DE2400937A1

DE2400937A1 - REMOVED SPARK PLUG

Info

Publication number: DE2400937A1
Application number: DE2400937A
Authority: DE
Inventors: Arthur O Fitzner; James R Hager
Original assignee: Brunswick Corp
Current assignee: Brunswick Corp
Priority date: 1973-01-12
Filing date: 1974-01-09
Publication date: 1974-08-01
Also published as: IT1008687B; JPS49101743A; GB1453793A; FR2324137B1; FR2324137A1; AU6325873A; SE7708509L; AU473925B2; BE809653A; US3871349A

Description

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Λ- !. .ι . S, r.r.xi-niHanst: 45 Λ-!. .ι. S, rrxi-niHanst: 45 24009372400937

BRUITSWICK CORP.BRUITSWICK CORP.

One Brunswick Plaza, Skokie, Illinois, USAOne Brunswick Plaza, Skokie, Illinois, USA

Entstörte ZündkerzeSuppressed spark plug

Rundfunkstörungen, die von Außenbordmotoren mit Kondensatorentladungs-Zündanlagen hervorgerufen werden, sind ein bereits seit langem bestehendes Problem und der Grund dafür, daß solche Motoren auf bestimmten Seen in Europa nicht betrieben werden dürfen.Radio interference from outboard motors with capacitor discharge ignition systems are a long-standing problem and the reason why such Engines may not be operated on certain lakes in Europe.

Die Umweltsbedingungen, denen eine Zündkerze in einem schnelllaufenden, hochverdichtenden Zweitaktmotor ausgesetzt ist, etwaThe environmental conditions encountered by a spark plug in a high-speed, high-compression two-stroke engine is exposed, for example

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Außenbordmotor, einem Motor für ein Motorrad oder Scfcneemobil, sind sehr verschieden von den Umweltsbedingungen bei einem Viertaktmotor. Die Mittenelektrode einer Automobilzündkerze kann sich überhitzen und als Glühkerze bei diesen Motoren wirken und damit zerstörerische Frühzündungen hervorrufen. Um diese Schwierigkeiten zu überwinden, sind zumeist Zündkerzen mit ringförmigem Luftspalt, die von Natur aus bei einer viel niedrigeren Temperatur arbe:, 3n, gegenwärtig universell im Einsatz. Nachteilig bei diesen Zündkerzen ist, daß sie so kühl arbeiten, daß sie zu Verschmutzungen neigen, speziell wenn sie in üblichen InduktionsZündanlagen verwendet werden. Daher werden heute zumeist Kondensatorentladungs(KE)-.Zündanlagen bei Hochleistungs-Außenbordmotoren verwendet, wobei eine allmähliche Ausdehnung ihrer Anwendung auf dem Zweitaktmotorensektor zu beobachten ist.Outboard motor, a motor for a motorcycle or scfcneemobile, are very different from the environmental conditions of a four-stroke engine. The center electrode of an automobile spark plug can overheat and act as a glow plug in these engines, causing destructive pre-ignition. In order to overcome these difficulties, spark plugs with an annular air gap are mostly used a much lower temperature arbe :, 3n, presently universal in action. The disadvantage of these spark plugs is that they work so cool that they tend to get dirty, especially when used in standard induction ignition systems will. For this reason, capacitor discharge (KE) ignition systems are mostly used today used in high performance outboard engines, with a gradual expansion of their application to the two-stroke engine sector is to be observed.

KE-Zündanlagen sind durch ihre Entladungsgeschwindigkeit, hohe Spannung und hohen Strom über vergrößerte Luftspalte gekennzeichnet. Im allgemeinen baut sich bei einer KE-Zündanlage innerhalb von zwei bis drei MikroSekunden eine Spannung von 20 bis 30 kV über dem Luftspalt auf, während es bei Induktionszündanlagen im allgemeinen nur Spannungen von 10 bis 15 kV sind, die sich in ungefähr 25 bis 50 MikroSekunden aufbauen. Die Sekundärwicklung der Zündspule hat bei einer KE-Zündanlage nur i/lO bis i/5 der Windungsanzahl und nur 1/20 bis 1/1O des Ohmschen Widerstandes der entsprechenden Wicklung bei einerKE ignition systems are due to their discharge speed, high voltage and high current marked over enlarged air gaps. In general, a KE ignition system builds up A voltage of 20 to 30 kV across the air gap occurs within two to three microseconds, while it is with induction ignition systems generally only voltages of 10 to 15 kV that build up in approximately 25 to 50 microseconds. In a KE ignition system, the secondary winding of the ignition coil has only i / 10 to i / 5 of the number of turns and only 1/20 to 1/10 of the number Ohmic resistance of the corresponding winding with a

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Induktionszündanlage, Ein größerer Luftspalt bei der Ziindkerze verhilft außerdem, Verschmutzungen zu verhindern.Induction ignition system, a larger air gap at the spark plug also helps to prevent soiling.

Als Ergebnis der· vorerwälinten Eigenschaften einer KE-Zünd— anlage und kennzeichnend für eine solche ist, daß der elektrische Impuls, der beim Durchbrucii im ringförmigen Luftspalt der Zündkerze erzeugt wird, viel inräLftiger ist und ein breiteres Frequenzspektrum erzeugt als vergleichbare Impulse, vie sie früher angetroffen wurden. Es sind diese oszillierenden elektrischen Impulse mit ihrer sehr hohen Frequenz, ihren hohen Streuspannungen im Zündkreis, die die Quelle der Rund— funkstönmgen darstellen und der Kerze selbst zuzuschreiben sind.As a result of the above-mentioned properties of a KE ignition system and characteristic of such is that the electrical Impulse that occurs when breakthrough in the annular air gap The spark plug is produced, is much more powerful and a wider one Frequency spectrum generated as comparable impulses as they were encountered earlier. It's these oscillating electrical impulses with their very high frequency, their high stray voltages in the ignition circuit, which are the source of the round- represent radio waves and ascribe to the candle itself are.

In Kraftfahrzeug—InduktionsZündanlagen werden die Rundfunk— störungen gewöhnlich dadurch zu unterdrücken versucht, daß man einen Sea-ienwiderstand in den Zündsekundärkreis einschaltet, wobei dieser Widerstand einen ¥ert von 10,000 Ohm oder mehr aufweist. Der vorliegenden Erfindung liegt jedoch die Erkenntnis zugrunde, daß die Verwendung dieses zusätzlichen Widerstandes im Sekundärkreis einer IiE-Zündanlage die hervorragende Intensität der Zündung sichtbar verringert, und ihre Dauer meßbar herabsetzt. Ein solcher Widerstand verlangsamt die Energioentladung über den Luftspalt und vernichtet einen Teil der Zündenergie in Form von Verlustwärme, "Weiterhin kann festgestellt werden, daß die Einfügun,·? eines Widerstandes vonIn motor vehicle induction ignition systems, the radio Usually tries to suppress disturbances by connecting a sea resistance in the secondary ignition circuit, this resistance having a value of 10,000 ohms or more. However, the present invention has been made clear based on the fact that the use of this additional resistor in the secondary circuit of an IiE ignition system is the excellent The intensity of the ignition is visibly reduced and its duration measurably reduced. Such resistance slows down the energy discharge across the air gap and destroys part of the ignition energy in the form of heat loss, "Furthermore, can be found that the insertions, ·? a resistance of

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mehr als 1000 Ohm im Zündkerzenkörper zur Unterdrückung von Rundfunkstörungen bei einer KE-Zündanlage andererseits die Leistung des Motors beeinflußt, und selbst dieser niedrige Widerstandswert kann leichte Ungleichmäßigkeiten im Leerlaufbetrieb hervorrufen. Die Anwendung früherer Lehren zur Unterdrückung von Rundfunkstörungen mit Hilfe von Widerständen ist daher dort unangebracht, wo KE-Zündanlagen verwendet werden.more than 1000 ohms in the spark plug body to suppress Radio interference in a KE ignition system, on the other hand, is the It affects engine performance, and even this low resistance value can cause slight unevenness when idling cause. The application of previous teachings to suppress radio interference using resistors is therefore inappropriate where KE ignition systems are used.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zündkerze anzugeben, die die Nachteile der bekannten Zündkerzen nicht aufweist und insbesondere Rundfunkstöx-ungen wirksam unterdrückt, ohne dabei die Motorleistung oder das Zündsystem negativ zu beeinflussen» Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß ein äußerer Körper und ein mit diesem verbundener Isolator mit einer Mittenelektrodenanordnung darin vorgesehen sind, und daß die Mittenelektroden— anordnung eine Induktionsspule minimalen Widerstands enthält, die innerhalb des Isolators angeordnet ist. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.The present invention is based on the object of specifying a spark plug which has the disadvantages of the known spark plugs does not have and in particular effectively suppresses radio interference without affecting the engine power or the To negatively influence ignition system »This object is achieved according to the invention in that an external body and a insulator connected to this are provided with a center electrode assembly therein, and that the center electrodes - arrangement includes an induction coil of minimum resistance, which is arranged within the insulator. Advantageous configurations and further developments of the invention are characterized in the subclaims.

Von der Erfindung wird eine Zündkerze angegeben, die nicht nur die vorgenannten Qualitäten aufweist, sondern die darüberhinaus mit den herkömmlichen Verfahren und Anordnungen hergestellt werden kann. Von der Erfindung wird ein gegen Eingriffe gesichertes Bauteil geschaffen, das aus sich heraus wirksam Rundfunkstorun-The invention provides a spark plug which not only has the aforementioned qualities, but also those qualities can be made using conventional methods and arrangements. The invention is secured against tampering Component created that is effective in and of itself.

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gen bei Motoren beseitigt, die eine KE-Zündanlage verwenden und bezüglich der Rundfunkstörungen keine anderen wesentlichen Quellen aufweisen als die Zündfunkenüberschläge bei den Zündkerzen selbst«eliminated in engines that use a KE ignition system and have no significant sources of radio interference other than spark-over spark plugs self"

Die Erfindung besteht in der Hauptsache aus einer Zündkerze mit einem Porzellanisolator in einem Metallkörper, der außen mit einem Gewinde zum Einschraube!- in einen Motorblock versehen ist, und die eine Mittenelektrode enthält, die axialThe invention consists mainly of a spark plug with a porcelain insulator in a metal body, the on the outside with a thread for screwing!

in dem Isolator angeordnet ist. Elektrisch mit dieser in Serie geschaltet ist ein Entstörelement niedrigen Widerstandes undis arranged in the isolator. Electrically with this in series connected is an interference suppression element of low resistance and

niedriger Induktivität, die in dem Isolator angeordnet ist und die Rundfunkstörungen, die an der Zündstrecke während des Betriebes erzeugt werden, unterdrückt. Das Entstörelement besteht vorzugsweise aus einer Drahtwendel, die auf einen Kern hoher dielektrischer Festigkeit gewickelt ist und eine Induktivität von etwa 10 bis 50 pH aufweist und einen Widerstandswert hat, der so niedrig wie bei den vorgegebenen Größenverhältnissen möglich ist} d,h, die Spulenanordnung muß im Mittenelektroden—Innenraum der Zündkerze angeordnet werden können.low inductance, which is arranged in the isolator and the radio interference that occurs on the ignition gap during the Operation are generated, suppressed. The interference suppression element consists preferably from a wire helix which is wound on a core of high dielectric strength and an inductance of about 10 to 50 pH and a resistance value which is as low as possible with the given proportions} that is, the coil arrangement must be in the center electrode interior the spark plug can be arranged.

Es wurde gefunden, daß eine einfache, aus Draht gewickelte Spule mit ungefähr 40 Ohm Widerstand und einer Induktivität vcn ungefähr 40 uH, die in diesen Innenraum einer Zündkerze bestehender Bauart eingefügt ist, mehr als ausreichend ist, um Rundfunkstörungen, die vom Zündfunkenüberschlag bei einem Zwei-It has been found that a simple wire-wound coil of approximately 40 ohms resistance and inductance vcn about 40 uH existing in this interior space of a spark plug Type is inserted, is more than sufficient to avoid radio interference caused by spark flashover in the event of a two-

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taktmotor rait unterbrecherlosera, verteilerlosem KE-Zündsystem erzeugt werden, auf ein erträgliches Maß zu bedampfen. Es soll jedoch hervorgehoben werden, daß die Erfindung bei be liebigen Zündanlagen angewendet werden kann, die keine anderen bedeutsamen Quellen für Rundfunkstörungen aufweisen.Taktmotor rait interrupterlosera, distributorless KE ignition system be generated to vaporize to a tolerable level. However, it should be emphasized that the invention at any ignition system can be used that has no other significant sources of radio interference.

Es wurde weiterhin gefunden, daß bei Verwendung der Erfindung in einer KE-Zündanlage, die weder meclu Ische Unterbrecher noch rotierende Verteiler aufweist ., keine weiteren Entstörmaßnahmen notwendig werden. Die Zündkerzen nach der Erfindung sind genügend eigenentsfort, sodaß speziell aufgebaute Zündkabel, Kabelabschirmungen oder externe Abschirmungen der Zündkerzen selbst nicht notwendig werden.It was also found that when using the invention in a KE ignition system, the neither mechanical interrupter nor has rotating distributors., no further interference suppression measures become necessary. The spark plugs according to the invention are sufficiently self-contained so that specially constructed ignition cables, Cable shields or external shields for the spark plugs themselves are not necessary.

Ein Hauptvorteil der Erfindung liegt darin, daß das Entstörglied integral innerhalb des Zündkerzenkörpers eingeschlossen ist« Dieses GI3 d unterdrückt zusammen mit den dem Zündsystem von Hause aus innewohnenden Fähigkeiten die Rundfunkstörungen, die von der Funkenstrecke erzeugt werden, und zwar auch dann, wenn dies bei einer schnell laufenden hochkompremierenden Zweitaktmaschine angewendet wird.A major advantage of the invention is that the suppressor member is integrally enclosed within the spark plug body is «This GI3 d suppressed along with that of the ignition system inherent abilities the radio interference generated by the spark gap, even then, if this is used in a high-speed, high-compression two-stroke engine.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß die Rundfunkstörungen, die von den Zündfunken hervorgerufen werden, mit geringer oder gar keiner Verminderung der Zündintensität oder -dauer unterdrückt werden, und ohne daß dabei ein nach-Another advantage of the invention is that the radio interference, caused by the ignition sparks, with little or no reduction in ignition intensity or duration can be suppressed, and without a subsequent

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teiliger Einfluß auf die Leistung des Motors ausgeübt wird, bei dem sie installiert ist.partial influence on the performance of the engine is exerted, where it is installed.

Ein -weiterer Vorteil des integrierten Aufbaus der Zündkerze gemäß der Erfindung ist darin begründet, daß das Dämpfungsglied nicht entfernt oder überbrückt werden kann.Another advantage of the integrated design of the spark plug according to the invention is based on the fact that the attenuator cannot be removed or bridged.

Ein weiterer, vielleicht der bedeutendste Vorteil der Erfindung liegt darin, daß sie sehr praktisch ist. Die beschriebenen Entstörglieder können in die gegenwärtig vorhandenen Zündkerzenkörper ohne wesentliche Änderungen eingesetzt werden, was auch bereits durchgeführt wurde. Die Ausführung und Haltbarkeit dieser Konstruktion ist außerdem wirtschaftlich durchführbar und in der Anwendung außerordentlich zufriedenstellend.Another, perhaps the most significant, advantage of the invention is that it is very practical. The described Suppressors can be used in the currently available spark plug bodies can be used without significant changes, which has already been done. The execution and durability this construction is also economically feasible and extremely satisfactory to use.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßon Zündkerze äußert sich darin, daß keine parallel zu schaltenden kapazitiven Filter notwendig werden, wie sie bei vielen bisherigen Zündkerzen unumgänglich sind.Another advantage of the spark plug according to the invention is expressed The fact that no capacitive filters to be connected in parallel are necessary, as they were inevitable with many previous spark plugs are.

Die Erfindung sei nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen an einem bevorzugten Ausführungsbeispiel näher erläutert,The invention is described below with reference to the drawings explained in more detail using a preferred exemplary embodiment,

Fig. 1 'zeigt einen Längsschnitt durch eine Zündkerze nach der Erfindung,Fig. 1 'shows a longitudinal section through a spark plug according to Invention,

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Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht eines Dämpfungsgliedes nach der Erfindung.Fig. 2 shows a side view of an attenuator according to the invention.

Fig. 3 zeigt ein vereinfachtes elektrisches Schaltbild einer unterbrecherlosen, verteilerlosen KE-Zündanlage, bei der eine Zündkerze gemäß der vorliegenden Erfindung vorteilhaft verwendet werden kann,3 shows a simplified electrical circuit diagram of an interrupter-less, distributor-less KE ignition system in which a spark plug according to the present invention can advantageously be used,

Fig. h zeigt für den Vergleich den Kurvenverlauf von Rundfunkstörungen, wie sie von einem Motor mit herkömmlichen Zündkerzen (a) und mit Zündkerzen gemäß der vorliegenden Erfindung (b) abgestrahlt werden.For comparison, FIG. H shows the curve profile of radio interference as emitted by an engine with conventional spark plugs (a) and with spark plugs according to the present invention (b).

Wie Fig. 1 zeigt, ist ein induktives Dämpfungsglied 1 in die Kammer 2 in der Mitte einer üblichen Zündkerze 3 mit ringförmigem Luftspalt eingesetzt. Das Spulenelement 1 ist körperlich zwischen und elektrisch in Serie eines oberen Teiles h und eines unteren Teiles 5 der Mittenelektrode der Zündkerze eingeschaltet. Der obere und untere Teil der Mittenelektrode können im Porzellanisolator 6 der Zündkerze in jeder bekannten Art befestigt sein. Der elektrische Kontakt mit dem Spulenelement 1 wird zweckmäßigerweise durch eine elektrisch leitende Druckfeder 7 hergestellt.As FIG. 1 shows, an inductive attenuator 1 is inserted into the chamber 2 in the middle of a conventional spark plug 3 with an annular air gap. The coil element 1 is connected physically between and electrically in series with an upper part h and a lower part 5 of the center electrode of the spark plug. The upper and lower part of the center electrode can be fixed in the porcelain insulator 6 of the spark plug in any known manner. The electrical contact with the coil element 1 is expediently established by an electrically conductive compression spring 7.

Es sei nun Fig. 2 betrachtet. Das Dämpfungsglied 1 gemäß der vorliegenden Erfindung kann in der Weise hergestellt werden,Consider now FIG. The attenuator 1 according to the present invention can be manufactured in the manner

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daß eine Wicklung 8 aus dünnem Draht fest auf einem unmagnetischen Kern 9 hoher dielektrischer Festigkeit aufgewickelt wird. Die beiden Enden der Wicklung werden zweckmäßigerweise mit elektrisch leitenden Endkappen 10 und 11 verbunden, die an den entsprechenden Enden des Kerns 9 befestigt sind. Ein Dämpfungsglied 1 gemäß der Erfindung, das zuerst für die Unterdrückung von Rundfunkstörungen und zur erfolgreichen Anwendung in einer Zündkerze, wie in Fig. 1 dargestellt, ausprobiert wurde, bestand aus einer einlagigen Spule von 172 Windungen aus einem Draht der amerikanischen Drahtstärke Hk₁ die auf einen unmagne.tischen Stab hoher dielektrischer Festigkeit gewickelt wurde, der 12,7 mm lang war und etwa 3,2 mm Durchmesser hatte. Die Enden des Spulendrahtes wurden mit Messinganschlüssen verlötet, die in den Enden des Stabes eingelassen waren. Die Spulenwindungen wurden dann durch eine Auflage hoch-temperaturfesten Lacks hoher dielektrischer Festigkeit geschützt. Die fertige Spule wies einen Widerstand von 18 Ohm auf bei einer Induktivität von 26 uH,that a winding 8 of thin wire is tightly wound on a non-magnetic core 9 of high dielectric strength. The two ends of the winding are expediently connected to electrically conductive end caps 10 and 11 which are fastened to the corresponding ends of the core 9. An attenuator 1 according to the invention, the illustrated first for the suppression of radio interference and to successfully use in a spark plug, as shown in Fig. 1, has been tried, the American Wire Gauge Hk ₁ consisted of a single-layer coil of 172 turns of wire on a non-magnetic high dielectric strength rod was wound which was 12.7 mm long and about 3.2 mm in diameter. The ends of the coil wire were soldered to brass connectors set into the ends of the rod. The coil windings were then protected by a layer of high-temperature-resistant varnish of high dielectric strength. The finished coil had a resistance of 18 ohms with an inductance of 26 uH,

Obgleich der räumliche Aufbau der Zündkerze und des Spulenelementes 1 beträchtlich verschieden sein können, ist die vorliegende Erfindung vornehmlich auf ein Konzept gerichtet, das Spulenelemente der hier bezeichneten Art im Zündkerzenkörper verwendet, und bei dem Widsrstand und Induktivität in dem Bereich liegen, der als wirksam zur Unterdrückung von Rundfunkstörungen herausgefunden wurde, wie sie von Hochleistungs—KE-Although the spatial structure of the spark plug and the coil element 1 can be considerably different, the present invention is primarily directed to a concept that Coil elements of the type referred to here are used in the spark plug body, and in the resistance and inductance in the area which is found to be effective in suppressing radio interference has been found to be supported by high-performance KE-

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Zündanlagen erzeugt werden, ohne daß dabei die Motorleistung negativ beeinflußt wird.Ignition systems are generated without adversely affecting engine performance.

Es sei nun Fig. 3 betrachtet. Eine KE-Zündanlage enthält eine Fechseistromlichtmaschine 20, eine Gleichrichterdiode 21 und einen Speicherkondensator 22. Die im Kondensator 22 gespeicherte Energie wird der Primärwicklung 2k eines Zündtransformators über einen elektronischen Schalter 23 7 geführt. Der Energiestoß vom Kondensator 22 über die Primärwicklung 2k induziert in der Sekundärwicklung 26 des Transformators ein Spannungspotential, das eine Spannung von 20 bis 30 kV aufbaut, bevor im Luftspalt 27 der Zündkerze ein Zündfunke überschlägt. KE-Zündsysteme zeichnen sich aus durch einen extrem schnellen Aufbau einer Spannungsdifferenz über dem Luftspalt 27 und durch den Energiebetrag, der in der Streukapazität 31 des Sekundärkreises zur faktisch verzögerungsfreien Entladung über den Luftspalt 27 gespeichert werden kann. Das Betriebsverhalten von KE-Zündsystemen weist als wesentliche Eigenschaft die Speicherung von Energie in der Streukapazität 31 der Sekundärwicklung 26 und des Zündkabels 30 auf. Diese Energie steht sofort zur Verfügung und entlädt sich über den Luftspalt 27 im Zündzeitpunkt. Die physikalische Beobachtung eines solchen KE-Zündsystems zeigt einen hell leuchtenden Überschlag, was ein Hinweis auf eine hohe Entladungsintensität ist. Sowohl die Geschwindigkeit des Spannungsaufbaues als auch die Spitzenentladungsstärke des KE-Zündsystems tragen wesentlich zur Ver-Refer now to FIG. 3. A KE-ignition system includes a Fechseistromlichtmaschine 20, a rectifier diode 21 and a storage capacitor 22. The energy stored in the capacitor 22 of the primary winding of an ignition transformer is 2k performed via an electronic switch 23. 7 The surge of energy from the capacitor 22 via the primary winding 2k induces a voltage potential in the secondary winding 26 of the transformer, which builds up a voltage of 20 to 30 kV before an ignition spark flashes in the air gap 27 of the spark plug. KE ignition systems are characterized by an extremely rapid build-up of a voltage difference across the air gap 27 and by the amount of energy that can be stored in the stray capacitance 31 of the secondary circuit for virtually instantaneous discharge across the air gap 27. The operating behavior of KE ignition systems has the storage of energy in the stray capacitance 31 of the secondary winding 26 and the ignition cable 30 as an essential property. This energy is available immediately and is discharged through the air gap 27 at the point of ignition. The physical observation of such a KE ignition system shows a brightly shining flashover, which is an indication of a high discharge intensity. Both the speed of the voltage build-up and the peak discharge strength of the KE ignition system contribute significantly to the

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hinderung von Zündspalt-Verschmutzungen bei, die durch die Anwesenheit von Treibstoff, Öl oder Ablagerungen in der Nachbarschaft das Zündspaltes verursacht werden. Ein Widerstand im Weg der Zündentladung würde in großem Maße die Vorteile des KE-Zündsystems zunichte machen. Darüberhinaus haben Untersuchungen ergeben, daß, wenn der Druck in den Motorzylindern steigt, Dämpfungsglieder auf Widerstandsbasis ihre Wirksamkeit sehr viel schneller verlieren, als die induktivwirkenden Elemente gemäß der Erfindung. Dieser Effekt ist speziell bei mittleren Motordrehzahlen bemerkenswert, bei denen das Dämpfungsglied nach der Erfindung weiterhin völlig wirksam arbeitet. Es wurde geschätzt, daß der Strom, der über den Zündspalt von einer KE-Zündanlage hervorgerufen wird, etwa 20mal so groß ist wie derjenige bei einem üblichen Induktionssystem. Da diePrevention of spark gap contamination caused by the presence of fuel, oil or debris in the vicinity the ignition gap. A resistance in the path of the ignition discharge would greatly take advantage of the Destroy the KE ignition system. In addition, have investigations found that as the pressure in the engine cylinders increases, resistance-based dampers become effective lose much faster than the inductive ones Elements according to the invention. This effect is particularly noticeable at medium engine speeds, where the attenuator according to the invention continues to work completely effectively. It has been estimated that the current passing through the ignition gap caused by a KE ignition system, about 20 times as large is like that in a common induction system. Since the

verbrauchte Leistung proportional I R ist, ist das Verhältnis von Energieverlust zu Widerstand in einem KE-Svstem schätzungsweise vielmals größer als das Verhältnis von Energieverlust zu Widerstand in einem üblichen Induktionssystem. Es ist daher bedeutsam, daß der Widerstand des Dämpfungsgliedes 1 so klein wie möglich gehalten wird, wie es unbeeinträchtigte Motorleistung und praktischer Zündkerzenaufbau geradenoch zulassen.power consumed is proportional to I R, the ratio of energy loss to resistance in a KE system is estimated many times greater than the ratio of energy loss to Resistance in a common induction system. It is therefore significant that the resistance of the attenuator 1 is so small as possible, as unimpaired engine performance and practical spark plug design still allow.

Fig. 4 zeigt Meßergebnisse von Rundfunkstörungen, die unter Verwendung eines zweizylindrigen Außenbordmotors von etwa 20 PS und unterbrecherlosem KE-Zündsystem aufgenommen wurden. Jeder Zylinder hatte seinen eigenen elektronischen Zündschalter,Fig. 4 shows measurement results of radio interference, which under Use of a two cylinder outboard motor of around 20 hp and breakerless KE ignition system. Each cylinder had its own electronic ignition switch,

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Zündtransformator und Zündkerze. Der Motor lief rait I5OO U/min, und eine Vertikalantenne wurde auf* der einen Seite des Motors errichtet. Der Kurvenverlauf anzeigt die Rundfunkstörungen, die durch die Punkenüberschlage einer nicht entstörten Zündkerze mit einem ringförmigen Luftspalt von etwa 1,8 nun verursacht werden« Der Kurvenverlauf b) zeigt die Rundfunkstörungen, die unter gleichen Bedingungen durch den Luftspalt einer Zündkerze erzeugt wurden, die im wesentlichen nach der hier beschriebenen Art aufgebaut ist und einen Widerstand von ungefähr kO Ohm und eine Induktivität von ungefähr 4O uH bei einem ringförmigen Luftspalt von ungefähr 1,27 nun aufweist. Die mittlere Vergleichslinie stellt die Störungsgrenzen dar, wie sie von der Society of Automotive Engineers in der SAE-Norm J551& empfohlen wird. Der gestrichelte Toil der Kurve (b) oberhalb von 100 MHz wurde geschätzt, da keine wirksame Rundfunkstörung festgestellt wurde.Ignition transformer and spark plug. The engine was running at about 150 rpm and a vertical antenna was placed on one side of the engine. The curve shows the radio interference caused by the flashover of an undisturbed spark plug with an annular air gap of around 1.8 is constructed according to the type described here and now has a resistance of approximately kO ohms and an inductance of approximately 40 uH with an annular air gap of approximately 1.27. The middle comparison line represents the interference limits as recommended by the Society of Automotive Engineers in the SAE standard J551 &. The dashed Toil of curve (b) above 100 MHz was estimated since no effective radio interference was detected.

Es wurden Untersuchungen an den verschiedensten Zündkerzen des hier beschriebenen Typs mit Widerständen im Dämpfungsglied zwischen 18 und 40 Ohm bei entsprechenden Induktivitätswerten zwischen 25 und 4O 11H durchgeführt. Alle Meßwerte von Rundfunkstörungen blieben dabei unter den vorgeschriebenen Normen, die besten Ergebnisse, die in Fig. h dargestellt sind, wurden jedoch mit einem Dämpfungsglied erhalten, das einen Widerstand von ungefähr 40 Ohm und eine Induktivität von etwa kO uH aufwies. Höhere Induktivitätswerte weisen aus der SichtInvestigations were carried out on a wide variety of spark plugs of the type described here with resistances in the attenuator between 18 and 40 ohms with corresponding inductance values between 25 and 40 11H. All measured values of radio interference remained below the prescribed standards, but the best results, which are shown in FIG. H , were obtained with an attenuator which had a resistance of approximately 40 ohms and an inductance of approximately kO uH. Higher inductance values point out of sight

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der Entstörung bessere Ergebnisse auf, sie sind jedoch aufgrund der physikalischen Grenzen des Bauelements schwierig zu realisieren und neigen eher dazu, die Motorleistung nachteilig zu beeinflussen. Andererseits liegt es auf der Hand, daß Induktivitätswerte um 10 uH herum für eine wirksame Stö— rungsunterdrückung ausreichend sind, und es liegt darin ein gewisser Hinweis, daß es notwendig sein kann, auf diese niedrigen Werte zu gehen, um die Impedanz des Dämpfungsgliedes zu verringern, um einen nachteiligen Einfluß auf das KE-Zünd— system zu vermeiden. Die wirksame Impedanz dieser Induktivität liegt theoretisch zwischen 5 und 250 kQ über einem Frequenzbereich von 20 bis 1000 Milz. Es ist jedoch zweifelhaft, ob der höhere Wert erreicht werden kann, wenn die von Natur aus vorhandene Kapazität von Zündkerze und Dämpfungsglied berücksichtigt werden.however, they are due to better results on interference filtering the physical limits of the component difficult and are more likely to adversely affect engine performance. On the other hand, it is obvious that inductance values around 10 uH for an effective disturbance suppression are sufficient, and there is a certain amount in it Indication that it may be necessary to go to these low values in order to reduce the impedance of the attenuator reduce in order to have a negative influence on the KE ignition system to avoid. The effective impedance of this inductance is theoretically between 5 and 250 kΩ over one Frequency range from 20 to 1000 spleen. However, it is doubtful whether the higher value can be achieved if the inherent capacitance of the spark plug and attenuator is taken into account will.

Es besteht die "Vermutung, daß die Gründe für die bemerkenswerte Wirksamkeit der Zündkerze mit Induktivität bei KE-Zündsystemen ohne mechanische Unterbrecher oder mechanische Verteiler die folgenden sind:There is a "presumption that the reasons for the remarkable Effectiveness of the spark plug with inductance in KE ignition systems without mechanical breakers or mechanical distributors, the following are:

1.Es sind keine Kontakte außer den Zündkerzen-Luftspalten vorhanden, bei denen Funkenüberschläge auftreten«1. There are no contacts other than the spark plug air gaps, where arcing occurs "

2. Die Induktivität des Entstörgliedes in der Zündkerze wirkt mit der Streukapazität im Sekundärkreis der KE-Zündanlage zu-2. The inductance of the suppression element in the spark plug acts with the stray capacitance in the secondary circuit of the KE ignition system.

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sammen, speziell der Streukapazität zwischen der Sekundärwicklung der Zündspule und der Motorblockmasse, die zusammen ein Tiefpaß-LC-FiIter für die Überschlagsentladung darstellen, die wiederum aus der Hochspannungs-Zündleitung eine Sendeantenne macht. Obgleich das Tiefpaß-LC-Pilter die stoßartigen Hochspannungsschwingungen auf der Ilochspannungs-Zündleitung nicht beseitigt, vermindert sie doch sehr wesentlich deren Frequenz bis zu einem relativ niedrigen Wert,together, especially the stray capacitance between the secondary winding the ignition coil and the engine block mass, which together represent a low-pass LC filter for the rollover discharge, which in turn turns the high-voltage ignition cable into a transmitting antenna. Although the low-pass LC pilter is the jerky High voltage oscillations on the Iloch voltage ignition cable not eliminated, but very significantly reduces their frequency down to a relatively low value,

3· Als Sendeantenne ist die Hochspannungs-Zündleitung für die relativ sehr niedrigen Frequenzen, die auf ihr auf diese ¥eise übertragen werden, im wesentlichen unwirksam,3 · As a transmitting antenna, the high-voltage ignition cable is responsible for the relatively very low frequencies that act on it in this way are transferred, essentially ineffective,

k. Die Streukapazitäten zwischen der Hochspannungs—Zündleiturig und Elementen der umgebenden Motorverkleidung bleiben ebenfalls im wesentlichen für die Übertragung von Strömen in die Verkleidung unwirksam, da die Frequenzen, die an diesen Streukapazitäten wirksam sind, relativ sehr niedrig sind. k. The stray capacitances between the high-voltage ignition line and elements of the surrounding engine casing also remain essentially ineffective for the transmission of currents into the casing, since the frequencies which are effective at these stray capacitances are relatively very low.

Der genaue Aufbau des Entstörgliedes kann variieren. Es ist jedoch für die Ausführung der Erfindung aureichend, daß einige wünschenswerte Konstruktionsgrundmerkraale vorhanden sind und einige unverzichtbare Konstruktionsforderungen erfüllt werden.The exact structure of the interference suppression element can vary. However, it is sufficient for the practice of the invention that there are some desirable basic design features and some indispensable design requirements are met.

Für die praktische Ausführbarkeit müssen die maximalen physikalischen Abmessungen des Dämpfungsgliedes durch die Größe dorFor practical feasibility, the maximum physical Dimensions of the attenuator by the size dor

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Kammer innerhalb des Zündkerzenisölators begrenzt werden. Innerhalb dieser Grenzen sollte das Dämpfungsglied so lang wie möglich sein. Wenn eine Druckfeder verwendet wird, um den elektrischen Kontakt sicherzustellen, dann soll die so kurz wie möglich gehalten werden, Wenn das Dämpfungsglied so lang wie möglich gemacht wird, dann ist die Widerstandsfähigkeit des Dämpfungsgiledes gegen die hohen Stoßspannungen, die sich über seiner Länge ausbreiten, am größten.Chamber within the spark plug isolator are limited. Within these limits, the attenuator should be as long as possible. If a compression spring is used to lift the To ensure electrical contact, it should be kept as short as possible, if the attenuator is as long is made as possible, then the resistance of the damping element against the high surge voltages that arise spread across its length, largest.

Wenn das Dämpfungsglied so lang wie möglich ist, dann ist die Streukapazität, die das Dämpfungsglied überbrückt, minimal und es können mehr Drahtwindungen aufgebracht werden, womit die Induktivität vergrößert und die Stoßspannung zwischen den ein— zolnen Windungen verringert werden« In gleicher Weise sollte innerhalb der räumlichen Beschränkungen der Isolatorkammer der Gesamtdurchmesser des Dämpfungsgliedes so groß wie möglich sein, um die mechanische Festigkeit des Dämpfungsgliedes zu verbessern und die Induktivität bei einer gegebenen Windungsanzahl zu vergrößern.If the attenuator is as long as possible, then the stray capacitance that the attenuator bridges is minimal and more wire turns can be applied, which increases the inductance and reduces the surge voltage between the zolnen turns should be reduced «In the same way, within the spatial restrictions of the isolator chamber, the Overall diameter of the attenuator should be as large as possible in order to improve the mechanical strength of the attenuator and the inductance for a given number of turns to enlarge.

Der Kern der Spule s.ollte eine hohe dielektrische Festigkeit aufweisen, damit er den hohen Stoßspannungen widerstehen kann, die sich zwischen den zwei Endkappen des Dämpfungsgliedes entwickeln. Die Wicklung sollte eben, einlagig und auf Abstand gewickelt sein, damit sie besser den hohen Stoßspannungen, die sich über der Wicklung entwickeln, widerstehen, weil da-The core of the coil should have a high dielectric strength so that it can withstand the high surge voltages, which develop between the two end caps of the attenuator. The winding should be even, single-layer and spaced apart so that it is better able to withstand the high surge voltages, that develop above the winding, because they

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durch eine annähernd gleichmäßige Verteilung der Spannungsbeanspruchung zwischen den einzelnen Windungen entsteht und dadurch auch die Probleme einer automatischen Herstellung solcher ¥icklungen verringert werden. Es soll vorweggenommen werden, daß weitere Untersuchungen möglicherweise zeigen, daß unter den ersten Findungen, die dem Luftspalt der Zündkerze am nächsten liegen, eine größere Stoßspannung pro Windung herrscht, ¥enn dem so ist, dann wäre es wünschenswert, die Zwischenräume zwischen diesen ersten Windungen zu vergrößern, wie es bei vielen Zündspulen gemacht wird.due to an almost even distribution of the stress between the individual turns arises and thereby also the problems of automatic production such turns are reduced. It should be anticipated that further research may show that among the first discoveries that the air gap of the spark plug are closest, there is a larger impulse voltage per turn, if this is the case, then it would be desirable to have the Increase the gaps between these first turns, as is done with many ignition coils.

Der für die Induktionswicklung benötigte Draht kleinen Querschnitts sollte eine möglichst große Leitfähigkeit aufweisen, darüberhinaus auch im Preis annehmbar sein, mechanisch fest genug, um in automatischen Wickelmaschinen verwendbar zu sein, und Oxidations- und Korrosionswirkungen seiner Umgebung widerstehen können, falls das blanke Metali der Luft ausgesetzt ist.The small cross-section wire required for the induction winding should have as high a conductivity as possible, and also be acceptable in price, mechanically strong enough to be usable in automatic winding machines, and withstand the oxidative and corrosive effects of its surroundings if the bare metal is exposed to air.

Die Windungen der Wicklung müssen voneinander isoliert und gegen seitliches Verschieben gesichert werden, damit ein unerwünschter elektrischer Kontakt zwischen ihnen verhindert wird. Der dünne Draht des Dämpfungsgliedes muß jederzeit gegen Knikkungen und Abschürfungen geschützt werden. Die Windungen soJJ.cn sich nicht aufrollen, wenn die Enden der Wicklung zum Anschluß an die Endkappen vorbereitet werden. Die genannten ErfordcrnisseThe turns of the winding must be isolated from each other and secured against lateral displacement, so that an undesirable electrical contact between them is prevented. The thin wire of the attenuator must always prevent kinks and abrasions are protected. The turns do not roll up when the ends of the winding are connected to be prepared for the end caps. The requirements mentioned

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legen es nahe, eine Isolierschicht zu verwenden, die die Wandungen voneinander isoliert , die Wicklung am Kern befestigt ., gegen Abknickungen und Abschürfungen schützt _y die dielektrische Durchbruchsspannung zwischen den Windungen erhöht und einen blanken Draht gegen Oxydations- oder Korosionseinflüsse zu schützen vermag.suggest the use of an insulating layer that insulates the walls from one another, attaches the winding to the core., protects against kinks and abrasions _{y increases} the dielectric breakdown voltage between the windings and is able to protect a bare wire against the effects of oxidation or corrosion.

Die Anschlußkappen 10 und 11 an den Enden können verschiedenster Bauart sein, müssen jedoch bestimmte Erfordernisse erfüllen: sie müssen einen sicheren elektrischen Kontakt zum dünnen Draht der Wicklung herstellen, sie müssen am Dämpfungsglied solide befestigt sein, und sie müssen genügend fest sein, um der Korapressionskraft und den Vibrationskraften zu widerstehen, die auf das Dämpfungsglied einwirken.The connection caps 10 and 11 at the ends can be of the most varied Be of construction, however, must meet certain requirements: They must have a safe electrical contact to the make thin wire of the winding, they must be firmly attached to the attenuator, and they must be sufficiently strong, to withstand the force of corapression and the forces of vibration, which act on the attenuator.

Die Endkappen sollten kurz sein, damit die ausnutzbare Länge für die Induktivitä-tswicklung durch sie nicht unnötig verringert wird und die Streukapazität, die die Wicklung überbrückt, so klein wie möglich bleibt.The end caps should be short so that they do not unnecessarily reduce the usable length for the inductance winding and the stray capacitance bridged by the winding remains as small as possible.

Die Endkappen können vorteilhaft leicht größer im Durchmesser sein als der Wicklungsdurchmesser, sodaß das Dämpfungsglied an den widerstandsfähigeren Endkappen ergriffen werden kann. Außerdem wird hierdurch verhindert, daß die Innenwand der Isolatorkammer mit der Wicklung des Dämpfungsgliedes in Berührung kommt und diese zerstört, wenn der Motor läuft. SolltenThe end caps can advantageously be slightly larger in diameter than the winding diameter, so that the attenuator can be grasped at the more resistant end caps. This also prevents the inner wall of the isolator chamber comes into contact with the winding of the attenuator and destroys it when the engine is running. Should

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weitere Untersuchungen zeigen, daß ein Ende der Induktivitätswicklung- einige Windungen größeren Abstandes (einen "Waxidor-Wellen"-Abschnitt) haben soll, dann könnten Endkappen zweier verschiedener maximaler Durchmesser verwendet werden, um dasjenige Ende des Dämpfungsgliedes, das dem Luft-. spalt der Zündkerze am nächsten zu liegen kommen soll, mechanisch zu kennzeichnen. Durch geeignete Ausgestaltung der Iso~ latorkammer der Zündkerze und der Endkt.. >en des Dämpf'ungsgliodes kann die richtige Einführung solch eines unsymmetrischen Dämpfungsgliedes sichergestellt werden.Further investigations show that one end of the inductance winding - a few turns greater spacing (a "Waxidor wave" section) should have, then end caps of two different maximum diameters could be used be to that end of the attenuator that the air. gap where the spark plug should come to rest, mechanically to be marked. By suitable design of the Iso ~ latorkammer of the spark plug and the end point. > s of the damping gliod the correct introduction of such an unbalanced attenuator can be ensured.

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Claims

Patent claims

1j Suppressed spark plug, especially with a ring-shaped Zündstrecka, characterized in that an outer body and an insulator connected to it (6) having a center electrode assembly (4x, 5) therein, and that the center electrode assembly (4, 5) contains an induction coil (1) of minimum resistance placed inside the insulator fb).

2. Spark plug according to claim 1, characterized in that the induction coil (1) consists of a Wire winding (8) is made, which is wound on a core (9) high dielectric strength.

3. Spark plug according to claim 1 or 2, characterized in that a compression spring (7 ") is provided, which keeps the induction coil (1) in electrical contact within the central electrode assembly (4, 5).

4. Spark plug according to at least one of claims 1 to 3 »characterized, that the induction coil (1) has an inductance between 10 and 100 uH.

5. Spark plug according to at least one of claims 1 to 4-, characterized in that the induction coil (1) has a resistance of less than 100 ohms, preferably less than 100 ohms.

6. Spark plug according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the induction coil (1) an inductance of 10 to 50 pH and one Has resistance less than 100 ohms.

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7. Spark plug according to at least one of claims 1 to 6, characterized in that the outer body forms an annular ground electrode ", the insulator (6) is a socket body arranged inside the outer body and fastened to it, and that the Center electrode (5>) together with the ring-shaped ground electrode (13) forms an annular ignition gap.

8. Spark plug according to at least one of claims 1 to 7 » characterized in that the induction coil (1) consists of a single-layer wire winding (8), which has a diameter in the order of magnitude of the largest diameter of the center electrode arrangement (4, 5).

9. Spark plug according to at least one of claims 1 to 8, characterized in that the core (9) for the induction coil (1) electrical connection elements (10, 11) are attached to which the ends of the induction coil (1) are connected.

10. Spark plug according to at least one of claims 1 to 9 _5, characterized in that the induction coil (1) has such a size that a spark plug (3) of the resistance type can be inserted into the central chamber (2).

11. Spark plug according to at least one of claims 1 to 10, characterized in that the induction coil (1) For the first turns closest to the ignition path of the spark plug, a larger turn spacing than with the other turns.

12. Spark plug according to at least one of claims 1 to 11, marked by its use in a

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Combustion engine in combination with a "distributor" which has neither an interrupter nor a mechanical "distributor" Capacitor discharge ignition system.

13 · Spark plug according to at least one of Claims 1 to 11, characterized by its use in a capacitor discharge ignition system that has an energy source (20, 21), an energy storage capacitor (22), an ignition coil (24, 25, 26) and a electronic switching device (23) for electrical Connect the ignition coil to the capacitor at the point of ignition '.

14. Arrangement according to claim 13, characterized by their arrangement in a multi-cylinder internal combustion engine in such a way that for each Spark plug according to the number of cylinders its own ignition coil is provided.

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