DE2313180A1

DE2313180A1 - Einrichtung fuer zuendkreise von verbrennungskraftmaschinen

Info

Publication number: DE2313180A1
Application number: DE19732313180
Authority: DE
Inventors: Normann H Berry
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-03-15
Filing date: 1973-03-16
Publication date: 1974-09-19
Also published as: GB1430459A; FR2225857A1; NL7303607A; FR2225857B1

Description

PATENTANWÄLTE ~~I

DR-ING. R. DÖRING DIPL.-PHYS. DR. J. FRICKE

BRAUNSCHWEIG MÜNCHEN

1667

NORMAN H. BERRY, 49 Cambridge, Pleasant Ridge, Michigan, USA

Einrichtung für Zündkreise von Verbrennungskraftinaschinen

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung für Zündkreise von Verbrennungskraftmaschinen zur Unterdrückung der beim Zünden der Zündkerzen auftretenden elektromagnetischen Wellen, bei der in Reihe mit den Elektroden der Zündkerze ein Zündkabel und ein drahtgewickelter Widerstand vorgesehen sind.

Bei Zündkerzen, wie sie in Automobilen mit einer Brennkraftmaschine verwendet werden, sind drahtgewickelte Widerstände bekannt, die zur Unterdrückung der Strahlen dienen, welche von den Zündkreisen von Automobilen beim Zünden der Zündkerzen ausgehen. Zu diesem Zweck wird der drahtgewickelte Widerstand zwischen dem oberen Anschluß und der unteren Elektrode einer Zündkerze oder in Reihe zwischen dem Zündkabel und der Zündkerze angeordnet. Beispiele hierfür zeigen die US-Patentsehriften 3 212 044 und 3 529 273·

Derartige drahtgewickelte Widerstände der bekannten Art haben einen relativ hohen ohmischen Wert beispielsweise

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von 5000 bis 10 000 Ohm. Die bekannten drahtgewickelten Widerstände wurden spezifiziert im allgemeinen aufgrund ihrer Widerstandswerte und ihrer physikalischen Größe. Die Widerstände sind dabei notwendigerweise aus sehr feinem Draht gewickelt, wobei die Drahtwindungen eng beieinander liegen, so daß bei den üblichen Zündkreisspannungen Überschläge zwischen den Drahtwindungen des drahtgewickelten Widerstandes ein Problem darstellten, welches die Mindestabmessungen der Widerstände begrenzen. Ein Kompromiß wurde bisher zwischen dem Überschlagspunkt des drahtgewickelten Widerstandes und der Länge des Widerstandes und damit der Größe der Zündkerzen und der Kabelschuhe, in denen die Widerstände eingebaut worden sind, erreicht.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß er bei geringen physikalischen Abmessungen eine gute Unt&rdrückung der auftretenden elektromagnetischen Wellen gewährleistet und gleichzeitig das Entstehen von Überschlägen zwischen den Wicklungen des Widerstandes verhindert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der drahtgewickelte Widerstand in großer Nahe von den Zündelektroden angeordnet ist und eine Induktanz von etwa 350 bis 800 Mikrohenry und einen Widerstand von nur etwa 15 bis 30 0hm aufweist.

Überraschenderweise wurde festgestellt, daß die Induktanz des drahtgewickelten Widerstandes von großer Bedeutung für die Unterdrückung der elektromagnetischen Wellen von Zündkreisen ist,

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insbesondere dann, wenn der drahtgewickelte Widerstand nahe den Zündelektroden angeordnet ist, beispielsweise innerhalb oder nahe der Zündkerzen der Zündkreise. Im Gegensatz zu den bisherigen Grundsätzen wurde festgestellt, daß offenbar der tatsächliche Widerstandswert des. drahtgewickelten Widerstandes von geringer Bedeutung für die Unterdrückung der Strahlungen in Zündkreisen ist. Die drahtgewi ekelten Widerstände gemäß der Erfindung besitzen daher einen sehr niedrigen Widerstand und eine vorbestimmte Induktanz.

Der niedrige Widerstandswert des Widerstandes- gemäß der Erfindung verhindert das Auftreten von Überschlägen, obwohl der Widerstand im Vergleich zu den bekannten Widerständen relativ kurz ausgebildet ist. Die Induktanz in dem drahtgewickelten Widerstand gemäß der Erfindung liefert eine Strahlungsunterdrückung in den Zündkreisen, die wenigstens so gut ist,wie dies zuvor mit den bekannten höherohmigen Widerständen der Fall ist.

Vorteilhafterweise wird bei einer Einrichtung, bei der die Zündkerze einen äußeren Metallkörper und einen keramischen Isolatorkern aufweist, und sich eine Elektrode durch den Isolatorkern erstreckt, während die andere im Abstand dazu am äußeren Metallkörper befestigt ist, der drahtgewickelte Widerstand in dem Isolatorkern angeordnet und einerseits mit der in diesem vorgesehenen Elektrode und andererseits mit dem oberen Kabelanschlußteil verbunden.

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Die Anordnung kann aber auch so getroffen werden, daß von einem Kabelschuh ausgegangen wird, der an dem Zündkabel befestigt ist und an dem oberen Anschlußteil der Zündkerze aufsteckbar ist. Bei dieser Anordnung wird der drahtgewickelte Widerstand vorteilhafterweise in dem Kabelschuh angeordnet und einerends mit dem Zündkabel und anderen Ends mit dem Steckteil des Kabelschuhes verbunden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Fig. 1 ist eine teilweise gebrochene Ansicht einer Zündkerze, welche die Einrichtung zur Unterdrückung der beim Zünden der Zündkerze auftretenden Wellen dienenden Widerstand gemäß der Erfindung ausgerüstet ist.

Fig. 2 zeigt teilweise gebrochen eine Einrichtung gemäß der Erfindung mit einem das Auftreten von Strahlungen unterdrückenden Widerstand in einem Kabelschuh zwischen dem Zündkabel und einem Anschlußstück, das mit der Zündkerze verbunden werden kann.

Fig. 3 zeigt schließlich eine graphische Darstellung, die die Unterdrückung von beim Zünden der Zündkerzen auftretenden Wellungen, wie sie nach den Vorschriften der Sozietät der Automobilingenieure zulässig sind und im Vergleich dazu die Wellenunterdrückung, die mit einem Widerstand gemäß der Erfindung in den Ausführungen nach den Fig. 1 und 2 erhalten werden kann.

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Wie Fig. 1 zeigt, umfaßt die Zündkerze 10 einen äußeren Metallkörper 12, einen inneren kermaischen Isolatorkern 14, zwei untere Elektroden 16 und 18 und ein oberes Anschlußstück 20. Der drahtgewickelte Widerstand 22 gemäß der Erfindung Jst elektrisch zwischen einerseits der unteren Elektrode 16 und andererseits dem oberen Anschlußstück 20 eingeschaltet, und zwar innerhalb des Isolatorkerns 14 der Zündkerze 10. Der Anschluß erfolgt mit Hilfe von zwei an den Enden des Widerstandes 22 wiedergegebenen Feder.

Die Zündkerze, wie sie gezeigt ist, ist allgemein bekannt und braucht daher nicht im einzelnenpeschrieben zu werden. Weiterhin ist es bekannt, einen drahxgewickelten Widerstand zwischen der Elektrode 16 und dem Anschlußstück 20 anzuordnen, um die Strahlungen oder Wellen in dem Zündkreis zu unterdrücken, in welchem die Zündkerze 10 angeordnet ist, wobei diese Wellen auftreten, wenn der Zündfunken zwischen den unteren Elektroden 16 und 18 entsteht.

Es ist auch allgemein bekannt, einen drahtgewickelten Widerstand in einen isolierenden Kabelschuh 34 zwischen einem Zündkabel 32 und dem oberen Anschlußstück 20 der Zündkerze anzuordnen. Die Konstruktion eines solchen Kabelschuhes 34 ist in Fig. 2 wiedergegeben.

Wie Fig. 2 zeigt, sind die Enden des drahtgewickelten Widerstandes 22 elektrisch in Eingriff mit Anschlußstücken 36 und Das Anschlußstüek 36 ist elektrisch mit dem Zündkabel 32 ver-

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bunden, während das Anschluß stück 38 eine offene Anschlußkappe bildet, welche mit Gleitsitz über das Anschlußstück 20 der Zündkerze schiebbar ist. Eine innere -Isolation 40 umgibt den drahtgewickelten Widerstand 22, das Anschlußstück 36 und einen Teil des Anschlußstückes 38.. Die äußere Isolation 42 umschließt weiterhin die gesamte Konstruktion einschließlich der inneren Isolation 40, des drahtgewickelten Widerstandes 22, der Anschlüsse 36 und 38 und des Endes des Zündkabels 32.

Es ist auch nicht neu, den drahtgewickelten Widerstand entweder in die Zündkerze oder in den Kabelschuh des Zündkabels anzuordnen.

Bisher wurde es jedoch als wichtig erachtet, daß der drahtgewickelte Widerstand auf jeden Fall einen Widerstandswert von etwa 5 000 oder 10 000 0hm aufweisen muß, um wirkungsvoll die beim Auftreten eines Zündfunkens zwischen den Elektroden 16 und 18 entstehenden Wellen in dem Zündkreis unterdrücken zu können. Dementsprechend waren die drahtgewickelten Widerstände bisher ausgelegt und begrenzt und durften eine minimale Länge nicht unterschreiten, und zwar im Hinblick auf die Möglichkeit des Auftretens von Überschlägen zwischen den Windungen des drahtgewickelten Widerstandes aufgrund der Spannung, die zwischen dem Anschlußstück 20 und der Elektrode 16 und dem relativ großen Widerstand des drahtgewickelten Widerstandes auftrat. In der Vergangenheit spielte dagegen die Induktanz des drahtgewickelten Widerstandes praktisch keine Rolle und es war bisher unbekannt, daß diese einen Einfluß auf die Fähigkeit des

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Widerstandes, elektromagnetische Wellen zu unterdrücken, einen Einfluß nehmen könnte.

Der drahtgewickelte Widerstand 22 gemäß der Erfindung kann ähnlich ausgebildet sein wie die drahtgewickelten Widerstände, indem der Draht selbst beispielsweise einen Durchmesser von 0,01 Zoll oder 0,0015 Zoll aufweist und etwa 6 m lang ist und auf einen keramischen Kern von beispielsweise 1/8 Zoll Durchmesser und 3/4 Zoll länge gewickelt wurde. Der Draht-gewickelte Widerstand 22 gemäß der Erfindung unterscheidet sich jedoch von den bisher üblichen drahtgewickelten Widerständen, indem der Widerstand gemäß der Erfindung einen ausgesprochen niedrigen Widerstand, beispielsweise zwischen 15 bis 30 0hm aufweist, im Gegensatz zu den relativ großen Widerständen von 5 000 bis 10 000 0hm der bisherigen drahtgewickelten Widerstände. Zusätzlich ist der Widerstand 22 gemäß der Erfindung so ausgebildet, daß er beispielsweise eine Induktanz zwischen 300 und 800 Mikrohenry aufweist.

Der niedrige Widerstandswert des drahtgewickelten Widerstandes 22 verhindert zuverlässig das Auftreten von Überschlägen in dem drahtgewickelten Widerstand selbst bei geringerer Länge desWiderstandes und trotz der gleichen Anzahl von Drahtwicklungen, da der Spannungsabfall über dem Widerstand zwischen 15 und 30 0hm wesentlich niedriger ist als der Spannungsabfall über die bisher benutzten hochohmigen Widerstände.

Die spezielle Induktanz des drahtgewickelten Widerstandes 22 gemäß der Erfindung liefert die gewünschte Wellenunterdrückung,

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die bisher nur mit Hilfe von drahtgewickelten Widerständen von hochohmigem Wert erzielt werden konnte.

Durch Schaffung eines drahtgewickelten Widerstandes von vorbestimmter Induktanz und vergleichsweise geringem Widerstandswert lassen sich wesentlich kürzere Widerstände mit geringerer Gefahr von Überschlägen herstellen, wobei die Widerstände aus weniger ungewöhnlichen legierungsdrähten hergestellt werden müssen und dennoch eine äquivalente Wellenunterdrückung in Zündkreisen gewährleisten.

Die nachfolgende Karte zeigt das Ergebnis von tatsächlichen Tests an verschiedenen drahtgewickelten Widerständen, welche die angezeigten Wellenunterdrückungen in Standard-Zündeinrichtungen aufweisen.

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Frequenz in Megahertz	20	50	100	150	200	250
Standard kerze	16	16	16	16	16	16
Widerstands kerze 30 Ohm, 0,112 Zoll Durchmesser, 0,605 Länge, 600 mh	10	0	0	0	0	0
Widerstands kerze 15 Ohm, 0,112 Zoll Durchmesser, 0,385 Zoll Länge, 700 mh	16	0	0	0
Widerstands kerze 15 0hm, 0,147 Durch messer, 0,380 Länge, 3,50 mh	12	0	0	0
Widerstands- kerze 5 000 0hm, 0,112 Zoll Durch messer, 0,685 Zoll Länge, 640 mh	4	0	0	0

¹H Ck

R ,α

Weiterhin ist in Fig. 3 die Strahlungsunterdrückung in Standard-Zündeinrichtungen wiedergegeben, bei denen der niedrigohmige, drahtgewickelte Widerstand 22 gemäß der Erfindung verwendet wurde, welcher eine spezifische Induktanz aufweist, wobei in der gleichen Darstellung Werte wiedergegeben sind, die bei den

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Standardempfehlungen der Sozietät der Automobilingenieure zu finden sind. Die Kurve 24 zeigt die durch die Sozietät empfohlenen Standardwerte, während die Kurven 26, 28 und 30 die äquivalenten Ergebnisse wiedergeben, welche durch Anordnung des drahtgewickelten Widerstandes in·den Zündkerzen 10 gemäß fig. 1 in Standard-Zündkreisen erhalten werden.

In der Testkurve 28 der graphischen Darstellung der Fig. 3 war der Zündkreis Ford Galaxie 1971-Zündkreis für eine 341-Kubik-Zoll-Verbrennungsmaschine, wobei die Zündkabel einen Widerstand von 39 Ohm aufweisen. Die Versuchskurve 30 der Darstellung wurde an einer Chrysler Brennkraftmaschine von 105 PS und 4 Zylinder in Form eines Außenbordmotors durchgeführt. Das gleiche gilt für die Kurve 26. Beide Chrysler Motorkreise hatten Widerstände von 39 0hm im Zündkabel. Im Fall der Kurve 30 war das Zündkabel gegenüber den vorhergehenden Beispielen kein Vollmetallkabel, sondern ein gewickeltes Kabel, während im Fall der Kurve 26 das Kabel ein Vollmetalldraht war. Alle Zündkreise hatten eine Kohlenstoff-Kernleitung vom Verteiler zur Zündspule und Widerstände vie den Widerstand 22 in den Zündkerzen des Zündsystems.

Von den oben angegebenen Resultaten wird deutlich, daß der niedrige Widerstand und die spezifische Induktanz des drahtgewickelten Widerstandes 22 gemäß der Erfindung zu wenigstens der gleichen Wirkung bei der Unterdrückung der Wellen von Zündkreiaen führt wie bei Widerständen mit hohen Widerstandswerten, wie sie bisher in der Vergangenheit als unerläßlich erachtet wurden.

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Es wird angenommen, daß die Induktanz des Widerstandes 22 insbesondere dann, wenn der Widerstand innerhalb der Zündkerze oder dem Kabelschuh nahe den Zündelektroden angeordnet ist, eine rückwirkende elektromotive Kraft erzeugt, welche dazu neigt, die Schwingungen zu dämpfen, die in dem Zündkreis beim Zünden der Zündkerzen entstehen und welche die gefürchteten Wellen erzeugen. Die Wellen werden auf diese Weise unterdrückt, sofern die Induktanz ausreichend ist, selbst wenn der Widerstandswert des Widerstandes 22 besonders niedrig ist.

Ansprüche

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Claims

Ansprüche

I/ Einrichtung, für Zündkreise von Verbrennungskraftmaschinen zur Unterdrückung der beim Zünden der Zündkerzen auftretenden elektromagnetischen Wellen, bei der in Reihe mit den Elektroden der Zündkerze ein Zündkabel und ein drahtgewickelter Widerstand vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet , daß der drahtgewickelte Widerstand (22) in großer Nähe von den Zündelektroden (18) angeordnet ist und eine Induktanz von etwa bis 800 Mikrohenry und einen Widerstand von nur etwa 15 bis 0hm aufweist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der die Zündkerze einen äußeren Metallkörper und einen keramischen Isolatorkern aufweist und sich die eine Elektrode durch den Isolatorkern erstreckt, während die andere im Abstand dazu am äußeren Metallkörper befestigt ist, dadurch gekennzei c h net, daß der drahtgewickelte Widerstand (.22) in dem Isolatorkern (14) angeordnet und einen Ends mit der in diesem vorgesehenen Elektrode (16) und andern Ends mit dem oberen Kabelanschlußteil (20) verbunden ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der ein Kabelschuh an dem Zündkabel befestigt und auf den oberen Anschlußteil der Zündkerze aufsteckbar ist, dadurch gekennzeichnet , daß der drahtgewickelte Widerstand (22) in dem Kabelschuh (34) angeordnet und einen Ends mit dem Zündkabel (32) und anderen Ends mit dem Steckteil (38) des Kabelschuhes verbunden ist.

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4. Drahtgewiclcelter Widerstand für Einrichtungen für Zündkreise zum Unterdrücken der beim Zünden der Zündkerzen von Verbrennungskraftmaschinen auftretenden Wellen, dadurch g e kennze i c hnet , daß der drahtgewickelte Widerstand eine Induktanz von etwa 350 bis 800 Mikrohenry und einen Widerstand von annähernd 15 bis 30 Ohm aufweist und in nächster Nähe der Zündelektroden einer Zündkerze anordbar ist.

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F/S

L e e r s. e i t e