DE2360567B2 - Zuendanordnung fuer brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zündanordnung für Brennkraftmaschinen mit Steuerung der Funkendauer. Die Zündanordnung besteht aus einem Oszillator zur Erzeugung ungedämpfter Hochfrequenzwellen mit einem Transformator, der eine Hoehspannungs-Ausspannungswicklung aulweist und aus ersten Stromkreismitteln zum Anschluß der Ausgangswicklung an einen Funkcnsiromkrcis. Auf dem Transformator ist eine Oszillator-Sieuerwicklung aufgebracht zum Ein- und Ausschalten der Schwingungen. Ein zweites Slromkrcismittel umfaßt eine Gleichstromquelle und einen Zündschalter und liefert einen Vonnagnetisierungs-Gleichstrom an die Steuerwicklung, um den Oszillator in nichtschwingendem Zustand zu halten. Die Zündanordnung besteht ferner aus Mitteln, die abhängig von der Winkelstellung der Brennkraftmaschinen-Kurbelwelle (10 gesteuert werden, um den Vormagnetisicrungs-Glcichsirom bei Beginn jedes Funkendauer-Intervalles zu unterbrechen. Ferner sind Stromkrcisniittcl mit einer von einem Wechselstrom durchflossenen Diodenbrücke vorgesehen, die im Nebenschluß mit der Vormagnetisie- fts rungs-Gleichstromquellc liegen, um den Oszillator am linde jedes Funkendaiier-Intervalles außer Betrieb zu Es ist nach DT-OS 21 58 138 bekannt, eine Zündanordnung für Brennkraftmaschinen mit einem aus einer Batterie gespeisten Oszillator zur Erzeugung ungedämpfter Hochfrequenzwellen und einem Transformator zu betreiben. Auf dem Transformator befinden sich Arbeits- und Rückkopplungswicklungen für die Transistoren des Oszillators sowie eine Steuerwicklung und eine an den Verteiler angeschlossene Hochspannungswicklung. Die Steuerwicklung des Transformators ist mit dem Unterbrecherkontakt und der Batterie verbunden. Dem Unterbrecherkontakt ist ein Kondensator geringer Kapazität und eine Diodenbrücke mit einem Kondensator großer Kapazität zur Aufnahme des Anfangsspannungsstoßes in der Steuerwicklung des Transformators beim Öffnen des Unterbrecherkontaktes parallel geschaltet. Die Diodenbrücke weist zwei diagonale Diodenpaare auf, und zwar ein Paar für den WechseJstromeingang und ein Paar für den Gleichstromausgang, wobei der Eingang parallel mit dem Kondensator geringer Kapazität geschaltet ist und der Ausgang an den Kondensator großer Kapazität und einen diesen überbrückenden Entladewiderstand angeschlossen ist. Die Batterie ist über einen Spannungsteiler mit der Steuerwicklung verbunden, damit ein geringer Gleichstrom zur Vormagnetisierung des Kernes des Transformators durch die Steuerwicklung fließt. Durch diese Anordnung soll eine Lichtbogenbildung am Unterbrecherkontakt beim Öffnen desselben vermieden werden, ohne daß durch den für diesen Zweck verwendeten Kondensator verhindert wird, daß der Oszillator zum Schwingen kommt.

Obwohl eine Anzahl verschiedener Anordnungen zur Erzeugung von ungedämpften, funkener/.eugenden Signalen bekannt ist, hat es sich bisher als schwierig erwiesen, derartige Anordnungen allgemein bei Brenn kraftmaschinen und insbesondere bei Kolben-Brennkraftmaschinen anzuwenden. Dabei besteht die Haupt-Schwierigkeit darin, ein unverzügliches Starten des Oszillators /ur Erzeugung der Zündsignale bei möglichst hoher Betriebssicherheit /u erreichen.

Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung. eine Zündanordnung zu schaffen, bei der das Einsetzen der Schwingungen des Oszillators unverzüglich zu Beginn jedes Funkendauer-Intervalls durch eine entsprechende Einstellung des magnetischen Zustandes des Transformatorkernes erfolgt.

Dieses wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß in der Diodenbrücke Mittel zur Erhöhung der Impedanz in einer vorbestimmten Halbperiode des durch die Diodenbrücke fließenden Wechselstromes vorgesehen sind. Als Mittel zur Erhöhung der Impedanz kann in einem Zweig der Diodenbrücke ein Widerstand angeordnet sein.

Durch den Widerstand wird der Oszillator während beispielsweise einer negativen Halbwolle des Wechselstromes nur teilweise belastet, ohne jedoch außer Betrieb gesetzt zu werden. Erst bei der nächsten positiven Halbwelle tritt ein vollständiger Kurzschluß ein und der Oszillator hört auf zu schwingen. Auf diese Weise sorgt der Widerstand für die geeignete Einstellung des magnetischen Zustandes des Transformalorkernes, und zwar jedes Mal. wenn der Oszillator außer Betrieb ist. Der Start des Oszillators erfolgt deshalb immer unverzüglich zu Beginn jedes Funkendaucr-lntcrvalls. Dies ist besonders vorteilhaft bei hohen Motordreh/.ahlen, da auch in diesem Fall die Zündung immer rechtzeitig einsetzt.

Ein grundlegendes Zündsystem, welches einen Gau/

»rellen-Kurzschlußpfad enthält, der mit der Steuerwick- |ung eines Oszillators zur Funkenerzeugung verbunden |$t, wurde in der älteren Anmeldung DT-OS 22 60 804.4 dargestellt und beschrieben.

Es gibt ferner Zündsysteme mit einem Halbwellen- ICurzschlußpfad, um den Oszillator am Ende jedes funken-lntervalls zu stoppen. Wenn der Leistungsbe- iarf einer Zündanlage jedoch besondei *. hoch ist, setzt der Oszillator trotz einer solchen Halbwellenbelastung »eine Schwingungen fort. Es wurde daher mit dc° vorliegenden Erfindung ein Stromkreis mit Ganzwellen- belastung entwickelt, um diesen Zustund zu beseitigen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles und einer Zeichnung näher erläutert.

In der Zeichnung ist ein Oszillator 11 dargestellt, der ein Paar Transistoren 12 und 13 enthalt. Diese Transistoren sind mit den Koll^ktorelektroden verbunden, die an die Enden der mi! einer Miiielan/apfiing versehenen Wicklung 14 angeschlossen sind. Die Wicklung 14 ist die Primär-Energieeingangswicklung eines Transformators 17. Der Transformator hat eine Sekundär- oder Ausgangswicklung 18, die mit dem Hochspannungs Verteiler einer Brennkraftmaschine verbunden ist. wie dies durch die Beschriftung angedeutet wird.

Der Oszillator 11 einhalt außerdem eine Rückkopplungswicklung 19, deren Enden mit den Basiselektroden der Transistoren 12 und 13 verbunden s.rid. Es sind auch ein Paar Dioden 22 und 23 vorhanden, die zwischen der Basiselektrode jedes Transistors 12 und 13 und Erde liegen. Schließlich ist eine Steuerwicklung 26 vorgesehen, die das Starten und Stoppen des Oszillators 11 steuert. Dies wird durch ausreichende Belastung des magnetischen Kreises des Oszillators erreicht, um die Rückkopplung so weit zu reduzieren, daß die Schwingungen aufhören.

Das Zündsystem wird durch eine Batterie 31 gespeist, deren eine Seite geerdet ist und deren andere Seite über eine Leitung 32 mit der Mittelanzapfung am Transformator 14 in Verbindung steht. Zwischen Leitung 32 und Erde liegt ein Kondensator 35 zur Ableitung der Hochfrequenzenergie.

Ebenfalls an die nicht geerdete Seite der Batterie 31 ist eit:e Stromkreisleitung 38 zu dem »Betrieb«- und »Start«-Kontakt eines Zündschalters 39 angeschlossen. Der gemeinsame Kontaktgeber des Schalters 39 ist mit einer Stromkreisleitung 42 verbunden, die zu dem einen Ende einer Relaiswicklung 43 führt, deren anderes Endegeerdet ist. Die Wicklung ist Teil eines Relais 44, das normalerweise geschlossene Kontakte 45 aufweist, die von der Wicklung 4.3 gesteuert werden. Wenn die Wicklung 43 erregt ist, sind folglich die Schaltkontakie 45 offen. Dieses Relais ist für den positiven Kurzschluß der Steuerwicklung 26 vorgesehen, und zwar jedesmal, wenn der Zündschalter 39 ausgeschaltet ist.

Im normalen Betriebszustand, wenn die Brennkraftmaschine läuft, wird die Steuerwicklung 26 von einer Funken-Zeitschaltung gesteuert. Es können ·/.. B. L'nterbrechcrkontakte (nicht dargestellt) oder ein Stromkreis zur Steuerung des Durchlaßzustandes eines Transistors 50 vorgesehen sein. Dieser Stromkreis (nicht dargestellt) wird durch andere Arien von Brennkraftmaschinen-Zeitschaltelementen, wie lichtempfindliche Vor richtungen oder magnetische Abtaslclemente od. dgl. gesteuert.

Wenn der Transistor 50 leitend ist, dann ist er mit Untcrbrecherkoniakten vergleichbar, die geschlossen

sind, wodurch die Steuerwickiung 26 kurzgeschlossen ist und der Oszillator Il außer Betrieb gesetzt wird. Ein solcher Kurzschlußpfad enthält einen Ganzwelien-Belastungsstromkreis mit einer Diodenbrücke 51, die aus vier Dioden 54, 55, 56 und 57 besteht. Der Diagonalpunkt auf der Brücke 51 zwischen 54 und 57 ist über eine Leitung 60 mit dem einen Ende der Steuerwicklung 26 verbunden. Das andere Ende der Wicklung 26 ist über eine Stromkreisleitung 61 an eine andere Stromkreisleitung 62 angeschlossen, die zu dem Anschlußpunkt 63 führt. Eine Seite einer Zener-Diode 66 ist mit dem Punkt 63 verbunden, während die andere Seite derselben über eine Stromkreisleitung 67 an den gegenüberliegenden Diagonalpunki der Brücke 51 angeschlossen ist. Die verbleibenden Diagonalpunkte der Brücke 51 enthalten einen Diagonalpunkt 70, der geerdet ist. und den gegenüberliegenden Diagonalpunki 71. Dieser ist über eine Siromkreisleiuing 72 an die Koüekior-Filckirode.'es Transistors 50 angeschlossen.

Die Gleichspannung der Batterie 31 liegt an der Steuerwicklung 26. wenn der Oszillator außer Betrieb ist, so daß ein Vormagneiisierungs-Gleichstrom im Kern des Transformators 17 eine Vormagnetisierung erzeugt. Der Stromkreis /ur -Vilreehterhaltung dieses Gleichstromfhisses verläuft von der Stromkreisverbindung 42 (oben beschrieben) über eine andere Stromkreisverbindung 75 zu einem Widerstand 76 und dann über eine Diode 77 zu dem Siromkreispuukt 63. Von dort führt der Stromkreis weiter über die Stromkreisleitung 62 und die Stromkreisleitung 61 zu dem einen Ende der Wicklung 26. Das andere Ende der Wicklung 26 ist über die Stromkreislcitung 60. die Diode 54. den Brückendiagonalpunkt 71. Die Leitung 72 und den Transistor 50 (jetzt leitend) geerdet. Über Erde ist der Stromkreis natürlich mit dem Erdanschluß der Batterie 31 geschlossen.

Wie oben dargelegt, betrifft die erfindungsgemäße Zündanordnung eine Ganzwellen-Osz.illator-Stopp-Anordnung, um die Schwingungen am Ende jedes Funkensignal-Erzeugungsintervalls abzuschalten.

Gleichzeitig stellt sie sicher, daß der magnetische Zustand des Transformatorkernes 17 richtig eingestellt wird. Um dies zu bewirken, enthält die Brücke 51 einen Widerstand 80, der in Reihe mit der Diode 57 in einem Zweig der Brücke 51 liegt. Der Ohm-Wert des Widerstandes 80 ist so bestimmt, daß er einen ausreichenden Stromfluß zur teilweisen Belastung des Magnetkreises des Oszillators ermöglicht, ist jedoch nicht groß genug, um die Schwingung in dieser Halbperiode abzuschalten. In der nächsten Halbperiode der Schwingung wird der Oszillator dann vollständig belastet und die Schwingung abgeschaltet, so daß der Zustand des Magnetkernes immer in einer gewünschten Weise eingestellt wird. Dies bedeutet, daß bei Beginn jedes Funkenintervalls der Oszillator 11 unverzüglich durch die Abschaltung (d h. Sperrung) des Transistors 50 einsetzt.

Das Relais 44 ist vorgesehen, um sicherzustellen, daß durch den Oszillator 11 keine Schwingungen erzeugt werden, wenn der Zündschalter ausgeschaltet ist. Dies ist notwendig, weil der Oszillator dauernd an das Gleichspannungspotential der Batterie 31 angeschlossen ist. Tüne solche dauernde Verbindung ermöglicht die Benutzung eines herkömmlichen Zündschalter, während sonst die Höhe der vom Oszillator benötigten Leistung einen speziellen Hochleisiungsschalter erforderlich macht. Der Kurzschluß der Steuerwicklung 26 wird aufgehoben, wenn der Zündschalter eingeschaltet

wird, entweder zum Starten oder zum Betrieb, wobei die anderen Halbperiode leitend wird, so daß der in der Kontakte 45 geöffnet sind, wenn die Relaiswicklung 43 .Steuerwicklung 26 induzierte Stromfluß die entgegenerregt ist. gesetzte Richtung hat. dann verläuft der Flußpfad wie

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Zündan- folgt: Beginnend am oberen Ende der Wicklung 26 über

Ordnung kann durch Verfolgung des Stromkreises und s die Leitungen 61 und 62 bis zum Punkt 63 setzt er sich

Beschreibung der Betriebsweise oder des Stromflusses. über die Zener-Diode 66 (Durchbruchsspannung ist

wenn der Oszillator am Ende jedes Funkendauer-Inter- überschritten) und die Stromkreisverbindung 67 bis zur

valls gestoppt wird, erklärt werden. Jedesmal wenn das Diode 55 fort. Von hier verläuft er über den

Funkendauer-Intervall durch Erregung des Transistors Diagonalpunkt 71 und die Stromkreisleitung 72 bis /um

50 beendet ist, dann ist eine direkte Stromkreisverbin- io Transistor 50 und zur Erde. Ober Erde geht es zurück zu

dung durch den Transistor vorhanden. Verursacht das in dem anderen Diagonalpunkt 70 der Brücke 71 und dann

die Steuerwicklung 26 induzierte Wechselstromsignal in verläuft er durch den Widerstand 80 und die Diode 57

diesem Augenblick einen sinkenden Stromfluß durch zur Stronikreislcitung 60, die zum anderen Ende der

diese Wicklung, dann ist der Verlauf des Stromflusses Wicklung 26 zurückführt.

folgender: Beginnend am unteren Ende (wie in der 15 Der letztere Stromkreis enthält den Widerstand 80,

Zeichnung ersichtlich) der Wicklung 26 setzt er sich fort der dazu bestimmt ist. nur eine ausreichende Impedanz

über die Leitung 60, die Diode 54 der Brücke 51. den zu haben, um den Oszillator teilweise zu belasten, ohne

Punkt 71 und die Leitung 72 bis zum Transistor 50. Der diesen vollkommen außer Betrieb zu setzen. Wenn die

Stromkreis wird dann geschlossen über die Endverbin- nächste Halbperiodc des Oszillators eintritt, dann wird

dung und den Diagonalpunkt 70 der Brücke 51, über die 20 sie folglich einen Stromfluß in entgegengesetzter

Diode 56 und die Stromkreisleitung 67 bis zu der Richtung in der Wicklung 26 induzieren und der

Zener-Diode 66. Weiter dann über die Zener-Diode 66 umgekehrte Flußpfad (oben beschrieben) wird herge-

und über den Punkt 63, die Leitungen 62 und 61 bis zu stellt. Diese Verbindung ruft einen vollständigen

dem anderen Ende der Wicklung 26. Außerdem ist ein Kurzschluß hervor und setzt den Oszillator in dieser

paralleler Pfad vorhanden, der mit der Erdleitung 25 Halbperiode außer Betrieb. Der Widersland 80 sorgt so

beginnt, die über die Batterie 31 geht und sich dann über für die geeignete Einstellung des magnetischen Zustan-

die Leitung 38. den Zündschalter 39, die Leitungen 42 des des Transformatorkernes 17, und zwar jedesmal

und 75 bis zum Widerstand 76 fortsetzt. Über den wenn der Oszillator außer Betrieb ist. Das bedeutet, daß

Widerstand 76 und die Diode 77 verläuft er dann bis zum der Start des Oszillators immer positiv ist und

Stromkreispunkt 63. wo er mit dem anderen Stromkreis 30 unverzüglich und zu Beginn jedes Funkendauer-Inter-

zurück bis zur Wicklung 26 verbunden ist. Dieser valls erfolgt. Dies ist besonders wichtig bei hohen

Kurzschlußpfad bewirkt, daß die Stcuerwicklung 26 den Drehzahlen der Brennkraftmaschine, wo nur ein paar

Oszillator ausreichend belastet, damit die Schwingung Schwingungsperioden in Betracht kommen und ein

zum Stillstand kommt. verzögerter Beginn des Funkens äußerst schädlich sein

Wenn der Transistor 50 andererseits während der 35 würde.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Zündanordnung für Brennkraftmaschinen mit Steuerung der Funkendauer, bestehend aus einem Oszillator zur Erzeugung ungedämpfter Hochfrequenzwellen mit einem Transformator, der eine Hoehspannungs-Ausgangswicklung aufweist, aus ersten Stromkreismitteln zum Anschluß der Ausgangswicklung an einen Funkenstromkreis, aus einer Oszillator-Steuerwicklung auf dem Transformator zum Ein- und Ausschalten der Schwingungen, aus zweiten eine Gleichstromquelle und einen Zündschalter umfassenden Stromkreismitteln zur Lieferung eines Vormagnetisierungs-Gleichsuomes an die Steuerwicklung, um den Oszillator in nichtschwingendem Zustand zu halten, aus Mitteln, die abhängig von der Winkelstellung der Brennkraftmaschinenkurbelwelle gesteuert werden, um den Vormagnetisierungs-Gleichstrom bei Beginn jedes Funkendauer-Intervalles zu unterbrechen, und aus dritten Stromkreismitteln mit einer von einem Wechselstrom durchflossenen Diodenbrücke, die im Nebenschluß mit der Vormagnetisierungs-Gleichstromquelle liegen, um den Oszillator am Ende jedes Funkendauer-Intervalles außer Betrieb zu setzen, dadurch gekennzeichnet, daß in der Diodenbrücke (51) Mittel (80) /ur Erhöhung der Impedanz in einer vorbestimmten Halbperiode des durch die Diodenbrücke (51) fließenden Wechselstromes vorgesehen sind.

2. Zündanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Zweig der Diodenbrücke (51) ein Widerstand (80) als Mittel zur Erhöhung der impedanz angeordnet ist.

3. Zündanordnung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator (H) dauernd an die Gleichstromquelle (31) angeschlossen ist und der Zündschalter (39) ein Relais (44) steuert, das die Steuerwicklung (26) kurzschließt. wenn der Zündschalter (39) ausgeschaltet ist.