beim Start und Leerlauf auftreten können insbesondere dann, wenn die Zündkerzen verrußt sind. Weiterhin kann eine !Thyristorzündeinrichtung im Gegensatz zu den beiden anderen genannten Zündeinrichtungsarten so ausgelegt werden, daß die Zündfunkenstärke in einem weiteren Bereich unabhängig von der speisenden Batteriespannung bleibt. Von großem Vorteil ist noch^ daß Among various known types of ignition devices, such as " Coil ignition (SZ), transistor coil ignition (TSZ), high-voltage capacitor ignition (HKZ) has last®, which is often also a thyristor ignition is called, and to which the invention preferably relates, several important advantages and therefore finds in recent times more and more widespread use. Your most important part of the gate is a high ignition power, which is maintained even at high engine speeds, in contrast to e.g. the other two named types of ignition devices, with which difficulties can occur during start-up and idling, especially if the spark plugs are sooty. Furthermore, a thyristor ignition device In contrast to the other two types of ignition device mentioned, they are designed in such a way that the ignition spark strength remains in a wider range regardless of the feeding battery voltage. Another great advantage is that

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bei einer Thyristorzündeinrichtung die Unterbrecherkontakte nicht abbrennen und ihre Einstellung sehr lange Zeit erhalten bleibt.In the case of a thyristor ignition device, the breaker contacts do not burn down and their setting is retained for a very long time remain.

Die geschilderten Vorteile der Thyristorzündeinrichtung machen sie besonders geeignet für Verbrennungsmotoren, insbesondere Kolbenmotoren, die zum Erzielen einer niedrigen Emission schädlicher Abgasbestandteile mit Brenngas, wie z.B. Methan, Erdgas oder Reformergas, betrieben werden. Diese Brenngase haben ein stark unterschiedliches Zündverhalten im Vergleich zu verdampftem Benzin. Insbesondere haben die Brenngase eine höhere Zündschwelle und eine geringere Verbrennungsgeschwindtglett als verdampftes Benzin.Make the described advantages of the thyristor ignition device they are particularly suitable for internal combustion engines, especially piston engines, which are more harmful to achieve low emissions Exhaust gas components are operated with fuel gas such as methane, natural gas or reformer gas. These fuel gases have a very different ignition behavior compared to vaporized gasoline. In particular, the fuel gases have a higher Ignition threshold and a lower combustion rate than vaporized gasoline.

Die mit einer Thyristorzündeinrichtung erzielbare Zündleistung ist zwar hoch» wird aber innerhalb einer relativ kurzen Zeit abgegeben. Dieae kurse Zeit reicht beim Betrieb von Verbrennungsmotoren, insbesondere Kolbenmotoren, mit Brenngas wegen deren hoher Zündschwelle vielfach nioht zur Einleitung der Verbrennung und damit zum richtigen Zünden des Brenngemisches aus. Sogar gewisse Betriebsbereiche mit Benzin betriebener Verbrennungsmotoren, insbesondere Kolbenmotoren, erfordern eine längere Brennzeit des Zündfunkens bzw. Punkenstandzeit.The ignition power that can be achieved with a thyristor ignition device is high, but it becomes within a relatively short time submitted. The course time is sufficient for the operation of internal combustion engines, in particular piston engines with fuel gas because of their high ignition threshold often fail to initiate combustion and thus for the correct ignition of the fuel mixture. Even certain areas of operation with gasoline-powered internal combustion engines, Piston engines in particular, require a longer burning time of the ignition spark or point life.

In einer Thyristorzündeinrichtung ist der Zündkondensator ein Hochvoltkondensator, der mit elektrischer Energie aufgeladen und im Augenblick des Zündens über die Laststrecke des Zündthyriators und über den Zündtransformator in die Zündkerze entladen wird. An der Zündkerze entsteht hierbei ein elektrischer Zündfunke (Lichtbogen), der das Brenngemisch im Motorzylinder entzündet.In a thyristor ignition device, the ignition capacitor is a high-voltage capacitor that is charged with electrical energy and discharged at the moment of ignition via the load path of the ignition thyriator and via the ignition transformer into the spark plug will. This creates an electrical signal at the spark plug Ignition spark (arc) that ignites the combustion mixture in the engine cylinder.

Es ist bekannt, zwecks Erhöhung der Brenndauer des Lichtbogens in der Zündkerze neben dem Zündkondensator noch einen Hilfskondensator über eine Diode zuzuschalten. Dieser Hilfskondensator wird auf eine im Vergleich zum Zündkondensator niedrigere Spannung aufgeladen und gibt die in ihm aufgespeicherte Energie erst dann an den Zündtransformator ab, wenn die Spannung amIt is known to have an auxiliary capacitor in addition to the ignition capacitor in order to increase the burning time of the arc in the spark plug to be switched on via a diode. This auxiliary capacitor is set to a lower level than the ignition capacitor The voltage is charged and the energy stored in it is only transferred to the ignition transformer when the voltage is on

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Zündkondensator abgesunken ist. Die durch diese Einrichtung erzielte Verlängerung der Brenndauer des Lichtbogens in der Zündkerze ist jedoch nicht wesentlich und reicht bei weitem nicht aus. Ferner ist bekannt, ebenfalls zur Erhöhung der Brenndauer des Lichtbogens in der Zündkerze parallel zur Primärwicklung des Zündtransformators eine Diode zu schalten, die die während einer Kondensatorentladung in der Eigeninduktivität des Zündtransformators aufgespeicherte elektrische Energie dem Zündfunken zunutze macht. Auch hierdurch wird jedoch nur eine unbefriedigende Verlängerung der Zündfunkenbrenndauer erzielt.Ignition capacitor has dropped. The through this establishment The achieved extension of the burning time of the arc in the spark plug is not essential and goes far not from. It is also known to increase the burning time of the arc in the spark plug parallel to the primary winding of the ignition transformer to switch a diode that the electrical energy stored in the self-inductance of the ignition transformer during a capacitor discharge makes use of the ignition spark. However, this also only results in an unsatisfactory extension of the ignition spark duration achieved.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Dauer des z.B. mit einer Thyristorzündeinrichtung erzielten Zündfunkens noch weiter in erheblichem Umfang zu verlängern, und dadurch diese Zündeinrichtung bedingungslos für alle Betriebsfälle mit Brenngas betriebener Gasmotoren und von mit Benzindampf betriebenen Benzinmotoren ausreichend zu machen.The invention is therefore based on the object of determining the duration of the ignition spark achieved, for example, with a thyristor ignition device to be extended even further to a considerable extent, and thus this ignition device unconditionally for all operating cases to make gas engines powered by fuel gas and gasoline engines powered by gasoline vapor sufficient.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Zündeinrichtung der eingangs erwähnten Art erfindungagsiiäß dadurch gekennzeichnet _t daß das die zeitverzögerte Entladung des HüfelXondensators bewirkende elektrische Bauelement durch eine zwischen den Kondensator und den Zündtransformator geschaltete Induktivität, vorzugsweise Drosselspule und/oder durch einen steuerbaren vorzugsweise elektronischen Schalter gebildet ist, der zwischen den Kondensator und den Zündtransformator geschaltet ist und der in Steuerabhängigkeit von einem Impulsgeber steht, durch den dieser Schalter zeitverzögert zum Zündschalter durchsteuerbar ist.To solve this problem an ignition device of the type mentioned is erfindungagsiiäß characterized _t in that the delayed discharge is the HüfelXondensators effecting electrical component constituted by a switched between the capacitor and the ignition transformer Inductance, preferably inductor and / or preferably by a controllable electronic switch, which is connected between the capacitor and the ignition transformer and which is controlled by a pulse generator, by means of which this switch can be controlled through to the ignition switch with a time delay.

Günstigerweise ist der steuerbare Schalter ein Hilfsthyristor. Der steuerbare Schalter kann auch mit Vorteil ein magnetfeldabhängiger Widerstand sein, der über einen zugeordneten Elektromagneten steuerbar ist.The controllable switch is favorably an auxiliary thyristor. The controllable switch can also advantageously be a magnetic field-dependent resistor, which is operated via an associated electromagnet is controllable.

Die Erfindung und ihre Vorteile seien anhand der Zeichnung an Ausführungsbeispielen näher erläutert:The invention and its advantages are explained in more detail with reference to the drawing of exemplary embodiments:

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Figur 1 zeigt den Spannungsverlauf an der primären Wicklung des Zündtransformators einer üblichen Thyristorzündeinrichtung mit zwei Kondensatoren und einer parallel zur Primärwicklung des Zündtransformators angeschlossenen Diode, ohne erfindungsgemäße Schaltungsanordnung, bei einem Zündvorgang. Die Spitzenspannung beträgt 200 Volt und die gesamte Impulsbreite 9 Mikrosekunden. FIG. 1 shows the voltage curve on the primary winding of the ignition transformer of a conventional thyristor ignition device with two capacitors and a diode connected in parallel to the primary winding of the ignition transformer, without a circuit arrangement according to the invention, during an ignition process. The peak voltage is 200 volts and the total pulse width is 9 microseconds.

Figur 2 zeigt den Verlauf des dabei fließenden Ztindfunkenstroms in der Zündkerze. Der Spitzenstrom beträgt 0,7 Ampere und die gesamte Stromflußzeit 40 Mikrosekünden. FIG. 2 shows the course of the spark current flowing in the process in the spark plug. The peak current is 0.7 amps and the total current flow time is 40 microseconds.

Figur 3 zeigt dasselbe wie in Figur 1 im gleichen Maßstab und für die gleiche Thyristorzündeinrichtung, die jedoch entsprechend der Erfindung ergänzt ist (zusätzlich eingebaute Induktivität 21 und Diode 22 nach Figur 5).FIG. 3 shows the same as in FIG. 1 on the same scale and for the same thyristor ignition device, but with the same is supplemented according to the invention (additional built-in inductance 21 and diode 22 according to Figure 5).

Figur 4 zeigt den Verlauf des dabei fließenden Zündfunkenstroms in der Zündkerze, im gleichen Haßstab wie Figur 2. Der Spitzenstrom beträgt ebenfalls 0,7 Ampere, die gesamte Stromflußzeit beträgt jedoch I40 Mikrosekunden. FIG. 4 shows the course of the spark current flowing in the spark plug, in the same hatred as Figure 2. The peak current is also 0.7 amps, but the total current flow time is 140 microseconds.

Zwecks Vergleich sei erwähnt, daß der Spitzenstrom in der Zündkerze bei Verwendung einer Spulenzündung weniger als 0,1 Ampe're beträgt.For the sake of comparison it should be mentioned that the peak current in the spark plug is less when using a coil ignition than 0.1 amperes.

Die Figuren 5 bis 7 zeigen schematisch Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Zündeinrichtung (Hochvoltkondensator- oder Thyristorzündeinrichtung).Figures 5 to 7 show schematically embodiments of an ignition device according to the invention (high-voltage capacitor or thyristor ignition device).

In Figur 5 stellt 1 einen Zündkondensator (Hochvoltkondensator) dar, der über eine Diode 2 aus einer Ladeeinrichtung 13 [HF-Generator) auf eine elektrische Spannung aufladbar ist. Ein Hilfskondensator 3 ist ebenfalls über eine Diode 4 aus einer Ladeeinrichtung Η (HF-Generator) auf eine elektrische Spannung aufladbar. Der Zündkondensator 1 ist über einenIn FIG. 5, 1 represents an ignition capacitor (high-voltage capacitor) which is drawn from a charging device 13 via a diode 2 [HF generator) can be charged to an electrical voltage. An auxiliary capacitor 3 is also turned off via a diode 4 a charging device Η (HF generator) can be charged to an electrical voltage. The ignition capacitor 1 is via a

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Zündthyristor 5 parallel zur Primärwicklung 6 eines Zündtransformators 7 geschaltet. Der Hilfskondensator 3 liegt über eine Diode 10 und eine Induktivität 21 (Drosselspule) parallel zum Zündkondensator 1. Parallel zur Primärwicklung 6 ist eine Diode 12 geschaltet. Ferner ist eine Diode 22 an der Verbindungslei*un tung zwischen der Diode 10 und der Induktivität 21 einerseits und an der Verbindungsleitung zwischen dem Zündthyristor 5 und der Primärwicklung 6 andererseits angeschlossen»Ignition thyristor 5 in parallel with the primary winding 6 of an ignition transformer 7 switched. The auxiliary capacitor 3 is connected via a diode 10 and an inductance 21 (choke coil) parallel to the Ignition capacitor 1. In parallel with the primary winding 6 is a diode 12 switched. There is also a diode 22 on the connection line device between the diode 10 and the inductance 21 on the one hand and connected to the connection line between the ignition thyristor 5 and the primary winding 6 on the other hand »

Die Sekundärwicklung 9 des Zündtransformators 7 ist mit einem Anschluß an Masse und mit dem anderen Anschluß 8 am Verteilerfinger 15a eines Verteilers 15 beispielsweise für einen Vierzylindergasmotor angeschlossen, der mit Methan betrieben sein kann. An den vier feststehenden Elektroden 15b di@s©s Verteilers 15 ist jeweils eine Zündkerze 16 des Gasmotors angeschlossen. Auf der Verteilerwelle 18 sitzt ein Socken 19,The secondary winding 9 of the ignition transformer 7 is with a Connection to ground and with the other connection 8 on the distributor finger 15a of a distributor 15, for example for a four-cylinder gas engine operated with methane can be. On the four fixed electrodes 15b di @ s © s Distributor 15 is connected to a spark plug 16 of the gas engine. A sock 19 sits on the distributor shaft 18,

der einem Unterbrecherkontakt 20 zugeordnet ist» Der UnterMasse brecherkontakt 20 liegt zwischen je^aeie-Stoea^aaaie—S0a| einerseits und einer eee^ Ireiberatuf@ 17 andererseits, die am Steueranschluß des Zündthyristors 5 angeschlossen ist- und aus einer Stromquelle (Batterie) 20a gesp©ist ist. Wird der Unterbrecherkontakt 20 durch den locken 19 aus seiner geschlossenen Ruhestellung geöffnet, so steuert die Ji-äüHi ! \ Treiberstufe 17 den Zünd thyristor 5 durch. Dieser Zündthyristor 5 wird durchlässig und der Zündkondensator 1 entlädt sich über die Primärwicklung 6 des Zündtransformators 7. Der in der Primärwicklung 6 dadurch erzeugte elektrische Strom ruft am Anschluß 8 der Sekundärwicklung 9 des Zündtränsformators 7 eine elektrische Hochspannung hervor, die während eines Arbeitstaktes des Motors" über den Verteilerfinger 15a und eine der ortsfesten Verteilerelektroden 15b auf eine der Zündkerzen 16 des Gasmotors geleitet wird. Nach dem Überschlag entsteht zwischen den Elektroden dieser Zündkerze 16 ein Lichtbogen mit niedriger Brennspannung, der das Brenngemisch im Zylinder des Motors entzündet. Der Zündkondensator 1 entlädt sich innerhalb weniger Mikrosekunden. Ist die erfindungsgemäße Induktivität 21 nicht vorhanden, und d©r Hilfskondensator 3 wie bisher üblich über die Diode 10 direkt anwhich is assigned to an interrupter contact 20 »The lower ground breaker contact 20 lies between each ^ aeie-Stoea ^ aaaie-S0a | on the one hand and a eee ^ Ireiberatuf @ 17 on the other hand, which is connected to the control terminal of the ignition thyristor 5 and is sp © from a power source (battery) 20a. If the interrupter contact 20 is opened by the lock 19 from its closed rest position, the Ji-äüHi! \ Driver stage 17 the ignition thyristor 5 through. This ignition thyristor 5 becomes permeable and the ignition capacitor 1 is discharged via the primary winding 6 of the ignition transformer 7. The electrical current generated in the primary winding 6 creates an electrical high voltage at the connection 8 of the secondary winding 9 of the ignition transformer 7, which during a working cycle of the engine " is conducted via the distributor finger 15a and one of the stationary distributor electrodes 15b to one of the spark plugs 16 of the gas engine. After the flashover, an arc with low voltage is created between the electrodes of this spark plug 16, which ignites the combustion mixture in the cylinder of the engine. The ignition capacitor 1 discharges within a few microseconds If the inductance 21 according to the invention is not present and the auxiliary capacitor 3 is connected directly via the diode 10, as has been customary up to now

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den Punkt 11 angeschlosisen, so entlädt sich der Hilfekondensator 3 in diesem Zeitpunkt ebenfalls innerhalb weniger Mikrosekunden und trägt zum Verlängern der Lichtbogenbrenndauer an derselben Zündkerze 16 während des gleichen Arbeitstaktes nur wenig bei. Er erhöht hauptsächlich den Lichtbogenstrom, der aber auch ohnedies sehr stark ist. Das Anschließen der Diode 12 an die Primärwicklung 6 erlaubt, die während der Entladung des Zünd- und des Hilfskondensators in der Eigenindmktivität des Zündtransformators aufgespeicherte Energie am bereits brennenden Lichtbogen nach beendeter Kondensatorentladung während des gleichen Arbeitstaktes des Motors zuzuführen und die Brenndauer zu verlängern. Jedoch ist diese Verlängerung nicht für alle Betriebsfälle ausreichend. Dieser Vorgang ist in den Figuren 1 und 2 verdeutlicht.connected to point 11, the auxiliary capacitor discharges 3 at this point also within a few microseconds and helps to extend the duration of the arc on the same spark plug 16 only slightly during the same work cycle. It mainly increases the arc current, which is also very strong anyway. The connection of the diode 12 to the primary winding 6 allows the during the Discharge of the ignition and auxiliary capacitors in the self-inductance energy stored in the ignition transformer on the already burning arc after the capacitor discharge has ended during the same working cycle of the motor and to extend the burning time. However, this extension is not sufficient for all operational situations. This The process is illustrated in FIGS. 1 and 2.

Durch die zwischen dem einen Anschluß der Primärwicklung 6 einerseits und der Diode 10 andererseits eingefügte zusätzliche Induktivität 21 wird ein rascher Anstieg des aus dem Hilfskondensator 3 fließenden Stromes verhindert· Nach der erfolgten Entladung des Zündkondensators 1 während eines Arbeitstaktes des Motors beginnt die Entladung des Hilfskondensators 3 während des gleichen Arbeitstakte« .fifcer dieselbe Zündkerze 16 so verlangsamt, daß der zuerst geringe Strom aus dem Hilfskondensator 3 eine Zeitlang fast keinen Einfluß auf den Verlauf der elektrischen Vorgänge im Zündfraae£ormator und im an der betrachteten Zündkerze 16 brennenden Lichtbogen ausübt. Der beendeten Entladung des Zündkondensaifcrs 1 folgt deshalb unmittelbar die Entladung über die Diode 12 der in der Eigeninduktivität des Zündtransformators inzwischen aufgespeicherten Energie, und der Lichtbogen an der betrachteten Zündkerze 16 brennt weiter. Wesentlich später, wenn die Entladung der Eigeninduktivität vom Zündtransformator fast beendet ist, addiert sich dazu während des gleichen Arbeitstaktes des Motors, d.h. wenn der Verteilerfinger 15a*die der betrachteten Zündkerze 16 zugeordnete ortsfeste Verteilerelektrode 15b kontaktiert, der weiter langsam über die Induktivität 21 ansteigende Strom aus dem Hilfskondensator 3» der nunmehr die Brenndauer des lichtbogene an der betrachteten Zünd-By the additional inserted between the one connection of the primary winding 6 on the one hand and the diode 10 on the other hand Inductance 21, a rapid rise in the current flowing from the auxiliary capacitor 3 is prevented discharge of the ignition capacitor 1 occurred during a work cycle of the motor, the discharge of the auxiliary capacitor 3 begins during the same work cycle Spark plug 16 slowed down so that the first low current the auxiliary capacitor 3 for a time almost no influence on the course of the electrical processes in the ignition converter and in the arc burning on the spark plug 16 under consideration. The completed discharge of the ignition capacitor 1 follows therefore immediately the discharge via the diode 12 which has meanwhile been stored in the self-inductance of the ignition transformer Energy, and the arc on the spark plug 16 under consideration continues to burn. Much later when the discharge the self-inductance of the ignition transformer has almost ended, adds up to this during the same work cycle of the engine, i.e. when the distributor finger 15a * has the stationary distributor electrode assigned to the spark plug 16 in question 15b contacted, which continues slowly across the inductance 21 increasing current from the auxiliary capacitor 3 »which now reduces the burning time of the arc to the considered ignition

*^)noch 409807/0134* ^{) still} 409807/0134

■». 7 =■ ». 7 =

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kerze 16 bei fast unverändert bleibender Xiichtboganstrom» stärke beträchtlich verlängert, weil die Induktivität j©d©r Stromänderung entgegenwirkt» Wann der Hilfskondensator 3 entladen ist, wird die' in der Induktivität 21 und in der Eig@n·» induktivität des Zündtransformators 7 von a.®u©m g@sp®icli0rte Energie über die zusätzliche Diode 22 auch dom in d©r betrachteten Zündkerze 16 brennenden Lichtbogen noch !fahrend des gleichen Arbeitstaktes des Motors zugeführt₀ Dieser Verlauf ist aus den Figuren 3 und 4- ersichtlicheThe candle 16 is considerably lengthened while the Xiichtbogan current remains almost unchanged because the inductance counteracts the change in current. When the auxiliary capacitor 3 is discharged, the inductance 21 and the inductance of the ignition transformer 7 are reduced a.®uechsmg@sp®icli0rte Energy supplied via the additional diode 22 also in the spark plug 16, which is still burning, while driving the same working cycle of the engine ₀ This curve can be seen from FIGS. 3 and 4

Eine derartige erfindungsgemäße Thyristorzündeinrichtung hat eine drei- bis vierfache Zündfunkentaenndausr und einon auf die Brenndauer wesentlich günstiger verteilten Punkenstrom als die bisherigen Thyristorzündeinrichtungen_o Such a thyristor ignition device according to the invention has a three to fourfold ignition spark output and a point current that is distributed much more favorably over the burning time than the previous thyristor ignition devices _{or the like}

In Figur 6 sind gleiche Teile mit den gleichen Bezugsztiehen wie in Figur 5 versehen. Von der Einrichtung nach figur 5 unterscheidet sich die Einrichtung nach Figur β insbesondere dadurch, daß der Hilfskondensator 3 über einen aus ©inem Hilfsthyristor 26 bestehenden steuerbaren elektronischen Hilfsschalter parallel zum Zündkondensator 1 geschaltet ist_e Der Steaeranschluß des Hilfsthyristors 26 ist an einer fa»s»«*0 t Treiberstufe 2 5 angeschlossen, di© in Steuerabhängigkeit von einem als Impulsgeber vd.rken.den zweiten Unterbrecherkontakt 27 steht, der zwischen die Treiberstufe 25 und Masse e le 2| geschaltet ist«, Dar zweite Unterbrecherkontakt 27 ist in Bezug auf den ©rsten Unterbrecherkontakt 20 so auf der Unterbrecherplatte 28 angeordnet„ daß er durch den sich im Uhrzeigersinn drehenden liocken 19 zeitverzögert gegenüber dem Unterbrecher 20 geöffnet wird,, Hierdurch wird' auch der Hilfsthyristor 26 zeitverzögert gegenüber dem Zündthyristor 5 durchgesteuert, so daß sich der Hilfskondensator 3 zeitverzögert gegenüber dem Zündkondensator 1 entlädt und dadurch die Zündfunkendauer -jeweils an einer der Zündkerzen 16 während eines Arbeitstaktes des Motors verlängert. In FIG. 6, the same parts are provided with the same reference numbers as in FIG. Of the device of figure 5, the device differs according to FIG β, in particular in that the auxiliary capacitor 3 is connected via a INEM from © auxiliary thyristor 26 existing controllable auxiliary electronic switch in parallel with the ignition capacitor 1 _e The Steaeranschluß of the auxiliary thyristor 26 is at a fa "s" «* 0 t driver stage 2 5 connected, which is dependent on the control of a pulse generator vd.rken.den second interrupter contact 27, which is between the driver stage 25 and ground e le 2 | The second interrupter contact 27 is arranged in relation to the first interrupter contact 20 on the interrupter plate 28 so that it is opened with a time delay in relation to the interrupter 20 by the clockwise rotating lock 19 with a time delay compared to the ignition thyristor 5, so that the auxiliary capacitor 3 discharges with a time delay compared to the ignition capacitor 1 and thereby extends the spark duration -each on one of the spark plugs 16 during a working cycle of the engine.

Zur Verlängerung dieser Zündfunkendauer kann es insbesondereIn particular, it can be used to extend this spark duration

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bei niedrigen Motorendrehzahlen günstig sein, auch in der Einrichtung nach Figur 6 eine der Induktivität 21 in Figur 5 entsprechende Induktivität zwischen den aus dem Hilfethyristor 26 bestehenden steuerbaren elektronischen Hilfsschalter und die Primärwicklung 6 zu schalten. Auch eine parallel zur Primärwicklung 6 liegende Diode und eine weitere zwischen d«r Verbindungsleitung der Induktivität und dem Hilfsthyristor 26 einerseits und der Verbindungsleitung zwischen der Primärwicklung und dem Zündthyristor 5 andererseits in Figur 6 geschaltete Diode haben die gleichen Vorteile wie die Dioden 12 und 22 in Figur 5.be favorable at low engine speeds, also in the device according to FIG. 6 one of the inductance 21 in FIG 5 corresponding inductance between the controllable electronic auxiliary switch consisting of the auxiliary thyristor 26 and to switch the primary winding 6. Also a diode lying parallel to the primary winding 6 and another one between d «r Connecting line of the inductance and the auxiliary thyristor 26 on the one hand and the connecting line between the primary winding and the ignition thyristor 5 on the other hand in FIG. 6 have the same advantages as the diodes 12 and 22 in Figure 5.

Mit einer Einrichtung nach Figur 6, die ohne eine der Induktivität 21 in Figur 5 entsprechende Induktivität besonders günstig für hohe Motordrehzahlen ist, und bei der sich die öffnungszeiträume des Zündthyristors 5 und des Hilfsthyristors 26 teilweise überlappen, kamman bei Vierzylindermotoren Zündfunken im Abstand von 5 bis 10 Grad Kurbelwellendrehung erhalten, ohne daß die Spannungshöhe des zweiten Zündfmnkens merklich verringert ist.With a device according to Figure 6, which without one of the inductance 21 in Figure 5 corresponding inductance is particularly favorable for high engine speeds, and in which the opening periods of the ignition thyristor 5 and the auxiliary thyristor 26 partially overlap, there is a spark in four-cylinder engines obtained at a distance of 5 to 10 degrees of crankshaft rotation without the voltage level of the second ignition spark being noticeable is decreased.

In der Einrichtung nach Figur 6 kann es günstig sein, den Zündthyristor 5 außerhalb des durch den Hilfskondensator 3, und die Primärwicklung 6 des Zündtransformators 7 gebildeten Stromkreises zu legen.In the device according to FIG. 6, it can be advantageous to place the ignition thyristor 5 outside the area provided by the auxiliary capacitor 3, and to lay the primary winding 6 of the ignition transformer 7 formed circuit.

Anstelle des Hilfsthyristors 26 kann in der Einrichtung nach Figur 6 auch ein magnetfeldabhängiger Widerstand verwendet werden, der über einen zugeordneten Elektromagneten ansteuerbar ist. Auch die Unterbrecher 20 und 27 können durch kontaktlose, auf induktiver oder galvano-magnetischer (magnetfeldabhängiger Widerstand) Basis arbeitende Unterbrecher ersetzt werden. Hierdurch wird ein absolut verschleißfreier Betrieb unter Wegfall der mechanischen Trägheit von Kontakten erzielt.Instead of the auxiliary thyristor 26, a magnetic field-dependent resistor can also be used in the device according to FIG which can be controlled via an associated electromagnet. The breakers 20 and 27 can also be operated by contactless, on inductive or galvano-magnetic (magnetic field dependent Resistance) base working breaker to be replaced. This ensures absolutely wear-free operation achieved by eliminating the mechanical inertia of contacts.

Das Verstellen des Zündzeitpunktes entsprechend der für den Fahrbetrieb erforderlichen Motorcharakteristik kann in denThe adjustment of the ignition point according to the engine characteristics required for driving can be done in the

*)den Hilfsthyristor 26*) the auxiliary thyristor 26

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Einrichtungen nach den Figuren 5 und 6 in bekannter Weise mittels eines Fliehkraftverstellers für den Nocken des Zündverteilers und durch einen mit dem Ansaugrohr des Verbrennungsmotors in Verbindung stehenden Unterdruckversteller für die Unterbrecherplatte erfolgen. Es kann auch für jeden der beiden Unterbrecher 20 und 27 der Einrichtung nach Figur 6 eine ge-' sonderte Unterbrecherplatte vorgesehen sein, von denen mindestens eine verstellbar ist. Dadurch wird ermöglicht, die zeitliche Versetzung der Entladungen des Zündkondensat'ors 1 und des Hilfskondensators 3 zu verändern.Devices according to Figures 5 and 6 in a known manner by means of a centrifugal adjuster for the cam of the ignition distributor and by means of one with the intake pipe of the internal combustion engine related vacuum adjuster for the breaker plate. It can also be for either of the two Interrupter 20 and 27 of the device according to FIG. 6 a separate interrupter plate can be provided, of which at least one is adjustable. This enables the time delay of the discharges of the ignition capacitor 1 and the auxiliary capacitor 3 to change.

Besonders günstig ist es, wenn der Impulsgeber für den elektronischen Hilfsschalter in Steuerabhängigkeit von einem digital- oder analog arbeitenden Speicher für das Zündkennfeld des Verbrennungsmotors steht. Dadurch ist eine besonders geringe Emission von schädlichen Abgasen bei günstigstem Lei-, stungsverhalten und spezifischen Brenngasverbrauch des Verbrennungsmotors erzielbar. In Figur 7 ist schematisch ein den Steueranschlüssen des Zündthyristors 5 und des Hilfsthyristors 26 zugeordneter Speicher dargestellt, der mit einer Auswerteeinrichtung einschließlich Impulsgeber zusammengefaßt durch das Kästchen 30 symbolisiert ist. Der Speicher mit der Auswerteeinriehtung ersetzt die beiden Unterbrecher 20 und 27 in Figur 6. Der eine Eingang 31 des Kästchens 30 wird mit der Drehzahl und der andere Eingang 32 mit dem Unterdruck im Ansaugrohr des Verbrennungsmotors beaufschlagt. Der eine Ausgang 33a des Kästchens 30 liegt am Steueranschluß des Zündthyristors 5 und der andere Ausgang 33b am Steueranschluß des Hilfsthyristors 26 nach Figur 6.It is particularly favorable if the pulse generator for the electronic Auxiliary switch depending on the control of a digital or analog working memory for the ignition map the combustion engine is at a standstill. This results in a particularly low emission of harmful exhaust gases with the lowest possible efficiency, performance behavior and specific fuel gas consumption of the combustion engine achievable. In Figure 7 is a schematic of the Control connections of the ignition thyristor 5 and the auxiliary thyristor 26 associated memory shown with an evaluation device including pulse generator summarized by the box 30 is symbolized. The memory with the evaluation unit replaces the two breakers 20 and 27 in FIG. 6. One input 31 of the box 30 is connected to the Speed and the other input 32 with the negative pressure in the intake pipe applied to the internal combustion engine. One output 33a of the box 30 is connected to the control connection of the ignition thyristor 5 and the other output 33b at the control connection of the auxiliary thyristor 26 according to FIG. 6.

Die Thyristorzündeinrichtung nach den Figuren 5 und 6 hat insbesondere den Vorteil, daß keine Mindesterholungszeiten des Zündköndensators 1 oder des Hilfskondönsators 3 zu beachten sind» Man kann während eines Arbeitstaktes des Motors nahtlos an den Hochspannungsimpuls, des Zündkondensators denjenigen des Hilfskondensators setzen und führt derselben Zündkerze auf diese Weise eine hohe Zündleistung während eines verlängerten Zeitraumes für die Einleitung der Verbrennung zu.The thyristor ignition device according to Figures 5 and 6 has in particular the advantage that no minimum recovery times of the ignition condenser 1 or the auxiliary condenser 3 must be observed are »You can seamlessly connect to the high-voltage pulse of the ignition capacitor during a working cycle of the engine of the auxiliary capacitor and leads the same spark plug in this way a high ignition power for a prolonged period of time for the initiation of the combustion.

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Zur Einsparung von Bauelementen kann der zeitverzögert entladbare Kondensator zugleich vom Zündkondensator gebildet sein, der nach dem Entladen während einer Sperrphase des Zündschalters noch einmal aufladbar und anschließend über den Zündschalter während des gleichen Arbeitstaktes des Motors noch einmal in den Zündtransformator entladbar ist. Der Zündschalter steht günstigerweise in Steuerabhängigkeit von zwei Unterbrechern oder einem Unterbrecher mit zwei Unterbrecherkontakten, die ihn im entsprechenden Rhythmus durchsteuern. Die Ansteuerung des Zündschalters (Zündthyristors) kann auch unter Verwendung eines digitalen oder analogen Datenspeichers erfolgen.In order to save on components, the capacitor, which can be discharged with a time delay, can also be formed by the ignition capacitor be, which can be charged again after discharging during a blocking phase of the ignition switch and then via the ignition switch can be discharged again into the ignition transformer during the same working cycle of the engine. The ignition switch is favorably in control-dependent mode of two breakers or one breaker with two breaker contacts, which him in the appropriate rhythm steer through. The ignition switch (ignition thyristor) can also be controlled using a digital or analog data storage.

Anstelle des zweiten Unterbrechers bzw. Unterbrecherkontaktes kann auch ein elektronisches Verzögerungsglied verwendet werden, das ausgelöst durch den Unterbrecher den Zündschalter zeitverzögert während des gleichen Arbeitstaktes des Motors noch einmal ansteuert. Auch in der Einrichtung nach Figur kann der zweite Unterbrecherkontakt 27 durch ein derartiges Verzögerungsglied ersetzt sein. Das elektronische Verzögerungsglied kann ferner mit einer Einrichtung zum Verstellen der Verzögerungszeit versehen sein, nach der der Zündschalter während des gleichen Arbeitstaktes des Motors noch einmal angesteuert wird. Die Ladeeinrichtungen 13 und H können in den Figuren 5 und 6 auch zu einer einzigen Ladeeinrichtung zusammengefaßt werden. Instead of the second interrupter or interrupter contact, an electronic delay element can also be used which, triggered by the interrupter, actuates the ignition switch again with a time delay during the same working cycle of the engine. The second interrupter contact 27 can also be replaced by such a delay element in the device according to FIG. The electronic delay element can also be provided with a device for adjusting the delay time after which the ignition switch is activated again during the same working cycle of the engine. The charging devices 13 and H can also be combined into a single charging device in FIGS. 5 and 6.

7 Patentansprüche
7 Figuren7 claims
7 figures

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Claims

VPA 72/4047 claims

1y Ignition device for an internal combustion engine with an off a charging device chargeable ignition capacitor, which is controlled via an ignition switch with an ignition pulse generator, in particular ignition thyristor, and an ignition transformer can be discharged during a working cycle of the internal combustion engine, as well as with an electrical component with which a capacitor can be charged from a charging device during the same Working cycle can be discharged with a time delay via the ignition transformer,

characterized in that the time-delayed discharge the electrical component causing the capacitor through an inductance connected between the capacitor and the ignition transformer, preferably a choke coil, and / or formed by a controllable, preferably electronic switch which is connected between the capacitor and the ignition transformer and which is controlled by a pulse generator by which this switch is delayed to Ignition switch can be controlled.

2. ignition device according to claim t,

characterized in that the controllable switch is an auxiliary thyristor.

3. ignition device according to claim 1,

characterized in that the controllable switch is a magnetic field dependent Resistance is controllable via an associated electromagnet.

4. ignition device according to claim 1,

characterized in that the ignition pulse generator and the pulse generator for the controllable switch in each case by an interrupter that can be actuated by the cam of an ignition distributor is formed.

5. ignition device according to claim 1,

characterized in that the pulse generator for the control

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bar switch depending on the control of a digital or analog working memory for the ignition map of the internal combustion engine stands.

6. ignition device according to claim 1,

characterized in that a diode is inserted which the electrical energy stored in the inductance during the discharge of the capacitor into the ignition transformer directs,

7. ignition device according to claim 1,

characterized in that the delayed discharge capacitor is also the ignition capacitor, while the ignition switch also forms the controllable switch.

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