DE2357475A1

DE2357475A1 - Zuendanlage fuer verbrennungskraftmaschinen

Info

Publication number: DE2357475A1
Application number: DE2357475A
Authority: DE
Inventors: Harald Biesterfeldt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-11-17
Filing date: 1973-11-17
Publication date: 1975-05-22

Description

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Zündanlage für Verbrennungskraftraaschinen

Anm.: Harald Biesterfeld, 2O81 Hemdingen
Walter Steinhof, 23000 Kiel

Die Erfindung b.etrifft eine Zündanlage für Verbrennungskraftmaschinen und bezieht sich insbesondere auf eine Verbesserung des Verbrennungsvorganges in den Haschinen mit dem Ziel der besseren Ausnutzung der
Treibstoffe, also der Erzielung einer Ersparnis an Treibstoff und der Verringerung der schädlichen Anteile in den Abgasen.

Zur Erreichung dieser Ziele sind schon große Anstrengungen unternommen und auch die verschiedensten Lösungen vorgeschlagen worden.

Eine Vielzahl von Lösungen befassen sich mit der Verbesserung der Gemischbildung für die Treibstoffe, beziehen sich also auf die Ausbildung der Vergaser oder dergl. Diese Lösungen sind sehr kompliziert
und aufwendig, da die Vergaser eine Vielzahl .feinster Düsen aufweisen müssen, bei denen leicht Verstopfungen auftreten können, durch die das ganze System zusammenbrechen kann.

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Andere Lösungen befassen sich nur mit der Reinigung der Abgase. Diese sind wegen der teuren Katalysatoren kostspielig und benötigen zudem sehr viel Raum, wodurch ihre Anbringung an Personenkraftwagen sehr erschwert ist.

Schließlich gibt es eine Unzahl von Lösungen, die sich auf die Verbesserung der Zündung beziehen, sei es nun, daß eine Verschiebung des Zündzeitpunktes oder auch der Qualität der Zündfunken vorgenommen wurde oder dergl. Es wurde auch schon vorgeschlagen, mehr als eine Kerze für jeden Verbrennungsraum vorzusehen, und die Kerzen in einem bestimmten Abstand zu zünden, um eine bessere Verbrennung des Gemisches zu erreichen und damit eine Leistungssteigerung. Bei ventilgesteuerten Motoren ist man bei der Konstruktion der Zylinderköpfe allerdings so beengt, daß es zu sehr komplizierten Anordnungen kommt, wenn je Zylinder zwei Zündkerzen vorgesehen werden sollen. Außerdem ist hier für die getrennte Zündfunkensteuerung ein erheblicher elektrischer Aufwand erforderlich, der die Anlage sehr verteuert.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf solche Zündanlagen, bei denen die Zündungsdauer der Zündquelle gegenüber der üblichen Dauer verlängert ist, also beispielsweise auch auf Zündungsanlagen, bei denen zwei Zündfunken auf das Kraftstoffgemisch während eines einzigen Verbrennungsvorganges, beispielsweise eines Hubes, gegeben werden. Sie ist aber nicht darauf beschränkt, sondern sie schließt auch die Zuführung eines Dauerfunkens oder Lichtbogens zu dem Gemisch ein. Wesentliches Merkmal der Erfindung gegenüber dem Bekannten ist vor allem, daß die Zündung nur an einer einzigen Stelle im Verbrennungsraum erfolgt, d.h. also beispielsweise nur von einer einzigen Zündkerze, die dann über einen bestimmten Zeitraum entweder eine Vielzahl von Einzel-

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funken gibt oder einen Dauerfunken bzw. einen Lichtbogen.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst v/erden, zur Verbesserung der Kaltstartfreudigkeit im unteren Drehzahlbereich, zur Unterdrückung der CO- und NO-Bildung in den Abgasen, insbesondere zur Ersparnis von Kraftstoff und zur Steigerung der Leistung bei Verbrennungsmotoren, eine Verbesserung der Zündung dadurch zu erzielen, daß von einer einzigen Zündquelle Zündfunken ausgehen, deren Dauer gegenüber bekannten Zündanlagen verlängert ist in der Weise, daß entweder eine Vielzahl von Zündfunken oder ein Dauerfunke bzw» ein Lichtbogen erzeugt wird.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird erfindungsgemäß eine Zündanlage vorgeschlagen, bei der zwischen der Zündspule und dem Unterbrecher, der ja ein Impulsgeber ist, ein mit einer Energiequelle, also beispielsweise der Batterie, verbundener weiterer Impulsgeber eingeschaltet ist, dem vorzugsweise ein Verstärker zur Verstärkung der Impulse nachgeschaltet ist. Der Impulsgeber kann dabei beispielsweise als Sperrschwinger ausgebildet sein oder auch als astabiler Multivibrator. Es sind natürlich auch noch andere Ausführungen von Impulsgebern möglich und liegen im Rahmen der Erfindung. Die Impulsgeber können gegebenenfalls mit einer Impulsregelung ausgestaltet sein, so daß viele Einzelfunken während eines einzigen Verbrennungsvorganges, beispielsweise bis etwa 100 Funken oder Dauerfunken bzw. ein Lichtbogen, eingestellt werden können.

Als Unterbrecher können mechanische Magnetimpuls- oder Lichtschrankenunterbrecher dienen. Bei mechanischen Unterbrechern sollen vorteilhaft die Unterbrecherfinger verlängert ausgeführt werden, um den

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Schließwinkel auf ca. ?0 gegenüber normalerweise 50 vergrößern zu können.

Es hat sich, insbesondere für die Verbesserung des Kaltstartens, als zweckmäßig erwiesen, bei der Zündanlage eine Doppelbatterie vorzusehen, wobei die eine größere Batterie für den Anlaßvorgang benutzt wird, während eine kleinere Batterie voll für den Zündfunken zur Verfugung steht.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann dem Impulsgeber noch eine Thyristorsteuerung nachgeschaltet sein, durch die sich, der Zündzeitpunkt besser regulieren läßt.

An Hand der Zeichnungen soll die Erfindung nachfolgend noch näher erläutert werden. Auf den Zeichnungen zeigen

Fig. 1 die Blockschaltung einer bekannten Zündanlage, Fig. 2 die Blockschaltung der Zündanlage gemäß der Erfindung, Fig. 3 die Blockschaltung der Zündanlage gemäß Fig. 2 mit zusätzlicher Thyristorsteuerung,
Fig. h in schematischer Darstellung die vollständige Schaltung

einer Zündanlage nach der Erfindung, Fig. 5 einen als Sperrschwinger ausgebildeten Impulsgeber mit thyristorisierter Endstufe,

Fig. 6 den gleichen Impulsgeber wie Fig. 5 mit transistorisierter Endstufe,

Fig. 7 einen als astabiler Multivibrator ausgebildeten Impulsgeber mit thyristorisierter Endstufe,

Fig. 8 den gleichen Impulsgeber wie Fig. 7 mit transistorisierter Endstufe, und

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Fig. 9 die gleiche Kombination wie Fig. 8 mit zusätzlichem Gleichrichter beim Impulsgeber.

Bei den Blockschaltungen der Figuren 1 bis 3 sind mit 10 die Energiequellen, also beispielsweise die Batterien bezeichnet, mit 11 die Zündspulen, mit 12 die Verteiler, mit 13 die Unterbrecher und mit Λ¹+ die Zündfunkengeber, also normalerweise die Kerzen. Fig. 2 läßt erkennen, wie die erfindungsgemäßen Impulsgeber 15 bzw. 16 in die Zündanlage eingeschaltet sind. Fig. 3 zeigt eine zusätzliche Thyristorsteuerung zur Einstellung des Zündzeitpunktes.

In Fig. k ist die Energiequelle ganz allgemein mit 10 bezeichnet, Sie umfaßt die Batterien 17 und 18, das Zündschloß 19» -die Ladeanzeigelampe 20, den Regler 21, den Generator 22 und den Anlasser 23·

Die Ausbildung der Batterie als Doppelbatterie 17,■18 hat den Vorteil, daß, wenn beim Anlassen des Motors aus der großen Batterie 17 die Spannung absinkt, die kleine Batterie 18 immer noch voll für den Zündfunken verfügbar bleibt. Die kleine Batterie wird immer mit aufgeladen und ist sofort in Funktion, sie gibt aber immer nur Energie für den Zündfunken ab. Auch bei schwachem Durchziehen des Anlassers durch die große Batterie springt der Motor sofort an, weil die kleine Batterie, die durch den Anlaßvorgang nicht mit belastet ist, immer kräftige Zündfunken gibt.

Mit der Energiequelle 10 sind über eine Leitung einmal die Zündspule 11 und zum anderen der erfindungsgemäße Impulsgeber 15 bzw. 16 verbunden. Der Zündspule 11 nachgeschaltet ist der Verteiler 12, der die Zündfunken auf die Kerzenanlage lh verteilte Zwischen den Impulsgeber 15 bzw. 16 und die Zündspule 11 ist der Unterbrecher, der mit dem

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Verteiler verbunden ist, geschaltet. Der Unterbrecher kann, wie in Fig. k alternativ angedeutet ist, entweder ein mechanischer Unterbrecher 13 sein, wobei dann.der Verteiler in seiner normalen Form bestehen bleiben kann, oder ein Magnetimpulsunterbrecher 2k_y bei dessen Benutzung dann ein Umbau des Verteilers der üblichen Bauart erforderlich ist, ebenso wie bei der weiteren Alternative, dem Lichtschrankenunterbrecher 25·

In Fig. h ist noch die Einschaltung einer Thyristorsteuerung 26 vorgesehen, was aber für die Erfindung nicht zwigend, sondern nur besjtfonders zweckmäßig ist.

Als Sperrschwinger 16 ausgebildete Impulsgeber zeigen die Fig. 5 und 6. Die nachgeschalteten Verstärker sind mit 27 bzw. 29 bezeichnet und die Zündspulen mit 31· Dabei stellen 27 eine thyristorisierte und 29 eine transistorisierte Endstufe dar. Fig. 6 läßt noch die Einschaltung einer Zehnerdiode (ZD) 32 zwischen die Primärseite der Zündspule 31 und dem Endtransistor 33 erkennen, wobei die Zehnerdiode mit einem Kondensator und gegebenenfalls mit einem hochohmigen Entladewiderstand zusammengeschaltet ist. Dadurch ist die Verwendung handelsüblicher Transistoren möglich, weil die Spitzenspannungaen durch die Zehnerdiode und den Kondensator abgefangen werden und daher nicht an den Transistor gelangen können.

Als astabile Multivibratoren 15 ausgeführte Impulsgeber mit den gleichen Endstufen 27 und 29 zeigen die Figuren 7 und 8. Für die Enstufen 27 bzw. 29 gilt das gleiche, was zu den Figuren 5 und 6 gesagt wurde. Die Schaltung nach Fig. 9 entspricht im wesentlichen der nach Fig. 8, nur daß hier eine zusätzliche Diode 28 vorgesehen ist, die verhindert, daß ein Strom auf die Basis des Eingangstransistors J>h gelangt.

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Die Anordnung gemäß Fig. 9 ist insbesondere für die Umrüstung von Altwagen, d.h. für Kraftfahrzeuge mit herkömmlichen Zündanlagen
auf die erfindungsgemäße Zündanlage geeignet. Wenn bei der Anordnung nach Fig. 8 der Unterbrecher geschlossen ist, dann ist die
Zündspule ohne Strom. Bei der Anordnung nach Fig. 9 mit der Diode 28 steht die Zündspule 31 wie bei herkömmlichen Anlagen unter Strom, Wenn de.r Unterbrecher 13 abhebt, ist sofort der Zündfunke da und
erst dann setzt der Dauerfunke gemäß der Erfindung ein. Die Diode 28 verhindert den Stromfluß vom Unterbrecher 13 zum .Eingangstransistor 3^1 sie verhindert das Öffnen des Eingangstransistors.

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Claims

Patentansprüche

1./Zündanlage für Verbrennungskraftmaschinen, im wesentlichen bestehend aus einer Energiequelle, einer Zündspule, einem Verteiler, einem Unterbrecher, sowie Zündfunkengebern wie z.B. Kerzen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Zündspule (11, 28, 31) und dem Unterbrecher (impulsgeber) (13» 24, 25) ein mit einer Energiequelle (10) verbundener weiterer Impulsgeber (I5i 16, 30) mit einem nachgeschalteten Verstärker (27, 29) angeordnet ist.

2. Zündanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgeber als astabiler Multivibrator (15» 30) (Fig. 7-9) ausgebildet ist.

3. Zündanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der astabile Multivibrator (I5j 30) zur Erzielung einer Aufladezeit für die Zündspule (31), die langer ist als ihre Entladezeit, mit Kondensatoren verschiedener Kapazität oder Kondensatoren gleicher Kapazität aber unterschiedlichem Entladewiderstand versehen ist.

k. Zündanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgeber ein Sperrschwinger (16) (Fig. 5» 6) mit Veränderung der Kernmasse für unterschiedliche Ein- und Ausschaltzeiten ist.

5· Zündanlage nach Anspruch 1 bis *f, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschaltzeit 120 sek und die Ausschaltzeit 200 sek oder mehr beträgt.

6. Zündanlage nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgeber (15» 16) eine Frequenzregelung aufweist.

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7. Zündanlage nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterbrecher als mechanischer Unterbrecher (13) ausgeführt ist.

8. Zündanlage nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß der Unterbrecherfinger mit einer den Schließwinkel vergrößerten Verlängerung versehen ist.

9. Zündanlage nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterbrecher ein Magnetimpulsunterbrecher (2*0 ist.

10. Zündanlage nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Unterbrecher ein Lichtschrankenunterbrecher (25) dient.

11. Zündanlage nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß. die Energiequelle mit einer Doppelbatterie (-17, 18) versehen ist.

12. Zündanlage nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß dem Impulsgeber (I5i 16) eine Thyristorsteuerung (26) nachgeschaltet ist.

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