DE2248293C2

DE2248293C2 - Kondensator-Zündanlage für Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2248293C2
Application number: DE2248293A
Authority: DE
Inventors: Georg 8431 Berg Haubner; Walter 8540 Schwabach Hofer; Peter 8500 Nürnberg Schmaldienst
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1972-10-02
Filing date: 1972-10-02
Publication date: 1982-05-13
Also published as: US3885542A; SE384250B; FR2201720A5; ES419234A1; IT993962B; JPS4971330A; DE2248293A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Zündanlage für Brennkraftmaschinen mit mindestens einer Zündkerze, mit einem Kondensator pro Zündkerze, der über mindestens eine Diode an einer Ladewicklung eines mit der Brennkraftmaschine gekuppelten Magnetgenerators angeschlossen ist, sowie mit einem am Kondensator angeschlossenen Entladestromkreis aus einer Primärwicklung eines Zündtransformators, dessen Sekundärwicklung mit der Zündkerze verbunden ist. und mit einem elektronischen Schaltelement, das über eine Steuerleitung durch eine Steuerspannung umschaltbar ist.
Bei einer bekannten Zündanlage wird die Wechselspannung des Magnetgenerators über eine Gleich richterschaltung und über daran angeschlossene Glättungsglieder als nahezu konstante Gleichspannung dem Kondensator zugeführt. Als elektronischer Steuerschalter dient ein Thyristor, der anodenseitig an ein, η Abgriff

ίο eines Spannungsteilers angeschlossen ist, welcher mit der konstanten Gleichspannung verbunden ist Dieser Steuerthyristor wird von einem magnetischen Impulsgeber im Zündzeitpunkt in den stromleitenden Zustand geschaltet, so daß die am Spannungsteiler abgegriffene

'5 Gleichspannung auf die Steuerelektrode eines weiteren Thyristors im Entladestromkreis des Kondensators gelangt und diesen stromleitend macht. Der Kondensator entlädt sich sodann über die Primärwicklung des Zündtransformators und den Thyristor, wobei in der

Μ Sekundärwicklung eine Hochspannung induziert wird, die an der Zündkerze einen Zündfunken zur Folge hat.

Diese Zündanlage hat jedoch den Nachteil, daß sie

nur für mehrzylindrige Brennkraftmaschinen, die einen

Zündverteiler benötigen, rücklaufsicher arbeitet Dort

ist die Zündfolge durch den Zündverteiler festgelegt so daß bei falscher Drehrichtung ein Anlaufen der Maschine verhindert wird. Bei Ein- oder Zweizylinder-Brennkraftmaschinen, die keinen Zündverteiler benötigen, ist die Zündanlage nicht rücklaufsicher.

Es ist ferner bekannt, bei einer Kondensator-Zündanlage den Thyristor im Entladestromkreis unmittelbar durch Impulse eines magnetischen Impulsgebers zu zünden. Dabei ist der Impulsgeber so angeordnet, daß er bei richtiger Drehrichtung der Brennkraftmaschine durch die steile Flanke eines umlaufenden Kraftlinienleitstückes im Zündzeitpunkt die Steuerspannung für den Thyristor abgibt, während bei falscher Drehrichtung die Erzeugung einer Steuerspannung im Impulsgeber durch eine schräg abfallende F'ankedes Kraftlinien- leitstückes unterdrückt we/den soli.

Bei dieser Lösung werden im Impulsgeber bei hohen Drehzahlen — wenn z. B. bei Seilwinden die Maschine in falscher Drehrichtung hochgezogen wird — sogenannte Störspannungen erzeugt, die den Thyristor umschalten und dadurch die Rücklaufsicherheit unwirksam machen können. Durch einen schwachen Impulsgeber können zwar die Störspannungen gehallen werden, jedoch ist dann eine höhere Leerlaufdrehzahl erforderlich, um im Impulsgeber eine ausreichend hohe

^M Steuerspannung für den Thyristor zu erzeugen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zündanlage zu schaffen, die bei einer geringen Leerlaufdrehzahl eine Rücklaufsicherheit über den gesamten Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Diodenstrecken ausgebildete Mittel vorgesehen sind, die nur bei einer der beiden Polaritäten der von der Ladewicklung gelieferten Wechselspannung und bei gleichzeitigem Ansprechen eines mit der Brennkraftmaschine gekuppelten Impulsgebers über die Steuerleitung das elektronische Schaltelement stromleitend machen. In vorteilhafter Weise ist als Diodenstrecke ein Transistor vorgesehen, der mit einer seiner Elektroden an eine als Impulsgeber wirkende Geberwicklung angeschlossen ist, die im Magnetgenerator angeordnet und einseitig mit der Masse verbunden ist. Weitere Einzelheiten und zweckmäßige Weiterbil-

düngen sind nachstehend anhand dreier in Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert Es zeigt

Fig. I das Schaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels einer Kondensator-Zündanlage mit Rücklaufsicherheit,

F i g. 2 den zu F i g. 1 gehörenden Verlauf von Ladespannung und Impulsgeberspannung beim Vorwärts-und Rücklauf,

Fig,3 das Schaltbild eines zweiten Ausführungsbei- to spiels einer Kondensator-Zündanlage mit Rücklaufsicherheit,

Fig.4 den zu Fig.3 gehörenden Verlauf von Ladespannung und Impulsgeberspannung beim Vorwärts-und Rücklauf,

Fig.5 das Schaltbild eines dritten Ausführungsbeispiels einer Kondensator-Zündanlage für eine Zwei-Zylinder-Brennkraftmaschine mit Rücklaufsicherheit, und

Fig.6 den zu Fig.5 gehörenden Verlauf von Ladespannung und Impulsgeberspannung beim Vor- -o wärts-und Rücklauf.

Der Magnetgenerator nach F i g. t besteht aus einem feststehenden Ladeanker mit einer Ladewicklung 1, einem feststehenden Geberanker mit einer Geberwicklung 2, der als Impulsgeber für die Auslösung des Zündimpulses wirkt und einem umlaufenden Polrad mit Dauermagnetisierung. Die Ladewicklung 1 ist über eine erste Diode 4 mit einem Spannungsteiler verbunden, der aus den Widerständen 5 und 6 besteht. Ein Abgriff 7 des Spannungsteilers — zwischen den Widerständen 5 und 6 — ist an die Basis eines npn-Transistors 8 angeschlossen. Der Emitter des Transistors 8 liegt an Masse. Der Kollektor des Transistors 8 ist über eine zweite Diode 9 mit der Steuerelektrode eines Thyristors 10 verbunden. Die Geberwicklung 2 verbindet Kollektor und Emitter des Transistors 8. Die Kathode des Thyristors 10 liegt an Masse. Die Anode ist über die Primärwicklung eines Zündtransformators 11 und über einen Kondensator 12 ebenfalls mit der Masse verbunden. Der Kondensator 12 ist an seiner nicht an der Masse liegenden Seite über ίο eine dritte Diode 13 und über die erste Diode 4 mit der Ladewicklung 1 verbunden. Eine vierte Diode 14 überbrückt die Primärwicklung des Zündtransformator 11. Die Sekundärwicklung des Zündtransformators Il liegt einerseits an der Masse und andererseits an einer Zündkerze der Brennkraftmaschin':.

Die Wirkungsweise der Schaltung nach F i g. 1 seil anhand von Fig.2 beschrieben werden. Die gewünschte, richtige Drehrichtung des Polrades 3 soll als Vorwärtslauf — in F i %. 2 als Rechtsdrehung dargestellt —, die umgekehrte Richtung als Rücklauf bezeichnet werden — in Fig.2 als Linksdrehung dargestellt. Im Vorwärtslauf wird durch die erste positive Halbwelle der Ladespannung über die Dioden 4 und 13 der Kondensator 12 aufgeladen, da der Thyristor 10 nicht stromleitend ist. Bei der ersten negativen Halbwelle der Ladespannung entsteht aufgrund der jetzt sperrenden Diode 4 kein Ladestrom. Die als Spannungsteiler wirkenden Widerstände 5 und 6 sind stromlos und die Kollektor-Emitter-Strecke daher nicht stromleitend. Ein zu diesem Zeitpunkt auftretender Geberimpuls der Geberwicklung 2 wird über die zweite Diode 9 der Steuerelektrode des Thyristors 10 zugeführt und schaltet diesen in den stromleitcr.den Zustand. Der Kondensator 12 entlädt sich über die Primärwicklung t? der Zündspule 11 jnd den Thyristor 10. Der dadurch an der Sekundärwicklung der Zündspule 11 auftretende Hochspannungsimpuli wird der Zündkerze der Brennkraftmaschine zugeführt. Im Rücklauf des Polrades 3 ist die Ladespannung der Ladewicklung 1 um 180° phasenverschoben. Der Geberimpuls fällt daher jetzt mit dem Auftreten eines positiven Halbwelle des Ladeankers zusammen. Beim Auftreten der positiven Halbwelle liegt eine Spannung am Spannungsteiler und damit an der Basis des Transistors 8 an. Die dadurch stromleitende Kollektor-Emitter-Strecke leitet den Impuls der Geberwicklung 2 ab, da die Schwellspannung der zweiten Diode 9 und der Steuerelektroden-Kathoden-Strecke des Thyristors 10 größer ist als die der Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 8. Der Thyristor 10 wird nicht stromleitend und es tritt kein Zündimpuls auf.

Bei Verwendung eines pnp-Transistors statt des npn-Transistors 8 tritt ein Zündimpuls beim Zusammentreffen einer positiven Halbwelle der Ladewicklung 1 mit einem Geberimpuls auf. Dis geometrische und schaltungsmäßige Anordnung von Geberanker und Ladeanker muß entsprechend gewählt werden.

Die Schaltung des Ausführung*'-.eispiels nach Fig.3 entspricht derjenigen nach F i g. 1 mit folgenden Unterschieden: Der Abgriff 7 des Spannungsteilers ist direkt über die zweite Diode 9 mit der Steuerelektrode des Thyristors 10 verbunden. Der Abgriff 7 ist weiterhin über die Emitter-Kollektor-Strecke eines pnp-Transistors 100 und eine fünfte Diode 101 mit der Masse verbunden. Die Basis des Transistors 100 ist über die Geberwicklung 2 und einen parallel dazu geschalteten Widerstand 102 mit der Masse verbunden.

Die Wirkungsweise der Schaltung nach Fig.3 ist anhand von Fi g. 4 beschrieben. Beim Vorwärtslauf des Polrades 3 wird bei der ersten positiven Halbwelle der Ladeankerspannung über die Dioden 4 und 13 der Kondensator 12 geladen. Der Abgriff 7 des Spannungsteilers hebt den Emitter des Transistors 100 auf ein positiveres Potential als die Basis und macht den Transistor stromleitend. Die Spannung im Abgriff 7 ist jetzt durch die Schwellspannung des Transistors 100 und der Diode 101 vorgegeben. Da die Schwellspannung der Diode 9 und der Steuerelektroden-Kathoden-L>trecke des Thyristors 10 höher liegt als die Spannung am Abgriff 7, verbleibt der Thyristor 10 im stromsperrenden Zustand. Bei der ersten negativen Halbwelle der Ladeankerspannung sperrt die Diode 4, und es tritt kein Strom auf. Während der zweiten positiven Halbwelle der Ladeankerspannung tritt gleichzeitig der Impuls des Geberankers auf. Es fließt kein Strom über den Widerstand 102, und das Basispotential des Transistors 100 wird angehoben, so daß der Transistor sperrt. Dies wiederum bewirkt eine Anhebung des Potentials am Abgriff 7, welches den Thyristor 10 in den stromleitenden Zustand versetzt. Analog der Wirkungsweise von F'g. 1 entsteht nun der Zündimpuls. Im Rücklauf liegt zur Zeit des Geberimpulses eine negative Halbwelle der Ladeankerspanrung vor. Die Diode speiTt und es kann kein Strom zum Thyristor 10 gelangen. Er verbleibt im stromsperrenden Zustand, und es kann kein Zündimpuls entstehen.

Beim Ausfülirungsbeispiel nach F i g. 5 kommt zu einer Schaltungsanordnung 1 nach F i g. l eine zweite identische Schaltungsanordnung Il hinzu, wobei die Ladewicklung 1 der Schaltungsanordnung I und die Ladewicklung 201 der Schaltungsanordnung II einen gemeinsamen Anker besitzt. Die Bauteile der Schaltungsanordnung 1» tragen Bezugszeichen, die um 200 gegenüber den Bezugszeichen der entsprechenden Bauteile der Schaltungsanordnung I erhöht sind. Als

Polrad ist anstelle der in F i g. I und F i g. J verwendeten vierpoligen Polräder 3 ein sechspoliges Polrad 200 vorgesehen.

Da die Schaltung nach Fig.5 eine Verdoppelung gegenüber Fig. I darstellt, entspricht auch ihre Wirkungsweise im wesentlichen derjenigen der Schaltung nach F i g. I. Die an den beiden Geberwicklungen 1 und 201 auftretenden Spannungen sind um 180" phasenverschoben. Der Spannungsverlauf ist in Fig. 6 dargestellt und entspricht Fig. 2. Die beiden oberen Spannungsverläufe stellen den Vorwärtslauf der beiden Systeme I und Il dar. die beiden unteren Spannungsverläufe den Rücklauf. Pro Umlauf des Polrades entsteht an jeder Zündspule je ein Zündimpuls.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Zündanlage für Brennkraftmaschinen mit mindestens einer Zündkerze, mit einem Kondensator pro Zündkerze, der über mindestens eine Diode an einer Ladewicklung eines mit der Brennkraftmaschine gekuppelten Magnetgenerators angeschlossen ist, sowie mit einem am Kondensator angeschlossenen Entladestromkreis aus einer Primärwicklung eines Zündtransformators, dessen Sekundärwicklung mit der Zündkerze verbunden ist, und einem elektronischen Schaltelement, das über eine Steuerleitung durch eine Steuerspannung umschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Diodenstrecken ausgebildete Mittel vorgesehen sind, die nur bei einer der beiden Polaritäten der von der Ladewicklung (1) gelieferten Wechselspannung und bei gleichzeitigem Ansprechen eines mit der Brennkraftmaschine gekuppelten Impulsgebers über die Steuci'eitung (15) das elektronische Schaltelement (10) srromleitend machen.

2. Zündanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Diodenstrecke ein Transistor (8) vorgesehen ist, der mit einer seiner Elektroden an eine als Impulsgeber wirkende Geberwicklung (2) angeschlossen ist, die im Magnetgenerator angeordnet und einseitig mit der Masse verbunden ist.

3. Zündanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladewicklung (1) über eine Diode (4) an einen Spannungsteiler (5,6) angeschlossen und daß der Abgriff (7) des Spannungsteilers mit der Steuerleitung (15) verbunden ist.

4. Zünd&nlage nach einem-jer Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis des Transistors (8) mit dem Abgriff (7) Jes Spannungsteilers verbunden ist

5. Zündanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Transistor (8) in Kollektorschaltung betrieben wird.

6. Zündanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Transistor (8) in Emitterschaltung betrieben wird.

7. Zündanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Transistor (8) als Kurzschlußstrecke zwischen dem Abgriff (7) und der Masse geschaltet ist und daß er durch die Geberwicklung (2) ansteuerbar ist.

8. Zündanlage nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch ihre Zuordnung zu je einer von mehreren Zündkerzen der Brennkraftmaschine.

9. Zündanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, parallel geschaltete Ladewicklungen (1, 201) auf einem gemeinsamen Eisenkern angeordnet sind.