DE2540776A1

DE2540776A1 - Zuendsystem fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2540776A1
Application number: DE19752540776
Authority: DE
Inventors: Jun Howard E Van Siclen
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1974-10-11
Filing date: 1975-09-12
Publication date: 1976-04-15
Also published as: FR2287595A1; JPS5162236A

Description

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D-8023 Munchen-Pullach 'Viener Str 2. Tel· (08T ' 9."» 30 ^i; Teiex 5212147 bros d. Cables · Patentibus· München

Diplom Ingenieure

lhrZe.chen 5271-A Tag H. Sept. 1975

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THE BENDIX CORPORATION, Executive Offices, Bendix Center, Southfield. Michigan, 48075,

Zündsystem für Brennkraftmaschinen

Die Erfindung betrifft Zündsysteme für Brennkraftmaschinen.

Die bekannten Zündsysteme mit einem Hagnetzünder verwenden ein Vibrations-Zusatzgerät (Booster), um dem Zündsystem Strom zuzuführen, wenn die Haschine gestartet wird, und zwar aufgrund der während dieser Periode vom Magnetzünder gelieferten niedrigen Spannung. Das Problem bei dieser Anordnung besteht darin, daß das Vibrations-Zusatzgerät unzuverlässig ist, da die einzelnen Teile häufig ausgetauscht werden mußten.

Beim Gegenstand der vorliegenden Erfindung gelangt eine Pestkörper-Hilfsvorrichtung (Booster) zur Anwendung, wobei keinerlei bewegliche Teile für die Zufuhr von Strom

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zum Zündsystem auftreten, wenn die Maschine angelassen wird. Der Booster enthält eine freilaufende Ladesteuerschaltung, um eine Tankkapazität schrittweise auf eine vorbestimmte Spannung aufzuladen, die durch eine Torsteuerschaltung abgetastet wird, welche einen siliciumgesteuerten Gleichrichter triggert, um die Kapazität zu entladen und um elektrischen Strom dem Zündsystem zuzuführen. Der vorbestimmte Spannungswert, auf welchen die Kapazität aufgeladen wird, wird durch die Torsteuerschaltung bestimmt. Der Ausgang der Tankkapazität ist über den Bereich der Eingangsspannung konstant, da die Torsteuerschaltung die Ladung auf der Tankkapazität abtastet und nicht die Eingangsspannung, um den siliciumgesteuerten Gleichrichter in den leitenden Zustand zu steuern und um die Kapazität zu entladen. Der Pestkörper-Booster enthält keine beweglichen Teile und vermeidet die Nachteile, die dem mechanischen Vibrations-Zusatzgerät bzw. Booster gemäß dem Stand der Technik anhaften.

Durch die Erfindung wird ein Zündsystem für eine Brennkraftmaschine mit einem Hagnetzünder geschaffen, welches eine Zeitsteuereinrichtung und einen an eine Funkenstrecke angeschlossenen Magnetzünder-Generator enthält, um die. Funkenstrecke in zeitlicher Beziehung zur Maschine zu zünden, wenn die Maschine läuft. Weiter ist eine Festkörper-Booster-Schaltung an den Magnetzünder angeschlossen und ebenso an die Funkenstrecke, um einen Hilfsstrom für die Funkenstrecke in zeitlicher Beziehung zur Maschine vorzusehen, wenn die Maschine angelassen wird.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert, deren einzige Figur einen schematischen Stromlaufplan eines Zündsystems zeigt, welches einen Festkörper-Booster mit den Merkmalen der Erfindung enthält.

Das erfindungsgemäß aufgebaute Zündsystem gemäß der Zeichnung enthält einen Magnetzünder 1 mit einer Magnetzünder—Generatorspule 3 und jeweils mit Verzögerungs- und Vorstellkontakten 5 und 7. Eine Kapazität 9 ist an die Kontakte 5 und 7 angeschlos-

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sen, um die Spannung an einem zu schnellen Ansteigen zu hindern, wenn die Kontakte offen sind. Die Primärwicklung 11 einer Zündspule 13 ist an den Ausgang der Generatorwicklung 3 angeschlossen, und die Sekundärwicklung 13 ist an eine Funkenstrecke 17 angeschlossen. Obwohl nur eine einzige Funkenstrecke gezeigt ist, sei hervorgehoben, daß für jeden Zylinder in der Haschine eine Funkenstrecke vorgesehen ist, und daß eine Verteilervorrichtung verwendet werden kann, um die Funkenstrecken in zeitlicher Beziehung zur Maschine in der herkömmlichen Weise mit der Generatorwicklung zu verbinden.

Nachdem die Maschine gestartet wurde, versorgt der Magnetzünder-Generator für die Zündung der Funkenstrecke 17 eine angemessene Energie.

Wenn die Maschine gestartet wird, so wird der Funkenstrecke mit Hilfe eines Feetkörper-Booeters 21 eine Hilfsenergie zugeführt, wobei eine Tankkapazität 19 über die Magnetzünder-Generatorwicklung 3 und die Primärwicklung 11 der Zündspule 13 entladen wird, um die Funkenstrecke 17 zu zünden, wenn die Kontakte 5 und 7 geöffnet sind.

Die Kapazität 19 wird in Schritten auf eine vorbestimmte Spannung mit Hilfe einer freilaufenden Ladesteuerschaltung 21 aufgeladen, die in bevorzugter Weise auf einer Frequenz von 500 Hz schwingt. Die Ladesteuerschaltung 21 enthält einen Übertrager 23 mit einer Primärwicklung 25, die mit einem Zündschalter 27 und dem Kollektor-Emitterkreis eines Transistors 29 und der Masseleitung 49 über eine Batterie 31 in Reihe geschaltet ist. Eine dritte Wicklung 33 des Übertragers 23 enthält ein Ende, welches mit der Basis des Transistors 29 verbunden ist, und enthält ein anderes Ende, welches mit einem Spannungsteiler verbunden ist, der die in Reihe geschalteten Widerstände 35 und 37 und die Diode 39, die über die Batterie 31 und den Schalter 27 geschaltet ist, enthält. Die Basis des Transistors 29 ist auch über eine Diode 41 mit dem Masseanschluß der Batterie 31 über die Leitung 49 verbunden. Eine Sekundärwicklung 43

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des Übertragern ?.'■■. besitzt ein über eine Diode 45 und eine Leitung 47 mit der Tarui-vapazität V) verbundenes Ende, wobei das andere Sude der Sekundärwicklung 4 3 über einen Schalter 99 mit dem Magnetzünder 1 und der Primärwicklung 11 der Zündspule 13 und über die Masseleitung 49 verbunden ist. Die Leitung 50 verbindet die Tankkapazität 19 mit den Verzögerungskontakten 5.

Eine Schockspule 51 ist in Reihe mit dem siliciumgesteuerten Gleichrichter 53 zwischen den Leitungen 47 und 49 geschaltet. Die Wicklung 51 stellt das Abschalten des siliciumgesteuerten Gleichrichters 53 sicher und verhindert ein Sperren und schützt den siliciumgesteuerten Gleichrichter vor Kurzschlüssen. Ein Spannungsteiler 54 enthält Reihenwiderstände 55 und 57 und ist ebenfalls zwischen die Leitungen 47 und 49 geschaltet. Der Gate-Anschluß des siliciumgesteuerten Gleichrichters 53 ist über eine Zenerdiode 59 mit dem Spannungsteiler 54 an der Verbindungsstelle der Widerstände 55 und 57 verbunden. Eine Kapazität 61, die zwischen die Verbindung der Widerstände 55 und und der Masseleitung 49 geschaltet ist, versorgt den Gate-Anschluß des siliciumgesteuerten Gleichrichters 5 3 mit Triggerimpulsen, um den siliciumgesteuerten Gleichrichter durchzu— schalten, wenn die Diode 59 durchbricht. Ein Widerstand 63 ist vom Gate-Anschluß des siliciumgesteuerten Gleichrichters 53 nach der Masseleitung 49 geschaltet und hält den Gate-Anschluß auf Massepotential, bevor die Diode 59 durchbricht.

Ein Schließen des Startschalters 27 führt auch zum Schließen des Schalters 99 und zur Entstehung einer Spannung über dem Spannungsteiler 34, wodurch der Transistor 29 in den leitenden Zustand gelangt. Der Strom fließt dann vom positiven Anschluß der Batterie 31 über den Schalter 27» die Primärwicklung 25 des Übertragers 23, den Transistor 29 und die Leitung 49 zum negativen Anschluß der Batterie 31. Der durch die Primärwicklung fließende Strom induziert in der dritten Wicklung 33 des Übertragers 23 eine Spannung, um den Transistor 29 zunehmend leitend zu machen, bis er in den Sättigungsbereich gelangt.

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Der Transistor 29 wird ausgeschaltet, wenn die Verstärkung der Schaltung anfangt;, abzunehmen, oder der Basis-Treiberstrom nicht länger einen anwachsenden Strom aufrechterhalten kann. Hierdurch entsteht eine Polaritätsumkehr in der dritten Wicklung 33» wenn der Übertrager bzw. Transformator 2~>, in den Sättigungsbereich gelangt, und es ergibt sich dann eine regenerierende Wirkung, um den Transistor 29 in den nichtleitenden Zustand zu bringen. Die in der Primärwicklung 25 des Übertragers 23 gespeicherte Energie induziert, wenn der Transistor 29 ausgeschaltet ist, über der Sekundärwicklung 43 des Übertragers 23 eine Spannung, die gleich ist der Batteriespannung, multipliziert mit dem Übersetzungsverhältnis des Übertragers bzw. Transformators 23. Diese Spannung lädt die Tankkapazität 19 auf die Gate-Kapazität 61 auf. Ein Gleichstrom fließt durch die Diode 45, die Leitung 47, die Tankkapazität 19, den Schalter 99, den Magnetzünder 1 und die Masseleitung 49 zur Sekundärwicklung 43. Weiter fließt ein Gleichstrom von der Leitung 47 über den Widerstand 55 und die Kapazität 61 zur Leitung 49. Nachdem die Energie in der Primärwicklung 25 verbraucht ist, wird der Transistor 29 erneut durch die Basisspannung an der Verbindungsstelle des Widerstandes 35 und der Diode 39 des Spannungsteilers 34 in den leitenden Zustand gebracht, und es fließt Strom durch die Primärwicklung 25, der eine Spannung in der dritten Wicklung 33 induziert, durch die der Transistor 29 bis zur Sättigung in den leitenden Zustand getrieben wird. Der Transistor wird durch Polaritätsumkehr über der dritten Wicklung 33 und die regenerative Wirkung, wie dies beschrieben wurde, ausgeschaltet. Die in der Primärwicklung 25 nach der Entladung gespeicherte Energie bewirkt die Entstehung eines Stromes in der Sekundärwicklung 43, wodurch eine zusätzliche Ladung zur Tankkapazität 19 hinzugefügt wird. Diese Folge wird fortgesetzt, bis die Tankkapazität 19 auf einen vorbestimmten Wert aufgeladen ist, der in bevorzugter Weise bei 250 Volt liegt, der in 10 Zyklen erreicht wird, wenn die Gleichstromquelle 31 5 Volt hat, und die in 2 Zyklen erreicht werden, wenn die Gleichstromquelle 15 Volt hat. Die Spannung am Spannungsteiler 54, und zwar am Verbindungspunkt der Wider—

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stände !3S- and f-7, ist ausreichend, daß He Diode "9 durchbricht. Die Kapazität 61 entiUdt sieh über die leitende Diode 59 v.vl den Gate-Kathodenkreis des siliciumgesfeuerten Gleichrichters 5Ϊ zur Masseleitung 43 und steuert den silicium— gesteuerten Gleichrichter 5~*> in den leitenden Zustand und entlädt die Tankkapazität 19. Wenn die Kontakte 5 und 7 geöffnet sind, entlädt sich die Kapazität 19 über die Magnetzünder-Generatorwicklung 3 und die Primärwicklung 11 der Zündspule 1^ und induziert eine hohe Spannung in der Sekundärwicklung 15, um die Funkenstrecke 17 zu zünden. Wenn jedoch einer der Kontakte 5 oder 7 geschlossen ist, so entlädt sich die Tankkapazität 19 über die Kontakte, und es entsteht kein Funken in der Funkenstrecke 17. Da sich die Verzögerungskontakte 5 während des Maschinen zyklusses nach den Vorstellkontakten 7 öffnen, wird die Zündung der Funkenstrecke 17 beim Starten durch die Verzögerungskontakte 5 gesteuert. Die Kontakte sind ca. 50 $ der Zünd— periode geöffnet, und die Kapazität 19 kann während dieser Periode mehr als einmal entladen werden und die Zündstrecke 17 zünden.

Diese Aufeinanderfolge wird fortgesetzt, bis die Maschine normal läuft, woraufhin die Schalter 27 und 99 geöffnet werden, und die Booster—Schaltung 21 mit ihrem Betrieb aufhört, und die Verzögerungskontakte 5 nicht mehr langer wirksam sind. Nachdem die Maschine angelassen ist, läuft sie vollständig unter der Steuerung des Magnetzünders, der dann für die Zündung der Zündstrecke 17 eine angemessene Energie zuführt, wenn die Vorstell-Kontakte 7 geöffnet sind.

Der Festkörper-Booster nach der vorliegenden Erfindung besitzt keine beweglichen Teile und ist sehr zuverlässig, und zwar unter Beseitigung der Nachteile des früher verwendeten mechanischen Vibrations-Boosters bzw. Hilfsvorrichtung.

Die Erfindung schafft somit eine Festkörper-Hilfsvorrichtung bzw. Booster für die Verwendung beim Start einer Brennkraftmaschine mit einem Magnetzünder, um dem Zündsystem nach dem An—

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laufen der Maschine Energie zuzuführen. Die Hilfsvorrichtung bzw. Booster enthält eine freilaufende Ladesteuerschaltung, um eine Tankkapazität in Schritten auf einen vorbestimmten Spannungswert aufzuladen, der durch eine Torsteuerschaltung abgetastet wird, die einen siliciumgesteuerten Gleichrichter triggert, um die Kapazität zu entladen und um das Zündsystem mit Energie zu versorgen. Der vorbestimmte Spannungswert, auf welchen die Tankkapazität aufgeladen wird, wird durch die Tor— steuerschaltung von der Ladung an der Tankkapazität bestimmt und nicht von der Eingangsspannung, so daß die Ausgangsgröße der Festkörper-Hilfsvorrichtung über den Eingangsspannungsbereich konstant bleibt.

Sämtliche der in der Beschreibung erwähnten und in der Zeichnung erkennbaren technischen Einzelheiten sind für die Erfindung von Bedeutung.

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Claims

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Patentansprüche

ι 1., Zündsystem für eine Brennkraftmaschine mit einem Magnetzünder und einer Zeitsteuereinrichtung und einem Magnetzünder-Generator, der an eine Funkenstrecke angeschlossen ist, um die Funkenstrecke in zeitlicher Beziehung zur Maschine, wenn diese läuft, zu zünden, uadurch gekennzeichnet , daß eine Festkörper-Booster- oder Hilfsvorrichtung bzw. Schaltung (21) vorgesehen ist und an der. Magnetzünder (1) und die Funkenstrecke (17) angeschlossen ist, um eine Hilfsenergie in zeitlicher Beziehung zur Maschine, wenn diese angelassen wird, der Funkenstrecke (17) zuzuführen.
2. Zündsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Festkörper-Boosterschaltung (21) eine freilaufende Ladesteuerschaltung (23, 29) enthält.
3. Zündsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Festkörper-Boosterschaltung (21) eine Tankkapazität (19) enthält, die an die freilaufende Ladesteuerschaltung (23> 29) und an den Magnetzünder (1) angeschlossen ist und durch die freilaufende Ladesteuerschaltung (23, 29) in Stufen auf einen vorbestimmten Spannungswert aufgeladen wird, und daß Schaltermittel (53) an die Tankkapazität (19) angeschlossen sind, um die Tankkapazität (19) zum Vorsehen von Energie für die Funkenstrecke (17) periodisch zu entladen.
4. Zündsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitsteuereinrichtung Kontakte (5, 7) enthält, die an den Ausgang des Magnetzünder-Generators (3) angeschlossen sind.
5. Zündsystem nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltermittel (23) einen siliciumgesteuerten Gleichrichter aufweisen.
6. Zündsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß

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Mittel (54, 59, 61) für die Regulierung der Ladung in der Tankkapazität (19) vorgesehen sind, und daß diese Mittel eine Pühlervorrichtung (54) zum Peststellen der Spannung an der Tankkapazität (19) und an die Fühlervorrichtung (54) angeschlossene Mittel (59» 61) enthalten, um Torsteuersignale zu erzeugen, die den s i Ii ciuinge steuert en Gleichrichter (23) in den leitenden Zustand bringen, um die Tankkapazität (19) zu entladen, wenn die Tankkapazität (19) auf den vorbestimmten Spannungswert aufgeladen ist.

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