DE2501248C3

DE2501248C3 - Zündverteiler für Verbrennungsmotoren mit einer Entstöreinrichtung

Info

Publication number: DE2501248C3
Application number: DE2501248A
Authority: DE
Inventors: Osamu Hori; Teruo Yamanaka
Original assignee: Toyota Jidosha Kogyo KK
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1974-04-20
Filing date: 1975-01-14
Publication date: 1979-11-15
Also published as: NL164642C; JPS50138229A; JPS5215737B2; FR2291368A1; SE7500153L; US4039787A; FR2291368B1; AU7719375A; ZA75172B; GB1450373A; DE2501248B2; NL7500348A; DE2501248A1; NL164642B; CA1022976A; SE395509B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Zündverteiler für Verbrennungsmotoren mit einer Entstöreinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein solcher Zündverteiler ist z. B. in der US-PS 35 42 006 beschrieben.

Bei der Zündung einer Brennkraftmaschine, bei der ein elektrischer Strom zur Erzeugung einer Funkenentladung rasch zerhackt werden muß, werden Störungen abgestrahlt, die bei der Funkenentladung auftreten. Es ist bekannt, daß diese Störungen den Rundfunk- und Fernsehempfang sowie andere Funkverbindungen stören und den Signal-Rauschabstand von Sende- und Empfangseinrichtungen verschlechtern. Außerdem ist zu berücksichtigen, daß solche Störungen auch zu Betriebsstörungen in elektrischen Steuer- und Regelschaltungen führen, die bereits weit verbreitet sind und auch allgemein als Steuersysteme für Fahrzeuge Verwendung finden, beispielsweise als elektronisch gesteuerte Brennstoffeinspritzsysteme (I.F.I.), elektronische Bremskraftregelungen bzw. Blockiersteuerungen (E.S.C.) oder elektronisch gesteuert'; automatische Gelriebe (E.A.T.), so daß auch die Verkehrssicherheit durch diese Störungen beeinträchtigt wird. Weiterhin besteht die Tendenz, für die Zündung zur Erzielung einer starken Funkenentladung sehr hohe elektrische Ströme zu verwenden und diese sehr schnell zu unterbrechen, weil ein stetig zunehmendes Interesse daran besteht, die Abgasverunreinigungen möglichst gering zu halten. Derartige starke Funkenentladungen führen jedoch zu außerordentlich starken Störungen, wodurch die genannten Störeinflüsse und Betriebsstörungen noch weiter verstärkt werden.

Es sind bereits verschiedene Arten von Entstöreinrichtungen entwickelt worden. Die meisten dieser Entstöreinrichtungen sind jedoch für eine praktische Verwendung bei der Massenfertigung von Fahrzeugen zu teuer. Außerdem weisen diese Einrichtungen in der Praxis eine unzureichende Zuverlässigkeit auf. Eine dem Wortlaut des Oberbegriffs entsprechende Auslührungslorm von praktischem Wert ist in der US-PS 35 42 006

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beschrieben. Bei dieser Entstöreinrichtung wird der Abstand der Entladungsstrecke zwischen den Elektroden des Verteilerrotors und den feststehenden Verteilerkontakten in einem Bereich von 1,524 mm und 6,35 mm gewählt, also in einem Bereich, d";r größer als der bei üblichen Zündverteilern vorgesehene Elektrodenabstand ist.

Gemäß dem Stand der Technik werden prinzipiell drei Arten von Entstöreinrichtungen verwendet. Eine in der US-PS 32 35 655 beschriebene erste Entitöreinnchtung weist einen S-, L- oder K-förmigen Widerstand auf, der am äußeren Anschluß der Zündkerze bzw. der Zündkerzen angebracht ist. In einigen Fällen ist der Widerstand in der bzw. den Zündkerzen selbst enthalten, die dann als Widerstands-Zündkerze bezeichnet werden. Eine in der US-PS 27 14 623 beschriebene zweite Entstöreinrichtung weist ebenfalls einen Widerstand auf, der in einen Abschnitt des Hochspannungskabels eingesetzt ist, welches dann als Widerstands-Hochspannungskabel bezeichnet wird. Eine in der US-PS 25 55 488 beschriebene dritte Entstöreinrichtung ist der Entstörkondensator. Diese bekannten Enstöreinrichtungen weisen jedoch sämtlich den Nachteil auf, daß die Störungen mit ihrer Hilfe zwar auf eine gewisse Störstärke herabgesetzt werden können, diese Störstärke jedoch nicht unter derjenigen Störstärke liegt, die für den Betrieb der genannten Rundfunkeinrichtungen, Funksprecheinrichtungen und elektronisch gesteuerten Fahrzeugsystemen und unterschritten werden muß. Außerdem zeigt der Entstörkondensator bei Hochfrequenten Störungen wenig Wirkung.

Außerdem sind aus den US-Palentschriften 19 31 6/5, 19 97 460 und 25 55 488 als Entstöreinrichtungen Rotoren bekannt, die elektrisches Widerstandsmaterial enthalten.

Darüber hinaus ist es aus der DE-PS 8 92 530 bekannt, Entstörwiderstände direkt an der Funkenentladungsstrecke zwischen dem Verteilerfinger und den Verteilerkontakten anzuorden, was jedoch insofern nachteilig ist, als der Entladungsstrom zur Störunterdrückung stark abgeschwächt wird, was die Zündfunkenbildung wesentlich erschwert und zu schwachen Zündfunken führt, wobei diese Art der Störunterdrückung oft noch unzureichend ist, da der Entladungsstrom nicht beliebig abgeschwächt werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Zündverteiler gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, dessen Entstöreinrichtung ohne wesentliche Abschwächung des Zünd- oder Entladungsstromes wirksamer und zuverlässiger als bisher bekannte Entstöreinrichtungen arbeitet und der derart billig herzustellen ist, daß er auch bei der Massenfertigung von Fahrzeugen eingesetzt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Mitteln gelost.

Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 ein Schaltbild einer herkömmlichen Zündanlage

Fig. 2a eine Seitenansicht eines Zündverteilers, bei dem einige Teile zur besseren Veranschaulichung aufgeschnitten sind,

Fig. 2b einen Schnitt entlang der Linie b-b gemäß F i g. 2a.

Fig. i-Λ in einer perspektivischen Darstellung ein erstes Ausführiingsbcispicldcr llrfiinlung,

F i g. 3-b eine Draufsicht in Richtung des Pfeiles b in F i g. 3-a,

F i g. 3-c einen Schnitt längs der Linie c-c in F i g. 3-b,

Fig.4-a in einer perspektivischen Darstellung ein zweites Ausführungs der Erfindung:

F i g. 4-b eine Draufsicht in Richtung des Pfeiles b in F i g. 4-a,

F i g. 4-c einen Schnitt längs der Linie c-cin F i g. 4-b,

F i g. 5-a in einer perspektivischen Darstellung ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung,

F i g. 5-b eine Draufsicht in Richtung des Pfeiles b in F i g. 5-a,

F i g. 5-c einen Schnitt längs der Linie c-cin F i g. 5-b,

F i g. 6 ein Diagramm der Änderung des Stroms (in AJ, des sogenannten kapazitiven Entladungsstroms bei einer bekannten Zündanlage und bei der erfindungsgemäßen Zündanlage, in Abhängigkeit von der Zeit (in ns),

Fig. 7-H und 7-V Diagramme der Änderungen der Störfeldstärken (in dB) der horizontalen Polarisation bzw. der vertikalen Polarisation, die von den Zündanlagen nach dem Stand der Technik bzw. nach der vorliegenden Erfindung erzeugt werden, in Abhängigkeit von der Frequenz (in MHz),

F i g. 8-a eine Draufsicht auf ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung,

F i g. 8-b einen Schnitt längs der Linie b-b in F i g. 8-a,

Fig. 9-a eine Draufsicht auf ein fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung,

F i g. 9-b einen Schnitt längs der Linie b-b\n F i g. 9-a,

Fig. 10-a eine Draufsicht auf ein sechstes Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 10-b einen Schnitt längs der Linie b-b in Fig. 10-a,

Fig. 11-a eine Draufsicht auf ein siebentes Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 11-b einen Schnitt längs der Linie b-b in Fig. 11-aund

Fig. 12-H und 12-V Diagramme der Änderungen der Störfeldstärken (in dB) der horizontalen Polarisation bzw. der vertikalen Polarisation, ermittelt bei Verwendung von Zündanlagen nach dem Stand der Technik, nach dem ersten und dem siebenten Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung, sowie bei einer abgewandelten, aus den siebenten Ausführungsbeispiel hergeleiteten Ausführungsbeispiel.

Fig. 1 ist ein in üblicher Weise aufgebauter Schaltplan einer Zündanlage bei einer bekannten Batteriezündung. In der Schaltung nach F i g. 1 fließt ein Gleichstrom, der vom positiven Anschluß einer Batterie B geliefert wird, über einen Zündschalter SW, eine Primärwicklung Peiner Zündspule /und einen Kontakt C zu dem ein Kondensator CD parallel geschaltet ist. zum negativen Anschluß der Batterie B. Wenn der (nicht dargestellte) Verteilernocken sich synchron mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors dreht, öffnet und schließt der Verteilernocken den Kontakt C zyklisch. Wenn sich der Kontakt C schnell öffnet, wird der durch die Primärwicklung P fließende Primärstrom plötzlich unterbrochen. In diesem Augenblick wird eine hohe Spannung in einer Sekundärwicklung Sder Zündspule / elektromagnetisch induziert. Der induzierte Hochspannungstoß, der üblicherweise in der Größenordnung von 10-3OkV liegt, verläßt die Sekundärwicklung 5 und fließt durch ein erstes Hochspannungskabel L\ zu einem Miltclstück CP, das zentrisch im Verteiler Dangeordnet ist. Das Mittelstück CP ist elektrisch mit dem Verteilerrotor d verbunden, der sich synchron mit der Kurbelwelle dreht. Wenn der Motor vier Zvlinder hat.

sind in dem Verteiler D vier feststehende Kontakte rmit gleichem Abstand auf einem Kreis angeordnet, der durch die sich drehende Elektrode des Rotors d bestimmt wird, wobei ein schmaler Spalt g zwischen der Elektrode und diesem Kreis erhalten bleibt. Der induzierte Hochspannungsstoß wird weitergeleitet über die feststehenden Kontakte r und durch den schmalen Spalt g wenn die Elektrode des Rotors d jeweils einem der vier feststehenden Kontakte r nahekommt. Der induzierte Hochspannungsstoß gelangt dann von einem der Kontakte r durch ein zweites Hochspannungskabel Li zu einer zugehörigen Zündkerze PL, wo es zu einer Funkenentladung in der Zündkerze PL kommt, wodurch das Brennstoff-Luft-Gemisch im jeweiligen Zylinder gezündet wird.

Es ist eine bekannte Erscheinung, daß bei einer Funkenentladung eine Störung (Rauschen) ausgestrahlt wird. Wie man aus F i g. 1 erkennt, treten drei Arten von Funkenentladungen an drei Stellen der Zündanlage auf. Eine erste Funkenentladung tritt am Kontakt C des Unterbrechers auf. Eine zweite Funkenentladung tritt in dem schmalen Spalt g zwischen der Elektrode des Rotors d und der Elektrode des Kontaktes r auf. Eine dritte Funkenentladung tritt an der Zündkerze PL auf.

Die Erfinder haben gefunden und durch Versuche bestätigt, daß bei diesen drei Arten von Funkenentladungen, von denen die erste und die dritte Funkenentladung in üblicher Weise durch den Kondensator bzw. eine Zündkerze mit hohem Widerstand entstört werden kann, die im schmalen Spalt g zwischen der Elektrode des Rotors d und der Elektrode des Kontaktes r auftretende zweite Funkenentladung die stärkste Störung verglichen mit der ersten und der dritten Funkenentladung ausstrahlt. Die Ursache hierfür ist darin zu sehen, daß die Impulsbreite der zweiten Funkenentladung außerordentlich klein ist, während der Entladungsstrom sehr groß ist. Diese Funkenentladung strahlt die stärkste Störung von den Hochspannungskabeln L\ und Li ab, die als Antenne wirken.

Der Grund dafür, daß diese Funkenentladung eine außerordentlich schmale Impulsbreite und einen außerordentlich großen Enlladungsslrom hat, ist in der DE-OS 24 30 419.6 näher erläutert.

Die Begründung wird nachfolgend kurz zusammengefaßt. In der Schaltung nach Fig. 1 erscheint die Hochspannung von der Sekundärwicklung Sam Rotor d nicht als eine Rechteckwelle, sondern als Welle, bei der die Spannung am Rotor c/bis zu der Hochspannung mit einer Zeitkonstante ansteigt, deren Wert hauptsächlich durch die Schaltungskonstanten der Zündspule /und des Hochspannungskabels L\ usw. bestimmt wird. Wenn die am Rotor d auftretende Spannung ansteigt und schließlich eine ausreichende Spannung erreicht, um eine Funkenentladung in dem Spalt g zwischen den Elektroden des Rotors d und dem Kontakt r zu bewirken, bewegt sich gleichzeitig die elektrische Ladung, die in einer verteilten Kapazität längs des Primär-Hochspannungskabels Li angesammelt ist zu einer verteilten Kapazität längs des Sekundär-Hochspannungskabels La über die Funkenentladung, die allgemein als kapazitive Entladung bezeichnet wird. Das Spannungspotential längs des Primär-Hochspannungskabels L\ fällt plötzlich ab, wenn die kapazitive Entladung eintritt Unmittelbar nach dieser kapazitiven Entladung steigt die Spannung an der Zündkerze PL jedoch allmählich mit einer bestimmten Zeitkonstanten an; wenn diese Spannung eine ausreichende Höhe erreicht hat, kommt es zur Funkenentladung an der Zündkerze PL. Diese Funkenentladung wird allgemeii als induktive Entladung bezeichnet. Damit ist eii Zündvorgang beendet. Ein Funkenentladungsstrom, dei durch den Schmalen Spalt g strömt, wird entsprechenc ι der kapazitiven Entladung bzw. der induktiven Entla dung erzeugt. Die stärkste Störung, begleitet vor nachteiligen hohen Frequenzen, wurde vor allem be einer kapazitiven Entladung gefunden, die einen großer Anteil von Entladungsimpulsen mit außerordentlich

to kleiner Impulsbreite und einem außerordentlich großer Entladungsstrom hat. Deshalb soll mit der vorliegender Erfindung erreicht werden, die Welle des kapazitiver Entladungsstroms in eine Welle mit verhältnismäßig großer Impulsbreite und verhältnismäßig geringer

η Entladungsstrom zu transformieren. Dabei werden die nachteiligen hohen Frequenzanieile durch die Transfor mation der Welle und den stabilisierten kapazitiver Entladungsstrom erheblich verringert.

Die zur Transformation der Welle des kapazitiver Entladungsstromes verwendete Einrichtung gemäß dei Erfindung wird nachfolgend näher erläutert. In der F i g. 2-a und 2-b sind ein Verteilerrotor 1 (entsprechenc dem Rotor din Fig. 1) und feststehende Verteilerkon takte 2 (entsprechend dem Kontakt r in F i g. 1

:■> dargestellt. Die Elektrode des Rotors 1 und die Elektrode des Kontaktes 2 stehen einander gegenüber wobei zwischen ihnen der schmale Spalt g (Fig. 2-a liegt. Ein Mittelstück 3 (entsprechend dem Mittelstück CPin Fig. 1) berührt das innere Ende des Rotors 1. Dei

in in der Sekundärwicklung S(F ig. 1) erzeugte Hochspannungsstoß fließt über ein Primär-Hochspannungskabel 4 (entsprechend dem Hochspannungskabel L\ in Fig. 1] und über das Mittelstück 3 zur Elektrode des Rotors 1 Eine Feder 5 drückt das Mitlelstück 3 nach unten aul den Rotor 1, so daß zwischen diesen Teilen eine gute elektrische Verbindung besteht.

Wenn die Elektrode des Rotors 1, wie in F i g. 2-b mit ausgezogenen Linien dargestellt, gegenüber dem Kontakt 2 steht, wird der Hochspannungsstoß über eine Funkenentladung auf den Kontakt 2 übertragen und der entsprechenden Zündkerze PL (Fig. 1) über ein Sekundär-Hochspannungskabel 7 (entsprechend dem Hochspannungskabel Li in Fig. 1) zugeführt, wo das Brennstoff-Luft-Gemisch in dem entsprechenden Zylinder gezündet wird. Wenn sich der Rotor 1 in die mit gestrichelten Linien in Fig. 2-b dargestellte Stellung gedreht hat und die Elektrode des Rotors 1 dem nächsten Kontakt 2 gegenübersteht, wird der Hochspannungsstoß dem nächsten Kontakt 2 über eine Funkenentladung zugeführt und auf die nächste zugehörige Zündkerze PL (Fig. 1) über ein anderes Sekundär-Hochspannungskabe! 7 übertragen, in gleicher Weise werden die Hochspannungsstöße nacheinander verteilt

Die vorliegende Erfindung betrifft im wesentlichen die Bauteile, die von dem strichpunktierten Kreis A in F i g. 2-a umschlossen werden. Die F i g. 3 bis 5 und 8 bis 11 sind vergrößerte Darstellungen dieser Bauteile. In den Fig.3-a ist eine Elektrode 11 gezeigt die als

einstückiges Teil des Rotors 1 ausgeführt und T-förmig ist Eine Vorderfläche II' der Elektrode 11 ist einer Seitenfläche 2' des Kontaktes 2 zugekehrt, wobei dazwischen eine Entladungsstrecke gebildet wird. Der Kontakt 2 besteht aus einem hohlen oder massiven Zapfen von kreisförmigem Querschnitt Die Seitenfläche 2' des Kontaktes 2, die der Vorderfläche 11' zugekehrt ist ist dadurch erzeugt daß der runde Zapfen teilweise aufgeschnitten ist; die Seitenfläche des

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Kontaktes wirkt als Elektrode, die mit der Elektrode 11 zusammenwirkt. An der Unterseite der Elektrode 11 ist ein dielektrisches Bauteil 12, das die Form einer dünnen flachen Platte hat, beispielsweise durch einen Kleber befestigt. Wie in Fig.3-c dargestellt, ist die Vorderfläehe 11' der Elektrode 11 der Seitenfläche 2' des Kontaktes 2 zugekehrt, wobei zwischen diesen Flächen eine erste Entladungsstrecke mit einem Elektrodenabstand g\ gebildet wird; die Seitenfläche 2' des Kontaktes 2 ist auch der Vorderfläche 12' des dielektrischen Bauteils 12 zugekehrt, wobei eine zweite Entladungsstrecke mit einem Elektrodenabstand gi zwischen diesen Flächen gebildet wird. Bei dieser ersten Ausführungsform ist der Elektrodenabstand g\ der ersten Entladungsstrecke 1,2 mm und der Elektrodenabstand gi der zweiten Entladungsstrecke 0,6 mm; die Elektrode 11 besteht aus Messingblech und hat eine Dicke von 1,0 mm, eine Länge L (Fi g. 3-b) von 12 mm und eine Breite W von 4 mm; das dielektrische Bauteil

12 besteht aus Glimmer einer Dicke von 0,3 mm. Das dielektrische Bauteil 12 kann auch aus Keramik bestehen.

In den Fig.4-a, 4-b und 4-c ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, wobei die mit gleichen Bezugszeichen wie in den Fig.3-a, 3-b und 3-c bezeichneten Teile in ihrer Konstruktion, Funktion oder ihrem Material die gleichen sind. Dies gilt auch für die in den folgenden F i g. 5 und 8 bis 11 gezeigten Teile.

Wie man aus den Fig. 4-a, b und c erkennt, ist eine metallische Hilfselektrode 13 in Form einer dünnen flachen Platte vorgesehen, die an der Unterseite des dielektrischen Bauteils 12 entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel nach Fig.3 befestigt ist. Die metallische Hilfselektrode 13 kann an dem dielektrisehen Bauteil 12 beispielsweise auch mittels eines herkömmlichen Klebers befestigt sein. Bei der zweiten Ausführungsform besteht die metallische Hilfselektrode

13 aus Messingblech einer Dicke von 0,2 mm. Die anderen Angaben, beispielsweise für die ersten und zweiten Entladungsstrecken-Elektrodenabstände g\, g₂ und die Materialien des dielektrischen Bauteils 12 und der Elektroden des Rotors 1 und der Kontakte 2 sind die gleichen wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel. Das wesentliche Merkmal der zweiten Ausführungsform ist, daß die metallische Hilfselektrode an der Unterseite am Umfang des dielektrischen Bauteils 12 nach der ersten Ausführungsform angebracht ist, wodurch man die folgenden Vorteile erreicht. Die zweite Ausführungsform hat eine stabilere Entstöreigenschaft als die erste Ausführungsform, und das dielektrische Bauteil 12 wird durch die metallische Hilfselektrode 13 gegen äußere !Mechanische Einflüsse gcschüizi.

F i g. 5 zeigt eine dritte Ausführungsform der Erfindung, die gegenüber der beschriebenen zweiten Ausführungsform nach F i g. 4 abgewandelt ist Wie man aus den Fig.5-a bis 5-c erkennt, ist ein wesentliches Merkmal der dritten Ausführungsform, daß die metallische Hilfselektrode 13 an der äußeren Umfangsfläche des dielektrischen Bauteils 12 befestigt ist, wodurch die folgenden Vorteile erreicht werden. Das dielektrische Bauteil 12 wird durch die metallische Hilfselektrode 13 physikalisch gegen die Funkenentladung in der zweiten Entladungsstrecke (g-z) geschützt, weil die Funkenentladung in der zweiten Entladungsstrecke zwischen dem Kontakt 2 und der metallischen Hilfselektrode 13 auftritt, statt zwischen dem Kontakt 2 und dem dielektrischen Bauteil 12. Auch wird die äußere Umfangsfläche des dielektrischen Bauteils 12 durch die Elektrode 13 gegen äußere mechanische Einflüsse, beispielsweise Stöße, geschützt. Bei dem dritten Ausführungsbeispiel besteht das dielektrische Bauteil 12 aus Glimmer der Dicke von 0,8 mm; die metallische Hilfselektrode 13 besteht aus einem Messingblech der Dicke von 0,2 mm; die anderen Angaben sind die gleichen wie bei der ersten Ausführungsform.

Die Wirkung der Entstörung wird nachfolgend an dem zweiten Ausführungsbeispiel näher erläutert. Nahezu dieselbe Entstörwirkung wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel wird aber auch beim ersten und dritten Ausführungsbeispiel sowie bei den später noch näher erläuterten vierten, fünften und sechster. Ausführungsbeispiel erreicht. Die mit der ausgezogenen Linie e und der gestrichelten Linie d in F i g. 6 dargestellten Wellenformen zeigen den Verlauf des kapazitiven Entladungsstroms bei einer erfindungsgemäßen Einrichtung bzw. einer herkömmlichen Einrichtung. Als Koordinaten sind der kapazitive Entladungsstrom /in A und die Zeit in ns aufgetragen. Aus F i g. 6 erkennt man, daß der maximale kapazitive Entladungsstrom /gemäß der Erfindung (ausgezogene Linie e) wesentlich kleiner ist als der maximale kapazitive Entladungsstrom nach dem Stand der Technik (gestrichelte Linie d). Außerdem sind die Anstiegszeit und die Impulsbreite des kapazitiven Entladungsstromes / gemäß der Erfindung wesentlich größer als die entsprechenden Werte beim Stand der Technik. Der kapazitive Entladungsstrom nach dem Stand der Technik mit nachteiligen hohen Frequenzkomponenten und demzufolge starker Störungsausstrahlung ist somit in einen kapazitiven Entladungsstrom gemäß der Erfindung mit fast keinen nachteiligen hohen Frequenzanteilen umgewandelt worden, wodurch die Störungen erheblich verringert wurden. Diese Tatsachen werden durch die Messungen belegt, deren Ergebnisse in den F i g. 7-H und 7-V dargestellt sind, die Diagramme zeigen, aus denen sich die Vorteile der vorliegenden Erfindung gegenüber dem Stand der Technik ergeben. Als Koordinaten sind in F i g. 7-H die Störfeldstärke der horizontalen Polarisation und die Frequenzen der Störungen aufgetragen. Die Frequenz ist in MHz aufgetragen, während die Störfeldstärke in dB angegeben ist, wobei 0 dB 1 μν/m entspricht. Die Abszisse in F i g. 7-V ist die gleiche wie in Fig.7-H; auf der anderen Koordinate ist die Störfeldstärke der vertikalen Polarisation aufgetragen. In den Fig. 7-H und 7-V sind die Ergebnisse nach der Erfindung und nach dem Stand der Technik durch ausgezogene Linien gn und gv bzw. gestrichelte Linien found fvdargestellt. Die durch die ausgezogenen Linien (gH in Fig.7-H und gv in Fig.7-V) dargestellten rvießergenisse wurden erhalten bei Verwendung eines Fahrzeugs mit einem Verteiler entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung (dargestellt in Fig.4), wobei das Fahrzeug herkömmliche Widerstands-Zündkerzen und Widerstands-Hochspannungskabel hatte. Die durch die gestrichelten Linien dargestellten Meßergebnisse wurden erhalten bei Verwendung eines Fahrzeugs, das nur herkömmliche Widerstands-Zündkerzen und Widerstands-Hochspannungskabel hatte. Aus den Fig.7-H und 7-V erkennt man deutlich, daß die Störfeldstärke bei der erfindungsgemäßen Zündanlage erheblich geringer ist als bei dem Stand der Technik und daß durch die Erfindung die starken Störungen erheblich verringert bzw. unterdrückt werden. Obwohl die Wirkung der Entstörung durch eine Kombination der komplizierten Erschei-

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nungsformen der Entladungen herbeigeführt sein kann, wird nachfolgend für dieses Ergebnis nur eine mögliche Begründung gegeben.

Der in der Sekundärwicklung 5 induzierte Hochspannungsstoß wird der ersten Entladungsstrecke g\ und der zweiten Entladungsstrecke gi gleichzeitig zugeführt. Da der Elektrodenabstand der zweiten Entladungsstrecke gi (F i g. 4-c) geringer ist als der Elektrodenabstand der ersten Entladungsstrecke g\ (Fig.4-c) kommt es zu Beginn des Ablaufs zu einer Teilentladung in der zweiten Entladungsstrecke mit verhältnismäßig niedriger Spannung bezogen auf den Hochspannungsstoß während eines Zeitabschnitts, in dem eine Spannung an der ersten und der zweiten Entladungsstrecke zwischen dem Rotor 1 und dem Kontakt 2 auf das Spannungsmaximum ansteigt, das 10 bis 30 kV beträgt, wie vorher ausgeführt. Dann wird die Luft in dem Raum nahe der metallischen Hilfselektrode 13 der zweiten Entladungsstrecke g2 ionisiert, so daß die Funkenentladung an der ersten Entladungsstrecke g\ leicht möglich ist. Diese Funkenentladung an der zweiten Entladungsstrecke gi wird auf die erste Entladungsstrecke g\ mit Hilfe dieser Ionisation übertragen. Die Übertragung der Funkenentladung wird hauptsächlich durch einen Oberflächen-Gleitvorgang oder -Kriechvorgang an der oben liegenden Oberfläche des dielektrischen Bauteils 12 ausgeführt, die durch die Zone g\—gi in Fig.4-c bestimmt ist. Dann kommt es zu einer weiteren Funkenentladung an der ersten Entladungsstrecke g\. Aus dieser Erklärung ergibt sich, daß die zur Erzeugung der Funkenentladung an der ersten Entladungsstrecke gemäß der Erfindung benötigte Zeit größer ist als die nach dem Stand der Technik benötigte Zeit, weil die Funkenentladung in der ersten Entladungsstrecke von der Funkenentladung an der zweiten Entladungsstrecke durch den Oberflächen-Kriechvorgang übertragen wird, der an der Oberfläche d?s erfindungsgemäßen dielektrischen Bauteils 12 entlang läuft. Da die Funkenentladung zwischen dem Rotor 1 und dem Kontakt 2 langsam erfolgt, weist der kapazitive Entladungsstrom keine Entladungsimpulse mit sehr geringen Impulsbreiten und sehr großen Impulsamplituden auf. Außerdem ist die Funkenentladung zwischen dem Rotor 1 und dem Kontakt 2 gemäß der Erfindung stabil im Vergleich zum Stand der Technik, bei dem kein dielektrisches Bauteil dazwischen vorhanden ist; denn die elektrische Ladung, die an der Oberfläche des dielektrischen Bauteils 12 während der Funkenentladung an der zweiten Entladungsstrecke gi gespeichert ist, trägt günstig zur Stabilität der Funkenentladung an der ersten Entladungsstrecke g\ bei.

Die F i g. 8-a und 8-b zeigen ein viertes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel. Das vierte Ausführungsbeispiel ist im wesentlichen ähnlich dem dritten Ausführungsbeispiel, wobei jedoch das bogensegmentförmige dielektrische Bauteil 12 nach Fig.5 in mehrere Segmente aufgeteilt ist, die jeweils eine metallische Hilfselektrode 13 haben. Die Segmente sind in gleichmäßigem Abstand an der Vorderfläche W der Elektrode 11 angeordnet. Mit diesem Merkmal des vierten Ausführungsbeispiels werden die folgenden Vorteile erreicht Selbst wenn ein oder mehrere Segmente durch unachtsame Handhabung bei der Herstellung zerstört wurden, wird die Wirkung der zweiten Entladungsstrecke g2 durch die anderen, noch betriebsfähigen Segmente normal aufrechterhalten. Dabei ist festzustellen, daß die Wahrscheinlichkeit, daß alle dielektrischen Bauteile 12 und/oder alle metallischen Hilfselektroden 13 bei der Herstellung zerstört werden, gleich null ist. Bei der vierten Ausführungsform ist die Dicke der Elektrode 11 und des dielektrischen Bauteils 12 jeweils 1,5 mm; der Elektrodenabstand der Entladungsstrecke g\ ist 1,4 mm, während der Elektrodenabstand der Entladungsstrecke g2 0,4 mm beträgt; die metallischen Hilfselektroden 13 der Segmente bestehen aus Messingblech der Dicke von 0,2 mm; die Anzahl der Segmente ist sechs; die übrigen Angaben

ίο sind die gleichen wie bei der ersten Ausführungsform.

Bei dem ersten, zweiten, dritten und vierten Ausführungsbeispiel sind die dielektrischen Bauteile 12 nur am Rotor befestigt. Das dielektrische Bauteil 12 kann aber auch nur am feststehenden Kontakt befestigt sein, oder die dielektrischen Bauteile können sowohl am Rotor als auch am festehenden Kontakt angebracht sein, ohne daß ihre Wirksamkeit für die Entstörung herabgesetzt wird. Diese beiden Fälle sind in den F i g. 9 und 10 dargestellt. Versuche haben gezeigt, daß die Wirksamkeit zur Entstörung bei dem fünften (Fig. 9) und dem sechsten Ausführungsbeispiel (Fig. 10) nahezu die gleiche ist wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel.

Für das in den Fig.9-a und 9-b dargestellte

Ausführungsbeispiel gelten dieselben Angaben wie die für das erste. Zusätzlich kann die metallische Hilfselektrode, wenn es notwendig ist, an der Umfangsfläche des dielektrischen Bauteils 12 angebracht werden.

Für das in den Fig. 10-a und 10-b dargestellte Ausführungsbeispiel gelten dieselben Angaben wie für das erste. Zusätzlich kann die metallische Hilfselektrode, wenn notwendig, an den Umfangsflächen der dielektrischen Bauteile 12 angebracht werden, die an dem Rotor und/oder dem feststehenden Kontakt befestigt sind.

Die von einem Verteiler erzeugten starken Störungen werden erheblich herabgesetzt durch Verwendung des Rotors 1 und der feststehenden Kontakte 2 mit dem dielektrischen Bauteil 12 gemäß den beschriebenen ersten, zweiten, dritten, vierten, fünften oder sechsten Ausführungsbeispielen.

Aus verschiedenartigen Versuchen, die mit dem ersten bis sechsten Ausführungsbeispiel durchgeführt wurden, wurde erkannt, daß starke Störungen noch wirksamer unterdrückt werden können, indem das erfindungsgemäße dielektrische Bauteil 12 mit einer Materialschicht von hohem elektrischen Widerstand verwendet wird. Diese Materialschicht mit hohem Widerstand wird auf die Elektrode 11 und/oder den Kontakt 2 durch Dampfniederschlag oder Dampfplattierung aufgebracht.

Fig. 11-a zeigt ein siebentes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit diesem neuen Merkmal. In Fig. 11-b ist eine Schicht 20 dargestellt, die auf einen Teil der Oberfläche der Elektrode 11 aufgebracht ist und aus einem Material mit hohem elektrischem Widerstand besteht. Bei dieser Ausführungsform besteht die Schicht 20 aus Kupferoxid, das in einem Metallauftragsverfahren aufgebracht ist, beispielsweise einem Metallsprühverfahren, chemischem Dampfniederschlag, physikalischem Dampfniederschlag oder chemischer Dampfplattierung; die Elektrode 11 besteht aus Aluminiumblech der Dicke von 1,0 mm; die übrigen Angaben sind dieselben wie bei der ersten Ausführungsform.

Die Fig. 12-H und 12-V zeigen Diagramme, aus denen sich der Vorteil der Materialschicht 20 von hohem elektrischem Widerstand gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel gibt; als Koordinaten sind in Fig. 12-H die Störfeldstärke in der horizontalen

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Polarisation und die Frequenz der Störung aufgetragen. Die Störfeldstärke ist in dB angegeben, wobei Null dB 1 μν/m entspricht, und die Frequenz ist in MHz angegeben. In Fig. 12-V ist auf der Koordinate die Störfeldstärke in der vertikalen Polarisation aufgetragen; die Abszisse ist dieselbe wie in Fig. 12-H. In den Fig. 12-H und 12-V ist dem siebten Ausführungsbeispiel mit der Materialschicht 20 von hohem elektrischem Widerstand (Fig. 11-b) die dicke ausgezogene Linie /// in Fig. 12-H und /V in Fig. 12-V zugeordnet. Die gestrichelten Linien fn und /V sind die gleichen wie die gestrichelten Linien in den Fig.7-H und 7-V und wurden erhalten bei Verwendung eines Fahrzeugs, das nur herkömmliche Widerstands- Zündkerzen und Widerstands- Hochspannungskabel hatte. Die strichpunktierten Linien j)j und jv wurden erhalten bei Verwendung eines Fahrzeugs mit herkömmlichen Zündkerzen mit hohem Widerstand, Widerstands-Hochspannungskabel sowie einer Materialschicht 20 von hohem elektrischem Widerstand. Die dünnen ausgezogenen Linien kn und kv wurden erhalten bei Verwendung eines Fahrzeugs gemäß der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform nach F i g. 3, wobei herkömmliche Zündkerzen mit hohem Widerstand und Widerstands-Hochspannungskabel verwendet wurden.

Aus den Fig. 12-H und 12-V erkennt man, daß die Entstörwirkung erreicht werden kann entweder durch Verwendung des dielektrischen Bauteils 12, wobei man die charakteristischen Kurven kn und kv erhält, oder durch Verwendung der Materialschicht 20 von hohem elektrischem Widerstand, wobei man die charakteristischen Kurven jn und jv erhält. Die Entstörung ist jedoch am wirksamsten, wenn das dielektrische Bauteil 12

to zusammen mit der Materialschicht 20 von hohem elektrischem Widerstand in einem Verteiler verwendet wird, wie sich aus den Kurven /wund /Vergibt.

Wie bereits dargelegt, ist die Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Zündverteilers für die Entstörung besonders gut; außerdem kann der Verteiler industriell hergestellt werden. Hinzu kommt, daß der erfindungsgemäße Zündverteiler bei Verbrennungsmotoren zusammen mit herkömmlichen Entstöreinrichtungen verwendet werden kann, wie beispielsweise Widerstands-Zündkerzen und/oder Widerstands-Hochspannungskabeln, weil die herkömmlichen Entstöreinrichtungen und -maßnahmen den erfindungsgemäßen Zündverteiler nicht nachteilig beeinflussen, sondern seine Wirkung noch steigern.

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1 Zündverteiler für Verbrennungsmotoren mit einer Entstöreinrichtung, mit einem im Zündverteiler angeordneten Verteilerrotor, der sich synchron mit einer von dem Verbrennungsmotor angetriebenen Verteilerwelle dreht, und mit mehreren feststehenden Verteilerkontakten, die im Verteiler auf einem von dem Verteilerrotor bestimmten Kreis angeordnet sind, wobei zwischen dem Verteilerrotor und den Verteilerkontakten eine erste Entladungsstrecke liegt, dadurch gekennzeichnet, daß ein dielektrisches Bauteil (12) mit einer zweiten Entladungsstrecke (&) in Reihe geschähet und die Reihenschaltung des dielektrischen Bauteils (12) mit der zweiten Entladungsstrecke (gft zwischen den Verteilerkontakten (2) und dem Verteilerrotor (1) nahe der ersten Entladungsstrecke (g\) angeordnet und dieser parallel geschalte; ist, und daß der Elektrodenabstand der zweiten Entladungsstrccke (gi\ geringer als derjenige der ersten Entladungsstrecke (g\) ist.
2. Zündverteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das dielektrische Bauteil (12) aus Glimmer besteht.
3. Zündverteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das dielektrische Bauteil (12) aus Keramik besteht.
4 Zündverteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Entladungsstrecke (g\) zwischen der äußeren Umfangsfläche (H') des Verteilerrotors (1) und einer Seite (2') jeweils eines der feststehenden Verteilet kontakte (2) gebildet wird, wenn der Verteilerrotor diesen Verteilerkontakt erreicht.
5. Zündverteiler nach Anspruch 4, dadi rch gekennzeichnet, daß die zweite Entladungsstrecke (g2) zwischen der Seite (2') jeweils eines der feststehenden Verteilerkontakte (2) und einer Seite einer metallischen Hilfselektrode (13) gebildet wird, die am Umfangsbereich der Unterseite des dielel· frischen Bauteils (12) angebracht ist, das am Umfangsbereich der Unterseite des Verteilerrotors (1) befestigt ist. (F i g. 4)
6. Zündverteiler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Entladungsstrecke (gi) zwischen der Seite jeweils eines der feststehenden Verieilerkontakte (2) und der äußeren Umfangsfläche einer metallischen Hilfselektrode (13) gebildet wird, die an der äußeren Umfangsfläche des dielektrischen Bauteils (12) angebracht ist, das am Umfangsbereich der Unterseite des Verteilerrolors (1) befestigt ist. (F i g. 5)
7. Zündverteiler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Entladungsstrecke (g2) zwischen der äußeren Umfangsfläche des Verteilerrotors (1) und der inneren Umfangsfläche des dielektrischen Bauteils (12) gebildet wird, das jeweils an der Unterseite jedes feststehenden Verteilerkontakts(2) angebracht ist (F i g. 9).
8. Zündverteiler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Entladungsstrecke (gi) zwischen der Seite jeweils eines der feststehenden Verieilerkontakte (2) und der äußeren Umfangsfläche des dielektrischen Bauteils (12) gebildei wird, das über der oberen Fläche des Vertcilcrrotors (1) angeordnet ist, und daß eine weitere zweite [-!ntladungsslrcckc (g:) /wischen der äußeren Umfangsfläche des Verteilerrotors (1) und der innerer, Umfangsfläche eines zweiten dielektrischen Bauteils

(12) gebildet ist, das an der Unterseite jedes feststehenden Verteilerkontaktes (2) angebracht ist (Fig. 10).
9. Zündverteiler nach einem der Ansprüche ! bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Entladungsstrecke (g₂) zwischen einer Seite jeweils eines der feststehenden Verteilerkontakte (2), wenn der Verteilerrohr diesen Kontakt erreicht, und den Flächen mehrerer Segmente gebildet wird, die aus dem dielektrischen Bauteil (12) und einer metallischen Hilfselektrode (13) bestehen, wobei jedes dielektrische Bauteilsegment an der äußeren Umfangsfläche des Verteilerrotors (1) mit vorgegebenem Abstand längs dieser Fläche angebracht ist und an seiner äußeren Umfangsfläche das metallische HilfselektrodensegiTient trägt, und daß die erste Entladungsstrecke (g\) zwischen einer Seite des feststehenden Verteilerkontakts (2) und der äußeren Umfangsfläche des Verteilerrotors zwischen den Anbringungsstellen der aus den dielektrischen Bauteilen (12) und den metallischen Hilfselektroden

(13) bestehenden Segmenten gebildet ist (F i g. 8).