DE2551075A1

DE2551075A1 - ARRANGEMENT FOR IONIZING THE INLET SYSTEM OF A COMBUSTION ENGINE

Info

Publication number: DE2551075A1
Application number: DE19752551075
Authority: DE
Inventors: Iii Edson Beers Gould; Elmo Murray Gregory; Nathaniel Hughes
Original assignee: AMFIN CORP
Current assignee: AMFIN CORP
Priority date: 1974-11-20
Filing date: 1975-11-13
Publication date: 1976-08-12
Also published as: BE835573A; SE7513028L; ES442802A1; FR2324868A1; AU8682275A; BR7507656A; JPS5174115A; IT1072112B

Description

PATEiNTANVVAl TE. A GRÜNECKERPATEiNTANVAL TE. A GRÜNECKER

DlF³U-INa.DlF ³ U-INa.

H. KINKELDEZYH. KINKELDEZY

DR.-ING.DR.-ING.

W. STOCKMAIRW. STOCKMAIR

DR.-INS. · AeE(CALTECHlDR.-INS. AeE (CALTECHl

1 Π "7 C ^K· SCHUMANN1 Π "7 C ^K · SCHUMANN

I U / ί) DR- RER- NAT. · DIPL.-PMYS.I U / ί) DR- RER- NAT. · DIPL.-PMYS.

P. H. JAKOBP. H. JAKOB

DIPL.-ING.DIPL.-ING.

G. BEZOLDG. BEZOLD

DR. RER. NAT. ■ DIPU-CHEM.DR. RER. NAT. ■ DIPU-CHEM.

MÜNCHENMUNICH

E. K. WEILE. K. WEIL

DR. RER. OEC. INS.DR. RER. OEC. INTO THE.

LINDAULINDAU

8 MÜNCHEN 228 MUNICH 22

MAXlMIi-IANSTRASSE 43MAXlMIi-IANSTRASSE 43

PH 9787PH 9787

1j. November 19751y. November 1975

AHFIH CORPORATION AHFIH CORPORATION

3001 Red Hill Avenue
Esplanada II, Suite 212 Costa Mesa, California 926263001 Red Hill Avenue
Esplanada II, Suite 212 Costa Mesa, California 92626

USAUnited States

Anordnung zum Ionisieren des Einlaßsystems einer Brennkraftmaschine Arrangement for ionizing the intake system of an internal combustion engine

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Ionisieren des Einlaßsystems einer Brennkraftmaschine und bezieht sich insbesondere auf eine Anordnung zum Ionisieren des Einlaßsystems eines Innenverbrennungsmotors.The invention relates to an arrangement for ionizing the intake system an internal combustion engine and relates in particular to an arrangement for ionizing the intake system of a Internal combustion engine.

Weiterhin betrifft die Erfindung insbesondere eine lonisierungsanordnung, mit welcher der Treibstoffverbrauch und/oder schädliche Emissionen günstiger gestaltet werden können.Furthermore, the invention relates in particular to an ionization arrangement, with which the fuel consumption and / or harmful Emissions can be made cheaper.

In den letzten Jahren sind die Bemühungen gewachsen, die Wirtschaftlichkeit im Treibstoffverbrauch bei Brennkraftmaschinen zu verbessern, und zwar aufgrund der scharfen AnstiegeIn recent years, efforts have grown to improve the economy in fuel consumption in internal combustion engines to improve, due to the sharp climbs

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TELEFON (083)22 28 62 TELEX 06- 2Θ38Ο TELEGRAMME MONAPATTELEPHONE (083) 22 28 62 TELEX 06-2Θ38Ο TELEGRAMS MONAP

der Treibstoffpreise und der Verknappung in der Treibstoff-Versorgung. Außerdem ist das öffentliche Interesse an der Verminderung schädlicher Emissionen aus Brennkraftmaschinen ebenfalls gewachsen, und zwar aufgrund des ständig ansteigenden Pegels von solchen schädlichen Emissionen in der Atmosphäre. Eine verbesserte Wirtschaftlichkeit im Treibstoffverbrauch und eine Verminderung schädlicher Emissionen nach einer herkömmlichen Technik, einschließlich Katalysatorbetten, Abgasrückführung, Nachstellung der Zeitsteuerung der Maschine usw. haben nicht zu befriedigenden Ergebnissen geführt. Allgemein läßt sich feststellen, daß eine Verminderung der schädlichen Emissionsstoffe, welche sich durch solche Haßnahmen erzielen läßt, auf Kosten des treibstoff Verbrauchs geht und umgekehrt.fuel prices and the shortage in fuel supplies. In addition, there is public interest in reducing harmful emissions from internal combustion engines has also grown due to the ever increasing levels of such harmful emissions in the atmosphere. An improved economy in fuel consumption and a reduction in harmful emissions using a conventional technique, including catalyst beds, exhaust gas recirculation, Adjustment of the timing of the machine etc. have not produced satisfactory results. Generally it can be stated that a reduction in the harmful emissions that can be achieved through such hatreds lets go at the expense of fuel consumption and vice versa.

Eine zufriedenstellende Lösung für dieses Problem muß berücksichtigen, daß bereits eine außerordentlich große Zahl von Fahrzeugen auf der Straße sind. Maschinenverbesserungen, welche an neuen Fahrzeugen ausgeführt werden, wenn die Technik fortschreitet, haben nur eine verhältnismäßig kleine Wirkung, weil die weitaus größte Zahl der gesamten vorhandenen Fahrzeuge in älteren Fahrzeugen besteht, welche an dem technischem Fortschritt nicht teilnehmen.A satisfactory solution to this problem must take into account that there are already an extraordinarily large number of vehicles on the road. Machine improvements, which run on new vehicles as technology advances have a relatively small effect because By far the largest number of all existing vehicles consists of older vehicles, which are due to technical progress not participate.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung zu schaffen, mit welcher bei bereits vorhandenen Fahrzeugen zugleich der Treibstoffverbrauch gesenkt und die schädlichen Emissionen vermindert werden können.The object of the invention is to create an arrangement with which, in existing vehicles, the fuel consumption is also reduced and harmful emissions can be reduced.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die im Patentbegehren niedergelegten Merkmale.The solutions laid down in the patent application serve to solve this problem Characteristics.

Gemäß der Erfindung ist es erreichbar, den Treibstoff verbrauch zu senken, ohne daß die schädlichen Maschinenabgase nennenswertAccording to the invention it is achievable to consume the fuel to reduce, without the harmful engine exhaust gases worth mentioning

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steigen oder umgekehrt. Die erfindungsgemäße Anordnung läßt sich leicht nachträglich ebenso gut in ein Fahrzeug einbauen wie sie sich bei der Herstellung im Werk einbauen läßt. Gemäß der Erfindung werden elektrische Ionisierungsimpulse mit einer asymmetrischen Polarität, mit einem geringen Tastverhältnis und mit einer annähernd konstanten Periode, die vielmals kleiner ist als die Periode der Verbrennungsphase der Maschine, dem Einlaßsystem einer Brennkraftmaschine zugeführt. Vorzugsweise sind die Ionisierungsimpulse negativ und unipolar. Eine Impulsfrequenz zwischen 10 und 50 kHz hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen. Eine Impulsfrequenz von 46 kHz, einem Vielfachen oder einem Untervielfachen davon, beispielsweise eine Impulsfrequenz von etwa 12 kHz, läßt sich vorzugsweise verwenden.rise or vice versa. The arrangement according to the invention leaves can easily be retrofitted into a vehicle as well as it can be installed in the factory during manufacture. According to of the invention are electrical ionization pulses with an asymmetrical polarity, with a low duty cycle and with an approximately constant period which is many times smaller than the period of the combustion phase of the engine, supplied to the intake system of an internal combustion engine. The ionization pulses are preferably negative and unipolar. One Pulse frequency between 10 and 50 kHz has proven to be special proved beneficial. A pulse frequency of 46 kHz, a multiple or a sub-multiple thereof, for example a pulse frequency of about 12 kHz can preferably be used.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Ionisierungsimpulse dem Verteilerkabel eines herkömmlichen Funkenzündsystems zugeführt, was zu einer direkten Anwendung der Ionisierungsimpulse auf die Zylinder über die Zündkerzen führt. Somit dienen die Impulse dazu, die Zündung zu verbessern und weiterhin dazu, die Zylinder vor der Zündung zu ionisieren. Vorzugsweise erfolgt die Kopplung entweder über eine nur in einer Richtung Strom durchlassende Einrichtung oder über einen Kondensator, welcher bei der Frequenz der ionisierenden Impulse eine geringe kapazitive Reaktanz und bei der Zündfrequenz eine ,hohe kapazitive Reaktanz aufweist, um einen wirksamen Energieübergang der ionisierenden Impulse auf das Verteilerkabel zu gewährleisten, ohne daß das Zündsystem belastet wird oder der darin fließende Strom erhöht wird.In a preferred embodiment of the invention, the ionization pulses are the distribution cable of a conventional Spark ignition system, resulting in a direct application of the ionization pulses to the cylinders via the spark plugs leads. Thus, the pulses serve to improve the ignition and furthermore to ionize the cylinders before ignition. The coupling is preferably carried out either via a device that allows current only in one direction or Via a capacitor, which has a low capacitive reactance at the frequency of the ionizing pulses and at the Ignition frequency has a high capacitive reactance to ensure an effective energy transfer of the ionizing pulses to the Ensure distribution cables without stressing the ignition system or increasing the current flowing in it.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die ionisierenden Impulse mit Gasen gekoppelt, welche durch eine Rückführleitung rezirkulieren, d. h. in einer positiven Kurbelgehäuse-Belüftungsleitung, und zwar zum Einlaßsystem der Maschine hin. Die aufgeladenen, rezirkulierendenAccording to a further preferred embodiment of the invention, the ionizing pulses are coupled with gases which recirculate through a return line, d. H. in a positive crankcase ventilation line to the intake system the machine. The charged, recirculating

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Gase vereinigen sich mit dem Luft-Treibstoff-Gemisch vom Vergaser und strömen gemeinsam in die Zylinder, um die Zylinder unmittelbar vor und während der Verbrenmmg zu ionisieren.Gases combine with the air-fuel mixture from Carburetor and flow together into the cylinders in order to ionize the cylinders immediately before and during the combustion.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Kopplung der Ionisierungsimpulse mit den rezirkulierenden Gasen durch eine Rückführleitung und die Kopplung der ionisierenden Impulse mit dem Verteilerkabel miteinander vereinigt.In a further preferred embodiment of the invention, the coupling of the ionization pulses with the recirculating Gases through a return line and the coupling of the ionizing pulses with the distribution cable united.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Ionisierungsimpulse als einzige Energiequelle zum Zünden der Zündkerzen verwendet. Mit anderen Worten, das Zündsystem der Maschine selbst ist so ausgebildet, daß es Ionisierungsimpulse liefert, welche die oben beschriebenen Eigenschaften haben.According to a further preferred embodiment of the invention the ionization pulses are used as the only source of energy to ignite the spark plugs. In other words, the ignition system the machine itself is designed so that there are ionization pulses supplies which have the properties described above.

Die Erfindung v/ird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen:The invention is illustrated below, for example, with reference to the drawing described; in this show:

Pig. 1 eine teilweise in Blockform gezeichnete schematische Darstellung eines Teils einer Brennkraftmaschine, bei welcher eine erfindungsgemäße Ionisierungsvorrichtung verwendet ist,Pig. 1 is a schematic, partially drawn in block form Representation of part of an internal combustion engine in which an ionization device according to the invention is used

Fig. 1A eine alternative Ausführungsform der Ionisierungsvorrichtung der Fig.. 1,1A shows an alternative embodiment of the ionization device of Fig. 1,

Fig. 2 einen seitlichen Schnitt einer der Einrichtungen, welche dazu dienen, elektrische Ionisierungsimpulse in das Einlaßsystem der Maschine der Fig. 1 einzukuppeln,Fig. 2 is a side section of one of the devices which serve to couple electrical ionization pulses into the intake system of the machine of FIG. 1,

Fig. 3 einen seitlichen Schnitt einer anderen Einrichtung zur Einkopplung von Ionisierungsimpulsen in das Einlaßsystem der Brennkraftmaschine nach Fig. 1,Fig. 3 is a side section of another device for Coupling of ionization pulses into the intake system of the internal combustion engine according to FIG. 1,

6 0 9 8 2 3/ 03#·96 0 9 8 2 3/03 # 9

2551Q7S • b ' 2551Q7S • b '

Fig. 4 ein Diagramm von Wellenformen der Impulse, welche durch die elektrische Energieerzeugungseinrichtung der Fig. erz engt werden,Fig. 4 is a diagram showing waveforms of the pulses transmitted by the electrical energy generating device of the figure are narrowed,

Fig. 5 ein Schaltschema der elektrischen Energieerzeugungseinrichtung der Fig. 1,5 shows a circuit diagram of the electrical energy generating device of Fig. 1,

Fig. 6 eine schematische Darstellung eines herkömmlichen Funkenzündsystems einer Brennkraftmaschine, mit welcher eine Quelle für unipolare elektrische Impulse gemäß der Erfindung gekoppelt ist,6 shows a schematic representation of a conventional spark ignition system of an internal combustion engine, with which a source of unipolar electrical pulses is coupled according to the invention,

Fig. 7 eine schematische Darstellung einer abgewandelten Ausführungsform der Anordnung der Fig. 6,7 shows a schematic representation of a modified embodiment the arrangement of FIG. 6,

Fig. 8 ein Schaltschema eines herkömmlichen Verteilers und eines Unterbrechers, welche gemäß der Erfindung mit einer Quelle für unipolare elektrische Impulse als einzige Zündenergiequelle in einer Funkenzünd-Brennkraftmaschine betrieben werden,Fig. 8 is a circuit diagram of a conventional distributor and a breaker, which according to the invention with a source for unipolar electrical pulses as the only ignition energy source in a spark ignition internal combustion engine operate,

Fig. 9 ein Schaltschema einer Ausführungsform der Quelle für unipolare Impulse der Fig. 6 bis 8,9 is a circuit diagram of an embodiment of the source for unipolar pulses of Figs. 6 to 8,

Fig. 1OA, 1OB und 1OC jeweils ein Diagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der Ausführungsform nach Fig. 7>FIGS. 10A, 10B and 10C each show an explanatory diagram the operation of the embodiment of FIG. 7>

Fig. 11 ein Schaltschema einer abgewandelten Ausführungsform der Quelle für unipolare Impulse der Fig. 6 bis 8.11 is a circuit diagram of a modified embodiment of the source for unipolar pulses of FIGS. 6 to 8.

In der Fig. 1 sind eine Anzahl von Bauteilen einer Brennkraftmaschine bzw. Innenverbrennungsmaschine mit einer herkömmlichen Funkenzündung beschrieben. Die Kurbelgehäusenleitung ist durch einen Black 20 dargestellt, die Vergaserbasis ist durch einen1 shows a number of components of an internal combustion engine or internal combustion engine with a conventional Spark ignition described. The crankcase line is represented by a Black 20, the carburetor base is represented by a

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Block 21 dargestellt und die Zündspule des Zündsystems ist durch einen Block 23 dargestellt. Ein Hochspannungskabel verbindet elektrisch die Zündspule 23 niit einer Verteilerkappe 25 des Verteilers des Zündsystems. Im Verteiler sind die Unterbrecherkontakte, ein Nocken, ein Kondensator, ein Rotor und eine Zündverstelleinrichtung des Zündsystems angeordnet. Hochspannungskabel wie die Kabel 26 und 27 verbinden die Verteilerkappe 25 mit den Zündkerzen, welche den einzelnen Zylindern der Maschine zugeordnet sind. Die Unterbrecherkontakte werden synchron mit der Drehung der Maschine geöffnet und geschlossen, um eine Hochspannung zu erzeugen, wobei in periodischer Folge jeweils Funkenimpulse hervorgerufen werden, wenn der Kolben sich jeweils dem oberen Totpunkt des Kompressionshubes nähert. Der Verteilerrotor dreht sich synchron zu der Maschine, um diese Impulse über die Verteilerpolstücke in einzelnen Zündkerzen für die Zylinder in der geeigneten Folge zuzuführen. Ein Gummischlauch 28 dient als Rückführleitung für Gase, welche als Leckgase in die KurbelgehäusenleitungBlock 21 is shown and the ignition coil is the ignition system represented by a block 23. A high voltage cable electrically connects the ignition coil 23 with a distributor cap 25 of the distributor of the ignition system. Are in the distributor the breaker contacts, a cam, a capacitor, a rotor and an ignition adjustment device of the ignition system are arranged. High voltage cables such as cables 26 and 27 connect the Distributor cap 25 with the spark plugs, which the individual Are assigned to cylinders of the machine. The breaker contacts are opened synchronously with the rotation of the machine and closed to generate a high voltage, with spark pulses being generated in a periodic sequence, when the piston approaches top dead center of the compression stroke. The distributor rotor rotates synchronously to the machine to put these pulses through the distributor pole pieces in individual spark plugs for the cylinders in the appropriate To feed episode. A rubber hose 28 serves as a return line for gases that leak into the crankcase line

20 gelangt sind. Nach dieser Technik, welche sich als positive Kurbelgehäusenlüftung bezeichnen läßt, ist der Schlauch 28 zwischen der Kurbelgehäusenleitung 20 und der Vergaserbasis20 have reached. After this technique, which turns out to be positive Can denote crankcase ventilation, the hose 28 between the crankcase line 20 and the carburetor base

21 angeordnet, so daß die Austrittsgase, welche an den Zylinderringen bzw. Kolbenringen vorbeigehen,, mit der Luft an die Trennstelle zwischen dem Vergaser und dem Ansaugrohr gelangen, wo sie zusammen mit dem Brennstoff-Luft-Gemisch zur Verbrennung in die Zylinder eingesaugt werden, ölpartikeln von der Kurbelgehäusenleitung werden in den rezirkulierenden Abgasen mitgeführt. Ein nicht dargestelltes und durch eine Feder unter Vorspannung gehaltenes Ventil für die positive Kurbelgehäusenbelüftung steuert den Durchfluß des rezirkulierenden Gemisches als Funktion des Vakuums in der Maschine.21 arranged so that the exhaust gases, which at the cylinder rings go past the piston rings, take the air to the separating point between the carburetor and the intake pipe, where they are sucked into the cylinders for combustion together with the fuel-air mixture, oil particles from the Crankcase lines are carried along in the recirculating exhaust gases. A not shown and by a spring under Bias held valve for positive crankcase ventilation controls the flow of the recirculating mixture as a function of the vacuum in the machine.

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- Hf -- Hf -

Die Bauteile der Maschine, wie sie oben beschrieben sind, entsprechen einem herkömmlichen Aufbau und einem herkömmlichen Betrieb. Die Erfindung betrifft eine Technik zur Ionisierung des Brennstoff-Luft-Gemisches im Einlaßsystem der Maschine, um die wirtschaftliche Ausnutzung des Brennstoffes und/oder die schädlichen Bestandteile in den Abgasen jeweils günstiger zu gestalten, ohne daß dabei Maschinenleistung verlorengeht. Die beschriebene Ausführungsform der Erfindung, welche eine elektrische Energieerzeugungseinrichtung oder eine Impulsquelle aufweist, welche durch einen Block 30 dargestellt ist, welche weiterhin eine Kopplungseinrichtung 31 in der Rückführleitung der Kurbelgehäusenbelüftung hat, welche weiterhin eine Energiekopplungseinrichtung 32 aufweist, die das Kabel 24 umgibt und die ein in geeigneter Weise isoliertes elektrisches Y-Verbindungskabel 33 hat, welches schematisch dargestellt ist, ist insbesondere zum nachträglichen Einbau in gebrauchte Kraftfahrzeuge geeignet. Die erfindungsgemäße Anordnung könnte jedoch auch zur Originalausrüstung von neuen Kraftfahrzeugen gehören, wobei in diesem Falle gemäß Fig. 1A die Energieerzeugungseinrichtung 30 die einzige Quelle für Zündenergie ist. Die Energieerzeugungseinrichtung 30 erzeugt periodische elektrische Ionisierungsimpulse, welche eine asymmetrische, primär negative Polarität und eine geringe Folgefrequenz haben, so daß eine große Menge elektrischer Energie in einer kurzen Zeitperiode abgegeben wird. Diese Impulse, welche eine annähernd konstante Periode haben, und zwar im Unterschied zu Impulsen, welche durch das herkömmliche Zündsystem erzeugt werden, deren Periode nämlich von der Drehgeschwindigkeit der Maschine abhängt, werden den Einrichtungen 31 und 32 des Kabels 33 zugeführt.The components of the machine as described above correspond to a conventional structure and a conventional one Operation. The invention relates to a technique for ionizing the fuel-air mixture in the intake system of the machine, to the economical utilization of the fuel and / or the harmful components in the exhaust gases to make each cheaper without losing machine performance. The described embodiment of the Invention, which comprises an electrical energy generating device or a pulse source, which by a Block 30 is shown, which continues to be a coupling device 31 in the return line of the crankcase ventilation which further comprises an energy coupling device 32 which surrounds the cable 24 and which is a suitable Way insulated electrical Y-connector cable 33, which is shown schematically, is particularly suitable for retrofitting in used motor vehicles. The arrangement according to the invention could, however, also belong to the original equipment of new motor vehicles, in which case Case according to FIG. 1A, the energy generating device 30 the is the only source of ignition energy. The energy generating device 30 generates periodic electrical ionization pulses, which have an asymmetrical, primarily negative polarity and a low repetition frequency, so that a large amount of electrical Energy is given off in a short period of time. These pulses, which have an approximately constant period, and In contrast to pulses generated by the conventional ignition system, the period of which depends on the speed of rotation Depending on the machine, the devices 31 and 32 of the cable 33 are fed.

Die Einrichtung 31 weist einen Hohlzylinder 34 aus elektrisch Reitendem Material auf, vorzugsweise aus Aluminium, wobei rohrförmige Anschlußstücke 35 und 36 vorhanden sind, die vorzugsweise aus demselben Material bestehen. Die Anschlußstücke 35 und 36 sind an den Enden des Zylinders 34 angeformt. DasThe device 31 has a hollow cylinder 34 from electrically Riding material, preferably made of aluminum, with tubular connecting pieces 35 and 36 are present, which are preferably consist of the same material. The connecting pieces 35 and 36 are molded onto the ends of the cylinder 34. That

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Kabel 33 stellt eine elektrische Verbindung zu der Oberfläche des Zylinders 34- an einem Punkt 37 her (siehe Fig. 2) und zwar mittels einer Lötverbindung oder einer anderen geeigneten Verbindung, welche einen elektrischen Kontakt gewährleistet. Eine Isolationsschicht 38, die beispielsweise aus Teflon besteht, umgibt den Außenumfang des Zylinders 34. Die Schicht 38 könnte dadurch hergestellt sein, daß ein Isolierband herumgewickelt wird oder daß ein Isoliermaterial um den Zylinder 34 herum gespritzt wird. Durch eine kleine öffnung 39 im Zylinder 34 und in der Schicht 38 wird eine Verbindung zwischen der Atmosphäre und dem Innenraum des Zylinders 34 hergestellt. Um die Einrichtung 31 einzubauen, wird die Eückfuhrleitung für die Kurbelgehäusenbelüftung, d. h. der Schlauch 28, abgenommen, und die sich ergebenden Enden werden um die Anschlußstücke und 36 jeweils herum gelegt und daran durch Schlauchklemmen 40 bzw. 41 angebracht. Die durch die Energieerzeugungseinrichtung 30 hervorgerufenen Impulse erzeugen im Zylinder 34 ein starkes pulsierendes Feld, welches das rezirkulierende Gemisch auflädt, das durch den Schlauch 28 zum Einlaßsystern hindurchgeht. Die Luft und die Abgase werden ionisiert, und freie Elektronen, welche durch das pulsierende Feld hervorgerufen werden, haften an den mitgeführten öltröpfchen. Das auf diese Weise aufgeladene Gemisch strömt in die Maschinenzylinder hinein, wo es weiter durch das pulsierende Feld ionisiert wird, welches durch die Einrichtung 32 hervorgerufen wird. In einigen Maschinen wird der Aufladungsprozeß durch die Strömung einer geringen Menge atmosphärischer Luft durch die öffnung 39 gefördert. Die öffnung 39 kann jedoch nur vorzugsweise vorgesehen sein. In einigen Maschinen werden nämlich ohne die öffnung 39 bessere Ergebnisse erzielt. Gemäß Fig. 1 hat der Zylinder 34 einen größeren Durchmesser als der Schlauch 28, und daher wird die Gasströmung durch die Eückführleitung der Kurbelgehäusenbelüftung in keiner Weise gedrosselt. Folglich erfordert das Vorhandensein der Einrichtung 31 in der Rückführleitung der Kurbelgehäusenbelüftung keine Einstellung des Ventils derCable 33 provides an electrical connection to the surface of the cylinder 34 at a point 37 (see FIG. 2), namely by means of a soldered connection or another suitable connection which ensures electrical contact. An insulation layer 38, for example made of Teflon consists, surrounds the outer circumference of the cylinder 34. The layer 38 could be made by wrapping insulating tape or insulating material around the cylinder 34 is splashed around. Through a small opening 39 in the cylinder 34 and in the layer 38 is a connection between the atmosphere and the interior of the cylinder 34 is established. To install the device 31, the return line for the crankcase ventilation, d. H. the hose 28, removed and the resulting ends around the fittings and 36 each put around and clamped thereto by hose 40 or 41 attached. The by the energy generating device 30 generated pulses in the cylinder 34 strong pulsating field, which the recirculating mixture charges passing through the hose 28 to the intake system. The air and the exhaust gases are ionized, and free electrons, which are caused by the pulsating field, adhere to the oil droplets that are carried along. The mixture charged in this way flows into the machine cylinder, where it is further ionized by the pulsating field created by device 32. In some machines the charging process is promoted by the flow of a small amount of atmospheric air through the opening 39. However, the opening 39 can only be provided preferably. This is because better results are achieved in some machines without the opening 39. According to Fig. 1, the cylinder 34 has a larger diameter than the hose 28, and therefore the Gas flow through the return line of the crankcase ventilation is not restricted in any way. Hence, the presence requires the device 31 in the return line of the crankcase ventilation no adjustment of the valve of the

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•I-• I-

Kurtielgehäusenbelüftrung. Typische Abmessungen für die Einrichtung 31 sind folgende:Kurtiel housing ventilation. Typical dimensions for the facility 31 are the following:

Innendurchmesser des Zylinder 34 12,70 mm (0,500") Innendurchmesser des Schlauches 28 9»53 mm (0,375") und Durchmesser des Schlauches 39 2,29 mm (0,090") für kleine Maschinen und 2,66 mm (0,106") für große Maschinen.Cylinder inner diameter 34 0.500 "(12.70 mm) Inner tube diameter 28 9 »53 mm (0.375") and Hose 39 diameter 2.29 mm (0.090 ") for small machines and 2.66 mm (0.106") for large machines.

Der Inhalt der US-Patentschriften 3 615 829 (Gould) und 3 806 029 (Hughes) wird hiermit zum Offenbarungsinhalt der vorliegenden Anmeldung erklärt. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes kann anstatt der Einrichtung 31 eine Einrichtung zur Erzeugung einer ionisierten Druckwelle verwendet werden, wie sie in den obigen Patentschriften beschrieben ist, welche in der Rückführleitung der Kurbelgenausenbelüftung eingebaut sein kann und durch die Energieerzeugungseinrichtung 30 mit Energie versorgt wird, und zwar als Ersatz für den Oszillator 52 in der erstgenannten Patentschrift und für die Quelle 53 oder ein Maschinenzündsystem in der letztgenannten Patentschrift. Somit dient die verbesserte Ionisierungsfähigkeit der Energieerzeugungseinrichtung 30 dazu, die ionisierten Druckwellen zu unterstützen, welche durch die Einrichtung hervorgerufen werden, wie in den Bezugspatentschriften erläutert sind. Wie in den BezugspatentSchriften gelehrt wird, ist die Frequenz der erzeugten Druckwellen vorzugsweise ein Vielfaches der Frequenz der Impulse, welche von der Energieerzeugungseinrichtung 30 hervorgerufen werden. Beispielsweise könnten die Frequenzen bei 46 kHz liegen, d. h. das Vielfache wäre gleich eins.The contents of U.S. Patents 3,615,829 (Gould) and 3 806 029 (Hughes) is hereby declared to be the disclosure content of the present application. In another preferred Embodiment of the subject matter of the invention can instead of the device 31, a device for generating an ionized Pressure wave can be used, as described in the above patents, which in the return line of the Precision crank ventilation can be installed and through the Energy generating device 30 is supplied with energy, namely as a replacement for the oscillator 52 in the former Patent and for the source 53 or an engine ignition system in the latter patent. Thus, the improved ionization capability of the energy generating device is used 30 to support the ionized pressure waves, which are caused by the device, as explained in the reference patent documents. As in the Reference patent fonts taught is the frequency of those generated Pressure waves are preferably a multiple of the frequency of the pulses generated by the energy generating device 30 be evoked. For example, the frequencies could be 46 kHz; H. the multiple would be equal to one.

Die Einrichtung'32 weist eine Schicht aus elektrisch leitendem. Material 42 auf, vorzugsweise Aluminium, welches mit einem Klebeband versehen ist, das über eine wesentliche Länge herumgewickelt ist, beispielsweise über 12,5 oder 15,2 cm (5 oder 6"), wobei die Länge des Kables 24 angesprochen ist, wobei weiterhin eine Schicht einer Isolierung 43 die Schicht 42The device'32 has a layer of electrically conductive. Material 42, preferably aluminum, which is provided with an adhesive tape which is wrapped around over a substantial length is, for example, over 12.5 or 15.2 cm (5 or 6 "), the length of the cable 24 being addressed, where furthermore a layer of insulation 43 the layer 42

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umgibt. Die Schicht 42 ist elektrisch mit dem Kabel'33 verbunden, so daß die durch die Energie erz eugungseinrichtung 30 hervorgerufenen Impulse durch die Schicht 42 kapazitiv mit den Leitern 44 und 45 des Kabels 24 gekoppelt sind. Die Leiter 44- und 45 (Fig. 3) führen die Impulse, welche durch die Energieerzeugungseinrichtung 30 erzeugt wurden, den Zylindern über die Zündkerzen zu, so daß dadurch ein pulsierendes Feld erzeugt wird, welches den Innenraum der einzelnen Zylinder unmittelbar vor und während der Zündung ionisiert.surrounds. The layer 42 is electrically connected to the cable'33, so that the eugungseinrichtung 30 caused by the energy Pulses through layer 42 are capacitively coupled to conductors 44 and 45 of cable 24. The ladder 44- and 45 (Fig. 3) carry the pulses which are generated by the energy generating device 30 were generated to the cylinders via the spark plugs, so that thereby a pulsating field is generated which ionizes the interior of the individual cylinders immediately before and during ignition.

Bei Maschinen, bei welchen die Induktionsspule in dem Verteilergehäuse angeordnet ist, beispielsweise bei Kraftfahrzeugen des Typs Chevrolets des Baujahrs 1975» hat sieh ein Aluminiuniband, welches unmittelbar um die Außenseite der Sekundärwicklung der Spule herumgewickelt war, in Verbindung mit einer Isolationsschicht, welche über dem Aluminium angebracht war, als erfolgreich erwiesen. Um die Wirtschaftlichkeit des Brennstoffverbrauches zu optimalisieren, hat es sich als wünschenswert erwiesen, die vom Werk angegebene Einstellung des Zeitpunktes im Leerlauf um etwa 6 vorzustellen, wobei die exakte Zündvorstellung vom Baujahr, vom Modell und von der Marke des Kraftfahrzeuges abhängt.In machines in which the induction coil is in the distributor housing is arranged, for example in vehicles of the type Chevrolets from the year of construction 1975 »has an aluminum band, which was wound directly around the outside of the secondary winding of the coil, in connection with an insulation layer, which was attached over the aluminum proved to be successful. About the economy of fuel consumption To optimize it, it has proven to be desirable to adjust the point in time specified by the factory at idle by about 6, with the exact ignition concept of the year of construction, the model and the brand of the motor vehicle depends.

Die Polarität, die Periode, die Dauer und die Asymmetrie der durch die Energieerzeugungseinrichtung 30 hervorgerufenen Ionisierungsimpulse haben einen starken Einfluß auf das Maß der Ionisierung und die Verbesserung der Zündung. Die Fig. 4 stellt die Spannung dar, welche am Ausgang der Energieerzeugungseinrichtung 30 bei einer bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes auftritt. Der erste Impuls in jeder Reihe, der eine negative Polarität hat, ist der Ionisierungsimpuls, und die übrigen Impulse in jeder Folge sind abklingende Schwingungen, welche sich aus dem Schwingungsverhalten der Schaltung ergeben. Somit ist der größte Anteil der Spannungswellenform gemäß Fig. 4 in seiner Polarität negativ, was hierThe polarity, the period, the duration and the asymmetry of those caused by the energy generating device 30 Ionization pulses have a strong influence on the degree of ionization and the improvement in ignition. The Fig. 4 represents the voltage, which at the output of the energy generating device 30 in a preferred embodiment of the Subject of the invention occurs. The first pulse in each series that is negative in polarity is the ionization pulse, and the remaining pulses in each series are decaying Vibrations that result from the vibration behavior of the circuit. Thus, most of the portion is the voltage waveform according to FIG. 4 in its polarity negative, which is here

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als "hauptsächlich, negativ in der Polarität" "bezeichnet wird. Eine Ionisierungsimpulsperiode P von etwa 22 MikroSekunden, d. h. einer Frequenz von 46 kHz, hat sich als besonders wirksam erwiesen. Es hat sich gezeigt, daß dann, wenn die Impulsdauer kürzer ist und die Anstiegszeit der Ionisierungsimpulse kurzer ist, die sich daraus ergebende Ionisation um so höher ist. Vorzugsweise "beträgt die Dauer D der lonisierungsimpulse 6 Millisekunden oder weniger. Mit anderen Worten, das Tastverhältnis der lonisierungsimpulse beträgt 25 % oder weniger und die Anstiegszeit der lonisierungsimpulse beträgt 2 Mikrosekunden oder weniger. Die Spitzenspannung der lonisierungsimpulse liegt typischerweise zwischen 10 000 und 36 000 Volt des offenen Kreises und der entsprechende Spitzenstrom liegt zwischen 1,5 und 20 Ampere beim Zusammenbruch des Zündkerzenspaltes. Mit dem Begriff "geringes Tastverhältnis" ist eine Ionisierung angesprochen, d. h. eine Impulsbreite von weniger als 50 % der Periode zwischen den ionisierenden ersten Impulsen.is referred to as "mainly negative in polarity". An ionization pulse period P of about 22 microseconds, ie a frequency of 46 kHz, has been found to be particularly effective The rise time of the ionization pulses is shorter, the higher the resulting ionization. The duration D of the ionization pulses is preferably 6 milliseconds or less. In other words, the duty cycle of the ionization pulses is 25 % or less and the rise time of the ionization pulses is 2 microseconds or less. The peak voltage of the ionization pulses is typically between 10,000 and 36,000 volts of the open circuit and the corresponding peak current is between 1.5 and 20 amps when the spark plug gap collapses. The term “low duty cycle” refers to ionization, ie a pulse width of less than 50 % of the period between the first ionizing pulses.

Es war zu beobachten, daß die Impulse, welche durch die Energieerzeugungseinrichtung 30 bei einer Frequenz von 46 kHz erzeugt werden, viel höhere, Hochfrequenz- oder Mikrowellen-Schwingungen in Luft hervorrufen. Insbesondere wurden Schwingungen mit verhältnismäßig hohem Strom bei einer Frequenz zwischen 10 und 12 Megahertz beobachtet, und zwar auch auf dem Bildschirm eines Oszilloskops, wenn die Energieerzeugungseinrichtung JO mit einer Zündkerze^ verbunden wird und ihre Energie dem Zündkerzenspalt übertragen wird. Die Frequenz der Megahertz-Schwingungen erscheint auf dem Bildschirm während einer Änderung der Last konstant, d. h. vor und nach dem Zusammenbruch des Zündkerzenspaltes. Dadurch wird angezeigt, daß diese Schwingungen von einer molekularen Energiequelle ausgehen, d.' h. daß sie eine Energie darstellen, welche von Molekülen in der Luft abgegeben wird, welche durch die elektrischen Impulse, welche durch die Energieerzeugungseinrichtung 30 erzeugt werden,It was observed that the impulses generated by the energy generating device 30 generated at a frequency of 46 kHz, much higher, high frequency or microwave oscillations cause in air. In particular, vibrations were with relatively high current observed at a frequency between 10 and 12 megahertz, including on the screen an oscilloscope when the power generation device JO connected to a spark plug ^ and its energy to the spark plug gap is transmitted. The frequency of the megahertz oscillations appears on the screen during a Constant change in load, d. H. before and after the collapse of the spark plug gap. This indicates that this Vibrations emanate from a molecular energy source, i. H. that they represent an energy, that of molecules is emitted in the air, which is caused by the electrical impulses generated by the energy generating device 30,

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zur Abgabe einer Hochfrequenzenergie angeregt werden, und zwar im Unterschied zu harmonisch erzeugten Schwingungen, deren Frequenz sich ändern würde, wenn die Frequenz der durch die Energieerzeugungseinrichtung 30 erzeugte Energie geändert würde. Somit ist anzunehmen, daß die Energieerzeugungseinrichtung 30 als Hochfrequenzübertrager dient, welcher elektrische Energie im Kilohertzbereich in Hochfrequenzschwingungen iin Megahertzbereich überträgt. Weiterhin besteht Grund zu der Annahme, daß die Energieerzeugungseinrichtung 30 derart ausgebildet werden kann, daß sie wirksame Ionisierungsimpulse bei wesentlich höheren Frequenzen als 46 kHz erzeugt, nämlich im Megahertzbereich, vorzugsweise bei einem Vielfachen von 46 kHz. Solche Impulse mit höherer Frequenz würden eine asymmetrische Polarität und eine kurze Dauer haben.be excited to emit a high frequency energy, in contrast to harmonically generated vibrations, their Frequency would change if the frequency of the energy generated by the energy generating device 30 changed would. It is therefore to be assumed that the energy generating device 30 serves as a high-frequency transmitter which is electrical Energy in the kilohertz range in high frequency oscillations iin Megahertz range transmits. Furthermore, there is reason to believe that the power generating device 30 is designed in this way can be that it generates effective ionization pulses at frequencies much higher than 46 kHz, namely in the megahertz range, preferably at a multiple of 46 kHz. Such higher frequency pulses would be asymmetrical Have polarity and a short duration.

Die durch die Energieerzeugungseinrichtung 30 erzeugten Impulse verursachen auch Schallschwingungen in den Maschinenzylindern, welche wahrscheinlich den Verbrennungsvorgang günstig beeinflussen. Die Umwandlung von elektrischer Energie in akustische Energie durch Ionisation wird in der US-Patentschrift 2 768 264 (Klein) vom 23· 10. 1956 beschrieben. Die darin vorhandene Ionenwolke, welche ein Volumen hat, welches sich in Abhängigkeit von der Amplitude der die Ionisation erzeugenden Spannung verändert, gleicht einem volumetrischen Kolben, der eine Luftbewegung entsprechend seinem Hub erzeugt, d. h., in diesem Falle entsprechend der Ionenwolke. Es kann angenommen werden, daß die Umwandlung der elektrischen Energie in akustische Energie auch von Temperaturveränderungen über den Zündkerzenspalt herrührt, welche durch die angelegten Spannungsimpulse hervorgerufen werden, wobei diese Veränderungen das Gas im Spalt komprimieren und expandieren. .The pulses generated by the energy generating device 30 also cause sound vibrations in the machine cylinders, which are likely to have a beneficial effect on the combustion process. The conversion of electrical energy to acoustic energy by ionization is described in US Pat. No. 2,768,264 (Klein) on October 23, 1956. The one present in it Ion cloud, which has a volume that changes depending on the amplitude of the voltage that generates the ionization changed, resembles a volumetric piston that creates a movement of air according to its stroke, i. e., in this Trap according to the ion cloud. It can be assumed that the conversion of electrical energy into acoustic Energy also from temperature changes across the spark plug gap originates, which are caused by the applied voltage pulses, these changes the gas in the Compress and expand gap. .

Obwohl sich eine Impulsfrequenz von 46 kHz als besonders wirksam erwiesen hat, haben auch andere Impulsfrequenzen sich alsAlthough a pulse frequency of 46 kHz has been found to be particularly effective, pulse frequencies other than

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geeignet gezeigt. Eine solche Frequenz ist 12 kHz (d. h. eine Impulsperiode von etwa 88 MikroSekunden), was annähernd einem Untervielfachen von 46 kHz entspricht, nämlich dein Untervielfaehen 4. Was die oben angesprochenen Schallschwingungen betrifft, liegt vermutlich der bevorzugte Bereich der elektrischen Impulsfrequenz zwischen 10 und 50 kHz, weil die sich dabei ergebende Schallenergie in diesem Frequenzbereich am wirksamsten ist, um die Brennstofftröpfchen in feine !Teile zu zerlegen oder zu zerstäuben und auf diese Weise Luft und Brennstoff zu vermischen.shown suitable. One such frequency is 12 kHz (i.e. a pulse period of about 88 microseconds), which is approximately one Corresponds to sub-multiples of 46 kHz, namely your sub-multiples 4. As far as the above-mentioned sound vibrations are concerned, The preferred range of the electrical pulse frequency is presumably between 10 and 50 kHz because of the resulting Sound energy in this frequency range is most effective at breaking up the fuel droplets into fine! to atomize and thus mix air and fuel.

Die Erfindung ist besonders wirksam, wenn die Energieerzeugungseinrichtung JO mit Luft oder einem Leiter über eine Aluminiumoder eine Eisenoberfläche gekoppelt ist. Wahrscheinlich besteht der Grund dafür darin, daß Aluminium und Eisen mit den Impulsen von der Energieerzeugungseinrichtung 30 in akustischer Resonanz sind. Dies führt zu dem Ergebnis, daß viele freie Elektronen in den angrenzenden Bereich der Luft freigesetzt werden und/oder mit einem benachbarten Leiter gekoppelt werden. Somit ist anzunehmen, daß zusätzlich dazu, daß die Einrichtung 32 ein zweckmäßiges Mittel zur Kopplung elektrischer Energie an das Zündsystem ist, darüber hinaus ihre große Oberfläche diese akustische Resonanz verstärkt und die Ionisation vergrößert. Im Hinblick auf eine maximale Ionisation kann angenommen v/erden, daß eine elektrische Impulsfrequenz von 46 kHz, ein Vielfaches davon, beispielsweise 92 kHz oder 12 Megahertz oder ein Untervielfaches davon, beispielsweise 12 kHz bevorzugte Werte sind. Es kann angenommen werden, daß diese Prequenzfamilie eine molekulare Resonanz erzeugt, welche Energie aus den Molekülen in Form freier Elektronen freisetzt, was zu positiven Ionen führt. In der Kurbelgehäusenbelüftungsleitung werden diese freien Elektronen an öltröpfchen angelagert, um auf die Maschinenzylinder übertragen zu werden oder unter dem EinflußThe invention is particularly effective when the power generating device JO is coupled to air or a conductor via an aluminum or iron surface. Probably exists the reason for this is that aluminum and iron are in acoustic resonance with the pulses from the power generator 30 are. As a result, many free electrons are released into the adjacent area of the air and / or coupled to an adjacent conductor. It is thus assumed that in addition to the fact that the device 32 A useful means of coupling electrical energy to the ignition system is, moreover, their large surface area Acoustic resonance is amplified and the ionization is increased. With regard to maximum ionization, it can be assumed that that an electrical pulse frequency of 46 kHz, a multiple thereof, for example 92 kHz or 12 megahertz or a Submultiple thereof, for example 12 kHz, are preferred values. It can be assumed that this sequence family a molecular resonance is created which releases energy from the molecules in the form of free electrons, resulting in positive ones Ions leads. In the crankcase ventilation line, these free electrons are attached to oil droplets in order to reach the Machine cylinder to be transferred or under the influence

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des pulsierenden Feldes in der Einrichtung 31 die rezirkulierenden Gase zu ionisieren. In den Maschinenzylindern "beeinflussen die freien Elektronen, welche von der Einrichtung 32 unter dem Einfluß des pulsierenden Feldes in den Maschinenzylindern gebildet werden, in ähnlicher Weise durch Ionisation das Treibst off -Luft-Gemisch, welchem die Elektronen zugefügt sind, die an den öltröpfchen aus der Kurbelgehäusenbelüftungsleitung haften. Es kann angenommen werden, daß die Luft und der Treibstoff auf diese Weise durch Ionisation die gewünschten chemischen Verbindungen begünstigen, d. h. Kohlendioxid und Wasser, während die ungewünschten chemischen Verbindungen wie Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoffe und Stickoxide unterdrückt werden. Insbesondere kann angenommen werden, daß der Sauerstoff und der Stickstoff positiv aufgeladen werden und der Treibstoff negativ aufgeladen wird. In diesem Zusammenhang wird auf eine Veröffentlichung unter dem Titel "Der Einfluß von Ionisationsvorgängen auf die Reaktionskinetik der Verbrennung" von Ehrhardt; Günther und May von der Universität Kaiserslautern, hingewiesen.of the pulsating field in the device 31 the recirculating Ionize gases. In the machine cylinders "influence the free electrons generated by the device 32 under the influence of the pulsating field in the machine cylinders are formed, in a similar way by ionization the propellant off -air mixture to which the electrons are added, the on the oil droplets from the crankcase ventilation line be liable. It can be assumed that the air and the fuel in this way have the desired chemical properties through ionization Favor connections, d. H. Carbon dioxide and water, while the undesirable chemical compounds such as carbon monoxide, Hydrocarbons and nitrogen oxides are suppressed. In particular, it can be assumed that the oxygen and the nitrogen is positively charged and the fuel is negatively charged. In this context, a Publication under the title "The Influence of Ionization Processes on the Reaction Kinetics of Combustion" by Ehrhardt; Günther and May from the University of Kaiserslautern pointed out.

Es sei bemerkt, daß die Frequenz der Ionisierungsimpulse, beispielsweise 46 kHz, in der Größenordnung des Hundertfachen oder darüber in bezug auf die maximale Zündimpulsfrequenz liegt, vrelche durch das Kabel 24- übertragen wird. Die Einrichtung 32 ist derart ausgebildet, daß sie eine kleine kapazitive Reaktanz bei der Frequenz der Ionisierungsimpulse hat und eine große kapazitive Reaktanz bei der Frequenz der Zündimpulse aufweist. Auf diese Weise läßt sich eine wirksame Energieübertragung der lonisierungsimpulse erreichen, ohne daß eine nennenswerte Zündimpuls energie auf die Energieerzeugungseinrichtung 30 oder das Kabel 33 übertragen wird. Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist die kapazitive Kopplung elektrischer Impulse von der Energie erz eugungse inrich tung 30 an die Zündkerzen an einem Punkt stromabwärts von der Sekundärwicklung der Zündspule. DiesIt should be noted that the frequency of the ionization pulses, for example 46 kHz, is on the order of a hundred times or above with respect to the maximum firing pulse frequency which is transmitted through the cable 24-. The facility 32 is designed to have a small capacitive reactance at the frequency of the ionization pulses and a large one having capacitive reactance at the frequency of the ignition pulses. In this way, an effective energy transfer of the ionization pulses can be achieved without any significant energy transfer Ignition pulse energy to the energy generating device 30 or the cable 33 is transmitted. An essential feature of the invention is the capacitive coupling of electrical impulses from the energy generation device 30 to the spark plugs on one Point downstream from the secondary winding of the ignition coil. this

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führt zu dem Ergebnis, daß die elektrische Energie, welche von dem ursprünglichen Zündsystem geliefert wird, von der 'elektrischen Energie von der Energieerζeugungseinrichtung JO unterstützt wird, ohne daß der Strom angehoben wird, v/elcher über die Unterbrecherkontakte geht und die Zündspule auflädt. Mit anderen Worten, es kann mehr elektrische Energie an die Zündspulen geführt werden, welche für die Zündung zur Verfügung steht, ohne daß die übrigen Hauptbauteile des ursprünglichen Zündsystems belastet werden.leads to the result that the electrical energy supplied by the original ignition system is derived from the '' electrical energy from the energy generation device JO is supported without the current being increased, v / which goes through the breaker contacts and charges the ignition coil. In other words, more electrical energy can be fed to the ignition coils, which is then available for ignition stands without stressing the other major components of the original ignition system.

Die elektrische Energieerzeugungseinrichtung 30 wird anhand der Fig. 5 im einzelnen näher erläutert. Ein Plättchen 50 einer integrierten Schaltung, welches die Anschlüsse 1, 2, 3, 4, 5» 6, 7j 8, 9* 10 und 14 aufweist, ist derart geschaltet, daß es als astabiler Multivibrator arbeitet. Ein Kondensator 51 ist zwischen den Anschlüssen 1 und 2 und den Anschlüssen 6,The electrical energy generating device 30 is based on 5 explained in more detail. A token 50 an integrated circuit, which has the connections 1, 2, 3, 4, 5 »6, 7j 8, 9 * 10 and 14, is connected in such a way that that it works as an astable multivibrator. A capacitor 51 is between the terminals 1 and 2 and the terminals 6,

9 und 10 angeordnet. Ein Widerstand 52 ist zwischen den Anschlüssen 1 und 2 sowie der Masse angeordnet. In ähnlicher Weise ist ein Kondensator 53 zwischen den Anschlüssen 3 und 4 sowie 5 angeordnet, und ein Widerstand 54 liegt zwisehen den Anschlüssen 4 und 5 sowie der Masse. Der Kondensator 51 und der Widerstand 52 sowie der Kondensator 53 und der Widerstand 54 dienen al.s kreuzgekoppelte RC-Zeitsteuerschaltungen des astabilen Multivibrators, Ein Widerstand 55 und eine Zenerdiode 56 liegen in Reihe zwischen einer Quelle 57 für positives Potential, welche normalerweise die Kraftfahrzeugbatterie sein würde, und der Masse. Ein Transistor 58 hat einen Kollektor, der mit der Quelle 57 verbunden ist, weiterhin eine Basis, welche mit der Verbindung zwischen dem Widerstand 55 und der Zenerdiode 56 verbunden ist, und einen Emitter, der mit dem Anschluß -9 and 10 arranged. A resistor 52 is between the terminals 1 and 2 as well as the mass arranged. Similarly, there is a capacitor 53 between terminals 3 and 4 as well 5, and a resistor 54 is between the terminals 4 and 5 as well as the mass. The capacitor 51 and the resistor 52 as well as the capacitor 53 and the resistor 54 are used al.s cross-coupled RC timing circuits of the astable Multivibrators, a resistor 55 and a zener diode 56 are in series between a source 57 for positive potential, which would normally be the automobile battery, and the ground. A transistor 58 has a collector that is connected to the source 57, further a base, which is connected to the connection between the resistor 55 and the Zener diode 56 is connected, and an emitter connected to the terminal -

10 verbunden ist. Die Zenerdiode 56 dient dazu, die Basisspannung des Transistors 58 zu steuern, so daß eine konstante .Vorspannung an das Plättchen 50 über den Emitter des Transistors 58 geliefert wird, wenn auch das Potential der Quelle 5710 is connected. The Zener diode 56 is used to set the base voltage of transistor 58 to control so that a constant .Biasing to plate 50 via the emitter of the transistor 58 is supplied, even if the potential of the source 57

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schwankt. Der Anschluß 7 des Plättchens 50 ist an Masse gelegt. Der Anschluß 8 des Plättchens 50, welcherals Ausgang des astabilen Multivibrators dient, ist über einen Widerstand 59 niit der Basis eines Transistors 60 verbunden. Der Emitter des Transistors 60 ist an Masse gelegt. Ein Widerstand 65 und die Primärwicklung eines Transformators 66 liegen zwischen der Quelle 57 und dem Kollektor des Transistors 60. Die Sekundärwicklung des Transformators 66 und ein Widerstand 67 liegen in Reihe zwischen der Basis eines Transistors 68 und der Masse. Der Emitter des Transistors 68 liegt an Masse. Die Primärwicklung eines Ausgangstransformators 69> der einen in die Sättigung zu bringenden Kern aufweist, liegt zwischen der Quelle 57 und dem Kollektor des Transistors 68. Eine Diode 70 liegt zwischen dem Kollektor des Transistors 68 und der Masse, um nennenswerte negative Potentialabweichungen bzw. Potentialauslenkungen am Kollektor des Transistors 68 zu vermeiden. Die Sekundärwicklung des Ausgangstransformators 69 liegt zwischen einer Ausgangsklemme 71 und der Masse. Die Primärwicklung und die Sekundärwicklung des Transformators 69 sind auf einen in die Sättigung zu bringenden Kern gewickelt, und zwar übereinander, um eine maximale Kopplung zwischen diesen Kopplungen zu erreichen. Die Ausgangsklemme 71 ist der Ausgang der Energieer ζeugungseinrichtung 30, an welcher das Kabel 33 angeschlossen . ist.fluctuates. Terminal 7 of plate 50 is grounded placed. The terminal 8 of the plate 50, which is used as an output of the astable multivibrator is connected to the base of a transistor 60 via a resistor 59. The emitter of transistor 60 is connected to ground. A resistor 65 and the primary winding of a transformer 66 are between the source 57 and the collector of the transistor 60. The secondary winding of transformer 66 and a resistor 67 are in series between the base of a transistor 68 and ground. The emitter of transistor 68 is grounded. The primary winding of an output transformer 69> which has a core to be brought into saturation, lies between the source 57 and the collector of the transistor 68. A diode 70 lies between the collector of the transistor 68 and the ground in order to avoid significant negative potential deviations or potential deflections at the collector of transistor 68 to avoid. The secondary winding of the output transformer 69 is between an output terminal 71 and the ground. The primary winding and the secondary windings of the transformer 69 are wound on a core to be brought into saturation, one on top of the other, to achieve maximum coupling between these couplings. The output terminal 71 is the output of the energies Diffraction device 30 to which the cable 33 is connected . is.

Im Betrieb schwingt der astabile Multivibrator einschließlich dem Plättchen 50 mit einer Frequenz von etwa 46 kHz und hat eine solche Folgefrequenz, daß der Anschluß 8 etwa 70 % der Zeit ein positives Potential aufweist und etwa 30 % der Zeit ein Massepotential hat. Wenn der Anschluß 8 ein positives Potential erhält, schaltet der Transistor 60 ein, d. h. er wird durchlässig, und der Transistor 68 schaltet ab, und zwar aufgrund des Polaritätswechsels am Transformator 66. Der Transistor 60 dient dazu, einen hohen Pegel des BasistreiberstromesIn operation, the astable multivibrator including the plate 50 oscillates at a frequency of about 46 kHz and has a repetition frequency such that the terminal 8 has a positive potential about 70% of the time and about 30 % of the time has a ground potential. When terminal 8 receives a positive potential, transistor 60 switches on, ie it becomes conductive, and transistor 68 switches off due to the polarity change at transformer 66. Transistor 60 serves to maintain a high level of the base drive current

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an den Transistor 68 zu führen und der Transformator 69 dient dazu, eine Impedanzanpassung zwischen den Transistoren 60 und 68 zu gewährleisten. Während der Transistor 68 eingeschaltet wird, wird Energie im Kern des Transformators 69 gespeichert. Wenn der Anschluß 8 Erdpotential annimmt, schalten die Transistoren 60 und 68 ab, d. h. sie werden gesperrt, und der im Kern des Transformators 69 vorhandene Fluß bricht zusammen, so daß dadurch Energie in die Sekundärwicklung abgegeben wird, um einen Ionisierungsimpuls geringer Dauer und hoher momentaner Leistung zu erzeugen. Dieser Vorgang wiederholt sich bei jeder Schwingung des astabilen Multivibrators, d. h. mit einer Frequenz von 46 kHz. Die Folgefrequenz des Multivibrators 50, der Spalt des in die Sättigung zu bringenden Kerns und des Windungsverhältnisses des Ausgangstransformators 69 sind derart abgestimmt, und zwar in bezug auf die Lastkapazität und die Zwischenwicklungskapazität der Sekundärwicklung des Transformators 69, welche so klein wie möglich ausgelegt ist, daß Ionisierungsimpulse mit einer Anstiegszeit von 2 Mikrosekunden oder darunter erzeugt werden.to the transistor 68 and the transformer 69 serves to ensure an impedance matching between the transistors 60 and 68. While transistor 68 is turned on energy is stored in the core of the transformer 69. When terminal 8 assumes ground potential, the transistors switch 60 and 68 from, d. H. they are blocked and the flux present in the core of the transformer 69 collapses, so that as a result, energy is released into the secondary winding to produce an ionization pulse of short duration and high momentary To generate power. This process is repeated with every oscillation of the astable multivibrator, i. H. with a frequency of 46 kHz. The repetition frequency of the multivibrator 50, the gap the core to be brought into saturation and the turns ratio of the output transformer 69 are matched in such a way that in relation to the load capacity and the intermediate winding capacity of the secondary winding of the transformer 69, which is designed as small as possible, that ionization pulses with a rise time of 2 microseconds or less be generated.

Nachfolgend werden Beispiele für einzelne Werte der Bauteile der Energieerzeugungseinrichtung gemäß Fig. 5 gegeben:Examples for individual values of the components of the energy generating device according to FIG. 5 are given below:

Widerstand 55 1»2 KiloohmResistance 55 1 »2 kilo ohms

Widerstand 65 100 0hmResistance 65 100 Ohm

Widerstand 52 2,2 KiloohmResistor 52 2.2 kiloohms

Widerstand 54 2,2 KiloohmResistance 54 2.2 kiloohms

Widerstand 59 1,0 KiloohmResistance 59 1.0 kilohms

Widerstand 67 27 OhmResistance 67 27 ohms

Transistor 58 2NJ904Transistor 58 2NJ904

Transistor 60 2NJ904Transistor 60 2NJ904

Transistor 68 HEP241Transistor 68 HEP241

Kondensator 51 0,009 MikrofaradCapacitor 51 0.009 microfarads

Kondensator 53 0,009 MikrofaradCapacitor 53 0.009 microfarads

Diode 56 1N752Diode 56 1N752

Diode 70 1N4002Diode 70 1N4002

609823/0 2 79609823/0 2 79

Chip 50 SN74OONChip 50 SN74OON

Windungsverhältnis
zwischen Primär- und
Sekundärwicklung des
Transformators 66 88:14Turns ratio
between primary and
Secondary winding of the
Transformer 66 88:14

Windungsverhältnis
zwischen Primär- und
Sekundärwicklung des
Transformators 69 11:1200Turns ratio
between primary and
Secondary winding of the
Transformer 69 11: 1200

Gemäß Fig. 6 hat ein herkömmliches Funkenzündsystem bei einer Brennkraftmaschine einen Zünd- und Startschalter 110, einen Widerstand 111, eine Primärwicklung 112 oder eine Zündspule 23 und ein Paar von Unterbrecherpunkten 114, die in Reihe an einer Batterie 115 liegen, wobei die negative Klemme geerdet ist bzw. an Masse liegt. Ein Kondensator 116 ist parallel zu denUnterbrecherpunkten 114 geschaltet. Ein Nocken 117 wird mit einer Nockenwellengeschwindigkeit angetrieben, um die Punkte 114 synchron zu der Arbeitsweise der Maschine zu öffnen und zu schließen. Eine Starter-Bypass-Verbindung 118 schließt den Widerstand 111 kurz, während der Startschalter geschlossen ist. Ein Hochspannungsverteilerkabel 24 ist von einem Ende einer Sekundärwicklung 122 der Zündspule 23 an den Eingang eines Verteilers 25 geführt. Der Verteiler 25 koppelt das Kabel nacheinander mit den einzelnen Zündkerzen, beispielsweise wie mit 124, in den Zylindern der Maschine, und zwar synchron zur Arbeitsweise der Maschine. Während die Unterbrecherpunkt geschlossen sind, nimmt der Strom über die Primärwicklung allmählich zu, um Energie in der Zündspule 23 zu speichern. Wenn die Unterbrecherpunkte.114 geöffnet sind, wird der Stromfluß in der Schleife, welche die Primärwicklung 112 enthält, unterbrochen, und das Magnetfeld in der Zündspule 23 bricht zusammen. Dadurch wird eine starke negative Spannung an der Sekundärwicklung 122 zur Übertragung über das Kabel 24 zu einer der Zündkerzen über den Verteiler 25 induziert. Durch diese6, a conventional spark ignition system in an internal combustion engine has an ignition and starter switch 110, a Resistor 111, a primary winding 112 or an ignition coil 23 and a pair of breaker points 114 connected in series a battery 115, with the negative terminal grounded is or is due to ground. A capacitor 116 is connected in parallel with the breaker points 114. A cam 117 is with a camshaft speed to open and close the points 114 in synchronism with the operation of the machine conclude. A starter bypass connection 118 shorts the resistor 111 while the start switch is closed. A high voltage distribution cable 24 is from one end of a secondary winding 122 of the ignition coil 23 to the input of one Distributor 25 led. The distributor 25 couples the cable one after the other with the individual spark plugs, for example as with 124, in the cylinders of the machine, synchronously with the How the machine works. While the breakpoints are closed, the current takes through the primary winding gradually to store energy in the ignition coil 23. When the breakpoints. 114 are open, the current flow interrupted in the loop containing the primary winding 112, and the magnetic field in the ignition coil 23 breaks together. This creates a strong negative voltage on secondary winding 122 for transmission over cable 24 the spark plugs induced via the distributor 25. Through this

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Energie wird die Zündkerze gezündet und damit das Brennstof'fgemisch im Zylinder. Die Unterbrecherpunkte 114 sind während 'einer Periode geöffnet, die geringer ist als die Periode der Verteilerverbindung mit jeder Zündkerze und die innerhalb dieser Periode liegt. Die Bezugszahlen 23, 24 und 25 stellen dieselben Bauteile wie in der Fig. 1 dar.Energy, the spark plug is ignited and with it the fuel mixture in the cylinder. The breakpoints 114 are open during a period that is less than the period of Distributor connection with each spark plug and which is within this period. Place the reference numbers 23, 24 and 25 the same components as in FIG. 1.

Eine Impulsquelle 125 hat eine Ausgangsklemme 126, welche kapazitiv mit dem Kabel 24 gekoppelt ist, .was durch einen Kondensator 127 dargestellt ist, und zwar in der oben beschriebenen Weise, wie es anhand der Fig. 1 und 3 erläutert wurde, wobei eine dauernd geerdete bzw. an Masse gelegte Eingangsklemme 128 und ein Eingang 129 vorhanden sind, welche mit der nicht geerdeten Klemme der Batterie 115 verbunden ist. Die Quelle 125 übt die Funktion der Energieerzeugungseinrichtung 30 in der Fig. 1 aus. Gegebenenfalls könnte die Quelle 125 in der Ausführurigsform der Fig. 1 verwendet werden, oder es könnte die Energieerzeugungseinrichtung 30 in der Ausführungsform der Fig. 6 verwendet werden. Die Impulse haben eine asymmetrische negative Polarität, ein geringes Tastverhältnis und eine annähernd konstante Periode, welche vielmals kleiner ist als die Periode der Verteilerverbindung mit jeder Zündkerze im Zündsystem. Somit werden viele Impulse erzeugt, beispielsweise in der Größenordnung von bis zu 100, während die Phase der Zündung und der Verbrennung in jedem Zylinder vorhanden ist. Wenn beispielsweise die Frequenz der unipolaren Impulse 46 kHz beträgt und die Periode der Verteilerverbindung mit jeder Zündkerze 45 ° der Maschinendrehung beträgt, werden etwa 400 Impulse bei einer Umdrehung von 1000 U/min der Maschine und 100 Impulse bei 400° Maschinenumdrehung mit jeder Zündkerze gekoppelt. Wenn die Frequenz der unipolaren Impulse 12 kHz beträgt, werden etwa 100 Impulse bei einer Drehzahl von 1000 U/min und 25 Impulse bei einer Drehzahl von 4000 U/min mit jeder der Zündkerzen gekoppelt. Der Kondensator 127 liefert eine geringeA pulse source 125 has an output terminal 126 which is capacitive is coupled to the cable 24, .which is represented by a capacitor 127 in that described above Way, as it was explained with reference to FIGS. 1 and 3, wherein a permanently grounded or connected to ground input terminal 128 and an input 129 are present, which is connected to the non-earthed terminal of the battery 115. The source 125 exercises the function of the energy generating device 30 in of Fig. 1. Optionally, the source 125 could be in the The embodiment of Fig. 1 could be used, or it could the power generation device 30 in the embodiment of Fig. 6 can be used. The pulses have an asymmetrical negative polarity, a low duty cycle and an approximate constant period, which is many times smaller than the period of the distributor connection with each spark plug in the ignition system. Thus, many pulses are generated, for example of the order of up to 100, during the ignition phase and the combustion is present in each cylinder. For example, if the frequency of the unipolar pulses is 46 kHz and the period of the manifold connection with each spark plug is 45 degrees of engine rotation, will be about 400 pulses coupled with each spark plug at a revolution of 1000 rpm of the machine and 100 pulses at 400 ° machine revolution. If the frequency of the unipolar pulses is 12 kHz, about 100 pulses are generated at a speed of 1000 rpm and 25 pulses coupled to each of the spark plugs at a speed of 4000 rpm. The capacitor 127 provides a low

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Reaktanz "bei der Frequenz der Quelle 125 und eine hohe Reaktanz bei der Frequenz der Arbeitsweise der Unterbrecherpunkte 114. Somit werden die durch die Quelle 125 erzeugten Impulse in wirksamer Weise mit dem Kabel 24 gekoppelt, jedoch ist der Ausgang der Quelle 125 dagegen isoliert, und deshalb wird das herkömmliche Zündsystem aufgrund der hohen Reaktanz nicht nennenswert belastet. Eine Diode 134 ist mit der Ausgangsklemme 126 und der durch den Kondensator 12? gebildeten kapazitiven Kopplung in Reihe geschaltet. Die Diode 134·, welche derart gepolt ist, daß negative Spannungsinipulse von der Ausgangsklemme 126 zum Kabel 24 übertragen werden, übt zwei wichtige Funktionen aus. Die erste Funktion besteht darin, die Übertragung von positiven Impulsenvon der Ausgangsklemme 126 zum Kabel 24 zu verhindern. Deshalb sind die durch die Quelle 125 gelieferten Impulse nicht nur asymmetrisch, sondern auch unipolar. Mit anderen Worten, die Übertragung des Teils mit positiver Polarität von den negativen Impulsen zum Kabel 24 wird durch die Diode 134 blockiert. Dadurch wird das Maß der Ionisierung angehoben, und die Zündung wird verbessert. Die zweite Funktion besteht darin, den Ausgang der Quelle gegen die Zündspule 23 zu isolieren. Die negativen Zündimpulse von der Sekundärwicklung 122, welche an das Kabel 24 angelegt werden, spannen die Diode 134 in entgegengesetzter Richtung vor und auf diese Weise wird der Ausgang der Quelle 125 daran gehindert, das herkömmliche Zündsystem zu belasten. (Da die Diode 134 eine wirksame Isolation liefert, könnte ihre Anode ein "Hartdraht" sein, oder könnte widerstandsmäßig mit dem Kabel 24 verbunden sein, wie es in der Fig. 7 veranschaulicht ist, falls dies erforderlich sein sollte.) Die unipolaren negativen Impulse dienen dazu, den Zündvorgang dadurch zu verbessern, daß mehr elektrische Energie an die Zündkerzen geliefert wird und daß diese Energie in einzelnen Impulsen angelegt wird, welche in jedem Zylinder über die Zünd- undReactance "at the frequency of the source 125 and a high reactance at the frequency of operation of the breakpoints 114. Thus, the pulses generated by the source 125 are in effectively coupled to cable 24, but the output of source 125 is isolated from it, and therefore will be conventional ignition systems are not due to the high reactance noticeably burdened. A diode 134 is connected to the output terminal 126 and that through the capacitor 12? formed capacitive coupling connected in series. The diode 134 · which poling such that negative voltage pulses are transmitted from output terminal 126 to cable 24 exercises two important functions. The first function is to transmit positive pulses from the output terminal 126 to prevent cable 24. Therefore, the pulses provided by the source 125 are not only asymmetrical, but also unipolar. In other words, the transfer of the positive polarity part from the negative pulses to the cable 24 is blocked by diode 134. This becomes the measure the ionization is increased and the ignition is improved. The second function is the output of the source to isolate from the ignition coil 23. The negative ignition pulses from the secondary winding 122, which are applied to the cable 24, the diode 134 bias in the opposite direction and in this way the output of source 125 is prevented from loading the conventional ignition system. (Since the If diode 134 provides effective insulation, its anode could be a "hard wire" or could be resistively connected to the cable 24 as illustrated in FIG is, if this should be necessary.) The unipolar negative pulses serve to thereby the ignition process improve that more electrical energy to the spark plugs is delivered and that this energy is applied in individual pulses, which in each cylinder via the ignition and

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Verbrennungsphase verteilt sind. Dies führt zu dem Ergebnis, daß über die gesamte Verbrennungsphase eine Rückschlagmöglichkeit besteht, d. h., wenn die Verbrennung vorzeitig beendet wird oder nicht gezündet wird, und zwar durch das herkömmliche Zündsystem, das dann das Gemisch rückzündet oder überhaupt gezündet wird, und zwar durch die negativen unipolaren Impulse. Die negativen unipolaren Impulse dienen auch dazu, den Verbrennungsvorgang durch Ionisierung jedes Zylinders während der Verbrennungsphase zu verbessern. Dadurch lassen sich der Maschinenwirkungsgrad, der Treibstoffverbrauch und die von der Maschine abgegebenen Verunreinigungen günstiger gestalten.Combustion phase are distributed. This leads to the result that there is a possibility of kickback over the entire combustion phase exists, d. i.e., if the combustion is terminated prematurely or does not ignite, by the conventional ignition system, which then re-ignites the mixture or ignites at all, through the negative unipolar Impulses. The negative unipolar pulses also serve to start the combustion process by ionizing each cylinder to improve during the combustion phase. This allows the machine efficiency, the fuel consumption and make the impurities emitted by the machine cheaper.

Eine Diode 135 verbindet die Sekundärwicklung 122 mit dem Kabel 121, und ein Kondensator 136 ist parallel zum Eingang des Verteilers 25 angeordnet. Die verteilte Kapazität des herkömmlichen Zündsystems zwischen dem Kabel 24- und der Masse liegt typischerweise in der Größenordnung von 50 Picofarad. Der Kondensator 136 hat typischerweise eine Kapazität in der Größenordnung von 500 Picofarad. Dadurch wird die Kapazität um einen Paktor 10 vergrößert. Die Diode 135» welche derart gepolt ist, daß sie negative Spannungsimpulse von der Zündspule 23 über das Kabel 24 an den Verteiler 25 führt, dient dazu, die Übertragung von positiven Spannungsimpulsen auf das Kabel 24· zu verhindern und weiterhin dazu, die Sekundärwicklung 122 gegenüber dem Ausgang der Quelle 125 zn isolieren. Die unipolaren negativen Impulse von der Quelle 125 spannen, die Diode 135 i& entgegengesetzter Richtung vor, und dadurch wird verhindert, daß das herkömmliche Zündsystem durch die Ladung der Quelle 125 belastet wird. Dies führt zu dem Ergebnis, daß die Quelle 125 dazu in der Lage ist, an die Zündkerzen uni-A diode 135 connects the secondary winding 122 to the cable 121, and a capacitor 136 is arranged in parallel with the input of the distributor 25. The distributed capacitance of the conventional ignition system between cable 24- and ground is typically on the order of 50 picofarads. Capacitor 136 typically has a capacitance on the order of 500 picofarads. This increases the capacity by a factor of 10. The diode 135, which is polarized in such a way that it leads negative voltage pulses from the ignition coil 23 via the cable 24 to the distributor 25, serves to prevent the transmission of positive voltage pulses to the cable 24 and also to the secondary winding 122 opposite isolate the output of the source 125 zn. The unipolar negative pulses from source 125 bias diode 135 in the opposite direction, thereby preventing the conventional ignition system from being burdened by the charge from source 125. This leads to the result that the source 125 is able to connect to the spark plugs uni-

polare Impulse von wesentlich höherer Spannung zu liefern als dies ohne die Diode 135 möglich wäre. Die Energie der unipolaren Impulse, welche durch die Quelle 125 erzeugt werden, wird imto deliver polar pulses of much higher voltage than would be possible without the diode 135. The energy of the unipolar Pulses generated by the source 125 will be im

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Kondensator 156 gespeichert, bis die Zündung durch ein öffnen der Unterbrecherpunkte 114 ausgelöst wird. Wenn die Zündkerze zündet, wird die im Kondensator 136 gespeicherte Energie über den Pfad geringer Impedanz über die Zündkerzen entladen, so daß dadurch der Zündvorgang unterstützt wird. Zusammengefaßt, der Kondensator 136 speichert die Energie von der Quelle 125 vor der Zündung, solange sie nicht benötigt wird, und er bringt dann diese Energie dazu, während der Zündung wirksam zu werden.Capacitor 156 is stored until the ignition is opened by an the breakpoint 114 is triggered. When the spark plug ignites, the energy stored in capacitor 136 is over Discharge the low impedance path through the spark plugs, thereby assisting the ignition process. Summarized, capacitor 136 stores the energy from source 125 before ignition, as long as it is not needed, and he then brings this energy to take effect during ignition to become.

Das herkömmliche Zündsystem und die Quelle 125 zusammen haben eine Zündredundanz. Wenn der einzelne, hoch-negative Spannungsimpuls verhältnismäßig kurzer Dauer, d. h. in der Größenordnung von 6° der Maschinenumdrehung bei einer Drehzahl von 1000 U/min, welcher durch das herkömmliche Zündsystem zu Beginn der 'Verbrennungsphase nicht in der Lage ist, eine bestimmte Zündkerze zum Zünden zu bringen, so wird diese Zündkerze durch einen oder mehrere der vielen unipolaren negativen Impulse gezündet, welche durch die Quelle 125 während der gesamten Verbrennungsphase erzeugt werden. Somit können aufgrund dieser Redundanz das Luft-Treibstoff-Verhältnis und/oder die zeitliche Steuerung der Maschine in der Weise geändert werden, daß die Emissionen bzw. Abgase verringert werden, oder der Treibstoffverbrauch günstiger gestaltet wird, ohne daß die Gefahr einer Fehlzündung besteht. Es sei angenommen, daß die von dem. herkömmlichen Zündsystem erzeugte Spitzenspannung höher liegt als die Spitzenspannung der unipolaren Impulse, welche durch die Quelle 125 erzeugt v/erden, und dann dient die Diode 134- dazu, den Ausgang der Quelle 125 gegenüber der Zündspule 23 zu isolieren, und die Diode 135 dient dazu, das herkömmliche Zündsystem gegenüber dem Ausgang der Quelle 125 zu isolieren. Beliebige unipolare Impulse, welche durch die Quelle 125 erzeugt werden, während das herkömmliche Zündsystem seinen Hochspammngsimpuls erzeugt, werden nicht an das Kabel 24 gekoppelt, weil die Diode 134 in entgegengesetzter Richtung vorgespannt ist. DadurchThe conventional ignition system and source 125 together an ignition redundancy. If the single, high-negative voltage pulse is of a relatively short duration, i. H. in the order of magnitude of 6 ° of the engine revolution at a speed of 1000 rpm, which is generated by the conventional ignition system at the beginning of the 'combustion phase is not able to ignite a certain spark plug, this spark plug is replaced by a or more of the many unipolar negative pulses generated by the source 125 during the entire combustion phase are ignited. Thus, because of this redundancy the air-fuel ratio and / or the timing the engine can be modified in such a way that emissions or exhaust gases are reduced, or fuel consumption is made cheaper without the risk of misfire. It is assumed that the. usual The peak voltage generated by the ignition system is higher than the peak voltage of the unipolar pulses generated by the source 125 generated v / ground, and then the diode 134- serves to the output the source 125 to isolate from the ignition coil 23, and the diode 135 serves to oppose the conventional ignition system the output of the source 125 to isolate. Any unipolar impulses generated by the source 125, while the conventional ignition system has its high voltage pulse are not coupled to cable 24 because diode 134 is reverse biased. Through this

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wird die Wirksamkeit der unipolaren Impulse jedoch nicht gemindert, welche durch die Quelle 125 erzeugt werden, wenn sie anschließend mit der Zündkerze über das Kabel 24 während der verbleibenden Periode der Verteilerverbindung gekoppelt werden. Die beschriebene Verwendung der Diode 134 und 135 zur gegenseitigen Isolation bringt die Vorteile besser zum Tragen, welche aus der kapazitiven Kopplung der Impulsquelle mit dem Kabel 24 entstehen, wie es oben anhand der Fig. 1 bis 4 erläutert wurde. Zusätzlich zu der gegenseitigen Isolation, welche durch die Dioden 134 und 135 gebildet wird, verhindern diese außerdem die übertragung von positiven Spannungsimpulsen zu den Zündkerzen, wodurch die Energie zur Verbesserung der Zündung und der Verbrennung besser ausgenutzt wird.however, the effectiveness of the unipolar impulses is not reduced, which are generated by the source 125 when subsequently connected to the spark plug via the cable 24 during the remaining period of the distribution connection. The described use of the diode 134 and 135 for mutual Isolation brings the advantages to bear better, which from the capacitive coupling of the pulse source with the Cables 24 arise, as explained above with reference to FIGS. 1 to 4. In addition to the mutual isolation, which is formed by the diodes 134 and 135, prevent this also the transmission of positive voltage pulses the spark plugs, which makes better use of the energy to improve ignition and combustion.

In der Fig. 7» in welcher gleiche Bauelemente dieselben Bezugszeichen haben wie in der Fig. 6, ist eine Eingangsklemme 128 der Quelle 125 zwischen der Primärwicklung 112 und den Unterbrecherpunkten 114 angeordnet, anstatt dauernd geerdet zu sein, um eine intermittierende Erdung zu bilden, wenn die Unterbrecherpunkte 114 schließen. Anstatt kapazitit mit dem Kabel gekoppelt zu sein, ist die Ausgangsklemme 126 der Quelle 125 damit resistiv gekoppelt, d. h. die Kathodenleitung der Diode 134 ist mit der Klemme 126 verbunden, und die Anodenleitung der Diode 134 ist mit dem Leiter des Kabels 24 an der Anodenleitung der Diode 135 gekoppelt. Die Quelle 125 erzeugt unipolare negative Impulse, wenn die Unterbrecherpunkte 114 geöffnet sind, und erzeugt keine Impulse, wenn die Unterbrecherpunkte 114 geschlossen sind. Dies führt zu dem Ergebnis, daß eine vorzeitige Zündung der Zündkerzen durch die unipolaren negativen Impulse, welche von der Quelle 125 erzeugt werden, verhindert wird, weil solche Impulse nicht an die Zündkerze gelangen, bis die Unterbrecherpunkte 114 öffnen, wodurch die gewünschte Zündzeit signalisiert wird. Wenn hingegen die Quelle 125 kontinuierlich unipolare negative Impulse erzeugt, werden diese Impulse an die Zündkerze geführt, sobaldIn FIG. 7, in which the same components have the same reference numerals as in FIG. 6, there is an input terminal 128 the source 125 is placed between the primary winding 112 and the breakpoints 114 instead of being permanently grounded, to form an intermittent ground when the breaker points 114 close. Instead of capacitive with the cable being coupled, the output terminal 126 of the source 125 is resistively coupled thereto; H. the cathode lead of the diode 134 is connected to terminal 126, and the anode lead of diode 134 is connected to the conductor of cable 24 on the anode lead coupled to diode 135. The source 125 generates unipolar negative pulses when the breakpoints 114 are open and will not generate pulses when the breakpoints 114 are closed. This leads to the result that premature ignition of the spark plugs by the unipolar negative pulses generated by the source 125 is prevented because such pulses do not reach the spark plug until the breaker points 114 open, whereby the desired ignition time is signaled. Conversely, if the source 125 has continuous unipolar negative pulses generated, these pulses are fed to the spark plug as soon as

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die entsprechende Verteilerverbindung aufgebaut ist, was normalerweise vor dem Öffnen der Unterbrecherpunkte liegt. Folglich können die unipolaren negativen Impulse die Zündkerzen vorzeitig zum Zünden bringen und dadurch die ordnungsgemäße zeitliche Steuerung der Haschine durcheinanderbringen.the corresponding distributor connection is established, what usually before the breakpoints open. Consequently, the unipolar negative pulses can hit the spark plugs Ignite prematurely and thereby disrupt the proper timing of the machine.

Die Arbeitsweise der Ausführungsform gemäß Fig. 7 wird anhand der Fig. 1OA, 1OB und 10C erläutert. In der Fig. 10A ist der Zustand der Unterbrecherpunkte als Funktion der Zeit dargestellt. Mit X ist die Periode von zwei Maschinenumdrehungen einer 4-Takt-Maschine mit 8 Zylindern dargestellt. Die Impulse stellen die Zeitperioden dar, in welchen die Unterbrecherpunkte geöffnet sind, und die Intervalle zwischen den Impulsen stellen die Zeitperioden dar, in welchen die Unterbrecherpunkte geschlossen sind. Somit bezeichnet T,, die Zeit eines Zyklus der Unterbrecherpunkte. In der Fig. 10B ist die Spannung der Quelle 125 als Funktion der Zeit dargestellt. Y,- bezeichnet die Periode eines Zyklus der Unterbrecherpunkte, Y₇ bezeichnet diejenige Periode, in welcher die Unterbrecherpunkte geöffnet sind und Yp bezeichnet diejenige Periode, in welcher die Unterbrecherpunkte geschlossen sind. Gemäß Fig. 1OB werden unipolare negative Impulse durch die Quelle 125 während der Periode Y, erzeugt, und während der Periode Y« werden solche Impulse nicht erzeugt. Z bezeichnet die Periode zwischen aufeinander folgenden unipolaren negativen Impulsen, welche in der Periode Y^ erzeugt werden. Zur Veranschaulichung ist die Breite der unipolaren negativen Impulse stark übertrieben dargestellt. In der Fig. 1OC ist die Sekundärwicklungsspannung der Zündspule eines herkömmlichen Zündsystems als Funktion der Zeit dargestellt. Ein sehr hoher negativer Zündimpuls wird erzeugt, kurz nachdem die Unterbrecherpunkte schließen, und anschließend wird ein Impuls wesentlich niedrigerer Spannung erzeugt. Die Übertragung von irgendwelchen nachfolgenden Impulsen oder von Impulsenden positiver PolaritätThe mode of operation of the embodiment according to FIG. 7 is explained with reference to FIGS. 10A, 10B and 10C. FIG. 10A shows the state of the breakpoints as a function of time. The period of two machine revolutions of a 4-stroke machine with 8 cylinders is represented by X. The pulses represent the time periods in which the breakpoints are open and the intervals between the pulses represent the time periods in which the breakpoints are closed. Thus, T i denotes the time of one cycle of the breakpoints. In Fig. 10B, the voltage of the source 125 is shown as a function of time. Y - denotes the period of a cycle of breaker points, Y ₇ refers to that period in which the breaker points are open and Yp refers to that period in which the breaker points are closed. As shown in FIG. 10B, unipolar negative pulses are generated by source 125 during period Y i, and such pulses are not generated during period Y ". Z denotes the period between successive unipolar negative pulses generated in the period Y ^. To illustrate, the width of the unipolar negative pulses is shown greatly exaggerated. In Fig. 10C, the secondary winding voltage of the ignition coil of a conventional ignition system is shown as a function of time. A very high negative ignition pulse is generated shortly after the breakpoints close, and then a pulse of much lower voltage is generated. The transmission of any subsequent pulses or positive polarity pulse ends

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welche durch gestrichelte Linien der Wellenform dargestellt sind, werden durch die Diode 135 blockiert.which are shown by dashed lines of the waveform are blocked by the diode 135.

In der 3?ig. 8, in welcher gleiche Bauelemente mit demselben Bezugszeichen bezeichnet sind wie in den Fig. 6 und 7_? liefert die Quelle 125 die gesamte elektrische Energie für die Zündung, Wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 7 ist die Eingangsklemme 128 über die ünterbrecherpunkte 114 an Masse gelegt, die Eingangsklemme 129 ist mit der nicht geerdeten Klemme der Batterie 115 verbunden, und die Ausgangsklemme 126 ist über die Diode 135 mit den Zündkerzen 124 in den Zylindern verbunden. Die Funktion der Verteilung der unipolaren negativen Impulse am Ausgang der Quelle 125 auf die Zündkerzen erfolgt durch Silizium-gesteuerte Gleichrichter 140. Die Gleichrichter 140 sind derart gepolt, daß sie negative Impulse von der Ausgangsklemme 126 auf die Zündkerzen 124 übertragen. Mit anderen Worten, die Kathoden der Gleichrichter 140 sind mit der Anode der Diode 135 verbunden, und die Anoden der Gleichrichter 140 sind mit den Mittelelektroden der Zündkerzen verbunden. Die Steuerklemmen der Gleichrichter 140 sind mit einzelnen Polstücken des Verteilers 25 verbunden, und der Rotor des Verteilers 25 ist an Masse gelegt. Wenn somit der Rotor des Verteilers das Polstück einer bestimmten Zündkerze berührt, wird die Steuerklemme des entsprechenden Gleichrichters 140 geerdet, und ein solcher Gleichrichter 140 überträgt unipolare Impulse vom Ausgang der Quelle 135 zur Zündkerze. Die Unterbrecherpunkte 114 und der Verteiler 25 sind in einer einzigen Einheit zusammengefaßt, die als kommerzielles Bauteil ausgebildet ist. Es sei bemerkt, daß in dieser Ausführungsform die Unterbrechefpunkte 114 und der Verteiler 25 eine Steuerfunktion ausüben und keine großen Ströme führen. Deshalb werden bei dieser Ausführungsform die normalerweise durch die Unterbrecherpunkte und den Verteiler für die elektrische Energie festgelegten Begrenzungen aufgehoben, so daß eine höhere EnergieIn the 3? Ig. 8, in which the same components are denoted by the same reference numerals as in FIGS. 6 and 7 _? The source 125 supplies the entire electrical energy for the ignition, as in the embodiment according to FIG. 7, the input terminal 128 is connected to ground via the breaker points 114, the input terminal 129 is connected to the non-earthed terminal of the battery 115, and the output terminal 126 is connected to spark plugs 124 in the cylinders via diode 135. The function of distributing the unipolar negative pulses at the output of the source 125 to the spark plugs is carried out by silicon-controlled rectifiers 140. The rectifiers 140 are polarized in such a way that they transmit negative pulses from the output terminal 126 to the spark plugs 124. In other words, the cathodes of the rectifiers 140 are connected to the anode of the diode 135, and the anodes of the rectifiers 140 are connected to the center electrodes of the spark plugs. The control terminals of the rectifiers 140 are connected to individual pole pieces of the distributor 25, and the rotor of the distributor 25 is connected to ground. Thus, when the rotor of the distributor contacts the pole piece of a particular spark plug, the control terminal of the corresponding rectifier 140 is grounded and such rectifier 140 transmits unipolar pulses from the output of source 135 to the spark plug. The breakpoints 114 and the distributor 25 are combined in a single unit which is designed as a commercial component. It should be noted that in this embodiment the breakpoints 114 and the distributor 25 have a control function and do not carry large currents. Therefore, in this embodiment, the limits normally set by the breaker points and the distributor for the electrical energy are removed, so that a higher energy

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in das Zündsystem eingekoppelt werden kann. Die einzige Begrenzung für die Energie, welche den Zündkerzen zugeführt wird, ist die Dimensionierung der elektronischen Bauelemente selbst.can be coupled into the ignition system. The only limitation for the energy that is fed to the spark plugs is the dimensioning of the electronic components themselves.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Quelle 125 wird nachfolgend anhand der Fig. 9 beschrieben. Eine Widerstandslast 160 ist zwischen der Eingangsklemme 129 und dem Kollektor eines Transistors 161 angeordnet, dessen Emitter geerdet ist. Eine Diode 162 und ein Strombegrenzungswiderstand 165 liegen in Reihe zwischen der Eingangsklemme 128 und der Basis des Transistors 161, und ein Widerstand 163 liegt zwischen dem Emitter des Transistors 161 und der Masse. Der Kollektor des Transistors 161 ist mit der Basis eines Transistors 164 verbunden, dessen Emitter geerdet ist. Ein Widerstand 175 und ein Widerstand 176 sind in Eeihe zwischen der Eingangsklemme 129 und der Masse angeordnet. Ein Transformator 178 mit einem in die Sättigung zu bringenden Kern hat Wicklungen 179» 180 und 181. Die Wicklung 179 und ein Widerstands 182 liegen in Reihe zwischen der Verbindung zwischen den Widerständen 175 und 176 und der Basis eines Transistors 183. Ein Widerstand 189 verbindet die Basis des Transistors 183 mit der Masse. Die Wicklung 180 ist zwischen der Quelle 177 und dem Kollektor des Transistors 183 angeordnet. Der Emitter des Transistors 183 ist geerdet. Die Wicklung 181 liegt zwischen der Ausgangsklemme 126 und dem Kollektor des Transistors 183. Die Dioden 185 und 186 sind zwischen der Kasse und der Basis sowie dem Kollektor des Transistors 183 jeweils angeordnet, um nennenswerte negative Potentialauslenkungen an diesen Klemmen zu verhindern. Eine Diode 187 liegt zwischen der Masse und der Verbindung zwischen den Widerständen 175 und 176. Der Kollektor des Transistors 164 ist mit dem Emitter des Transistors 183 verbunden. Ein Kondensator zwischen der Klemme 129 und der Masse liefert einen Kurzschluß bei der Arbeitsfrequenz der Quelle 125· Dadurch wird verhindert, daß das Batteriekabel einen Resonanzzustand in der Schaltung hervorruft.A preferred embodiment of the source 125 is described below with reference to FIG. A drag load 160 is one between the input terminal 129 and the collector Transistor 161 arranged, the emitter of which is grounded. A diode 162 and a current limiting resistor 165 are located in Series between input terminal 128 and the base of transistor 161, and a resistor 163 is between the emitter of transistor 161 and the ground. The collector of transistor 161 is connected to the base of a transistor 164, whose emitter is grounded. A resistor 175 and a resistor 176 are in series between the input terminal 129 and the mass arranged. A transformer 178 with an in the The core to be saturated has windings 179 »180 and 181. The winding 179 and a resistor 182 are in series between the connection between resistors 175 and 176 and the base of a transistor 183. A resistor 189 connects the base of transistor 183 to ground. Winding 180 is between source 177 and the collector of the transistor 183 arranged. The emitter of transistor 183 is grounded. Winding 181 is between output terminal 126 and the collector of transistor 183. Diodes 185 and 186 are between the cash register and the base as well as the collector of the transistor 183 in each case arranged in order to avoid significant negative potential deflections to prevent at these terminals. A diode 187 is connected between the ground and the connection between the resistors 175 and 176. The collector of transistor 164 is connected to the emitter of transistor 183. A capacitor between the terminal 129 and the earth provides a short circuit at the operating frequency of the source 125 · This prevents that the battery cable creates a resonance state in the circuit.

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Wenn im Betrieb die Unterbrecherpunkte geschlossen sind, wird der Transistor 161 durch das im Bereich des Erdpotentials liegende Potential gesperrt, welches an seinen Emitter angelegt wird, und der Transistor 164 wird in den durchlässigen Zustand versetzt, und zwar durch das große Potential, welches an seinen Emitter über den Widerstand 160 angelegt wird. Dies führt zu dem Ergebnis, daß der Transistor 183 durch das im Bereich des Erdpotentials liegende Potential gesperrt wird, welches über die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors an seinen Emitter angelegt wird. In diesem Zustand der Transistoren 161, 164 und 183 werden an der Ausgangsklemme 126 keine Impulse erzeugt.If the interruption points are closed during operation, the transistor 161 is in the range of the ground potential Lying potential is blocked, which is applied to its emitter, and the transistor 164 is in the permeable State shifted by the large potential that is applied to its emitter via resistor 160. this leads to the result that the transistor 183 is blocked by the potential lying in the range of the earth potential, which is applied to its emitter via the collector-emitter path of the transistor. In this state of the transistors 161, 164 and 183 no pulses are generated at output terminal 126.

Wenn die Unterbrecherpunkte geöffnet sind, wird der Transistor 161 durch das über -die Diode 162 an seinen Emitter angelegte positive Potential durchlässig, und der Transistor 164 wird durch das im Bereich des Erdpotentials liegende Potential gesperrt, welches über die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 161 an seinen Emitter geführt wird. Folglich ist der Emitter des Transistors 183 frei, ein positives Potential anzunehmen, wie es durch die passiven Schaltelemente festgelegt ist. Die Widerstände 175 und 176 dienen als Spannungsteiler, der eine Vorwärts-Vorspannung an die Basis des Transistors 183 legt, um diesen durchlässig zu machen. Somit beginnt durch •die Wicklung 180 Strom zu fließen, und es wird eine Spannung* an der Wicklung 180 induziert. Diese Spannung wird unter einer entsprechenden Polaritätsumkehr an die Wicklung 179 geführt, wobei die Vorwärts-Vorspannung an der Basis des Transistors 183 weiter vergrößert wird, wodurch wiederu ein stärkerer Strom durch die Wicklung 180 hervorgerufen wird. Mit anderen Worten, die Wicklungen 180 und 179 bilden einen positiven Bückführpfad vom Kollektor zur Basis des Transistors 183, bis der Kern des Transistors 178. in die Sättigung gebracht ist. Während dieser Zeit wird Energie im Kern des Transistors 178 gespeichert. Wenn der Kern des Transistors 178 in die SättigungWhen the breakpoints are open, transistor 161 is applied to its emitter through diode 162 positive potential permeable, and the transistor 164 is through the potential lying in the range of the earth potential blocked, which is led via the collector-emitter path of the transistor 161 to its emitter. Hence is the emitter of transistor 183 is free to assume a positive potential as determined by the passive switching elements is. The resistors 175 and 176 serve as voltage dividers, which applies a forward bias to the base of the transistor 183 lays in order to make this permeable. Thus • current begins to flow through winding 180, and a voltage * induced on winding 180. This voltage is fed to winding 179 with a corresponding polarity reversal, being the forward bias at the base of the transistor 183 is further enlarged, which in turn causes a greater current through the winding 180. With others In words, the windings 180 and 179 form a positive return path from the collector to the base of the transistor 183 to the core of transistor 178 is brought into saturation. During this time, energy becomes in the core of transistor 178 saved. When the core of transistor 178 is in saturation

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gelangt ist, hört die positive Rückführung von der Wicklunghas passed, hears the positive feedback from the winding

180 zu der Wicklung 179 auf, und es wird eine Spannung in der Wicklung 179 mit einer Polarität erzeugt, daß eine entgegengesetzte Vorspannung an die Basis des Transistors 183 angelegt wird. Auf diese Weise wird der Transistor 183 gesperrt, und der Fluß im Kern des Transformators 178 "bricht zusammen, so daß dadurch Energie in die Wicklung 181 übertragen wird, um eine Spannung zu erzeugen, welche eine Iinpulswellenform hat, die ähnlich ist wie die in der Fig. 4 dargestellte Wellenform« Die Diode 134 überträgt die Impulse negativer Polarität und blockiert die Enden der Impulse mit positiver Polarität.180 to the winding 179, and there is a voltage in of winding 179 with one polarity that one opposite bias is applied to the base of transistor 183. In this way, transistor 183 becomes blocked, and the flux in the core of the transformer 178 "breaks down, so that energy is thereby transferred into the winding 181 to generate a voltage which is a pulse waveform which is similar to the waveform shown in FIG. 4. Diode 134 transmits the pulses negative polarity and blocks the ends of the positive polarity pulses.

Die Auswahl des Kernmaterials, der Kernspalt und die Anzahl der Windungen der Wicklung 180 des Transformators 178 bestimmen die Periode der Impulse am Ausgang der Klemme 126. Der Kernspalt und das Windungsverhältnis der Wicklungen 180 undThe selection of the core material, the core gap and the number of the turns of winding 180 of transformer 178 determine the period of the pulses at the output of terminal 126. The Core gap and the turns ratio of the windings 180 and

181 sind auch so abgestimmt, und zwar auf die Lastkapazität und die Zwischenwicklungskapazität, welche so klein wie möglich gehalten wird, daß vorzugsweise Impulse erzeugt werden, die eine Anstiegszeit von 2 Mikrosekunden oder weniger haben.181 are also matched to the load capacity and the intermediate winding capacity, which are as small as possible it is held that pulses are preferably generated which have a rise time of 2 microseconds or less.

Beispiele für Bauelemente und Typen für eine Ausführungsform der Quelle 125, welche Impulse mit einer Periode Z von etwa 22 Mikrosekunden erzeugt, und zwar bei einer Impulsbreite von 5 Mikrosekunden, einer Spitζenspannung von 12 Kilovolt und einem Spitzenstrom von 150 Milliampere, werden nachfolgend angegeben:Examples of components and types for an embodiment of the source 125 which generates pulses with a period Z of generated about 22 microseconds with a pulse width of 5 microseconds, a peak voltage of 12 kilovolts and a peak current of 150 milliamps are followed specified:

Widerstand 160 270 0hmResistance 160 270 ohm

Widerstand 163 3»9 KiloohmResistance 163 3 »9 kilo ohms

Widerstand 165 1»2 KiloohmResistance 165 1 »2 kilo ohms

Widerstand 175 1,2 KiloohmResistance 175 1.2 kilohms

Widerstand 176 ' 180 0hm
Widerstand 182 0,5 0hmResistance 176 '180 ohms
Resistor 182 0.5 ohm

Widerstand 189 180 0hmResistance 189 180 ohms

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Transistor 161 2N3904Transistor 161 2N3904

Transistor 16A- 2N6292Transistor 16A- 2N6292

Transistor 18J 2N5O39Transistor 18J 2N5O39

Dioden 134, 155 Eire Technical Products ofDiodes 134, 155 Eire Technical Products of

Canada 35 kVo, 25 mACanada 35 kVo, 25 mA

Dioden 162, 185, 186, 187 1N4002, 1N4002, 1N4935, 1N4002 Kondensator 188 300 Mikrofarad, 15 VoltDiodes 162, 185, 186, 187 1N4002, 1N4002, 1N4935, 1N4002 Capacitor 188 300 microfarads, 15 volts

WindungsverhältnisTurns ratio

der Wicklungen 179» 180»of windings 179 »180»

181 - . 2:11:1200181 -. 2: 11: 1200

In einer weiteren Ausführungsform der Quelle 125, welche Impulse erzeugt, die eine Periode Z von etwa 88 Mikrosekunden haben, und zwar bei einer Impulsbreite von 10 Mikrosekunden, einer Spitzenspannung von 23 Kilovolt und einem Spitzenstrom von 300 Milliampere, sind die Typen der Bauelemente dieselben wie bei der ersten Ausführungsform, mit Ausnahme des Transformators 78, welcher ein modifizierter Fernseh-Eücklauftransformator ist. Es wurde ein Transformator der Type ES77x98 der Firma General Electric so modifiziert, daß die Wicklung 79 zwei Windungen, die Wicklung 80 zwölf Windungen und die Wicklung 81 eintausendsechshundert Windungen hat, und es wurden zwei Polstücke mit einer U-Form des Typs Allen Bradley U-1640 S 011A verwendet, deren Enden durch Papiereinsätze auf Abstand gehalten sind, um schmale Spalte von etwa 0,1 mm (0,004") auf jeder Seite zu bilden.In another embodiment of the source 125, which Generates pulses that have a period Z of about 88 microseconds with a pulse width of 10 microseconds, With a peak voltage of 23 kilovolts and a peak current of 300 milliamperes, the types of components are the same as in the first embodiment except for transformer 78 which is a modified television flyback transformer is. A transformer of the type ES77x98 from General Electric was modified so that winding 79 two turns, winding 80 has twelve turns and winding 81 has one thousand six hundred turns, and it became two Pole pieces with a U-shape of the Allen Bradley U-1640 S 011A type used, the ends of which are held at a distance by paper inserts are to form narrow gaps of about 0.1 mm (0.004 ") on each side.

Die Fig. 11 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Quelle 125, in welcher gleiche Bauelemente mit denselben Bezugszeichen wie in der Fig. 9 bezeichnet sind. Die Transistoren 161, 164 und 183 in der Ausführungsform gemäß Fig. 9 sind durch die Transistoren 192 und 193 ersetzt, welche in einer modifizierten Darlington-Schaltung angeordnet sind. Die Basis des Transistors 192 ist mit der Verbindung zwischen den Widerständen 182 und 189 verbunden. Der Emitter des Transistors 192 ist mit der Basis des Transistors 193 verbunden, und über einenFIG. 11 shows a modified embodiment of the source 125, in which the same components have the same reference numerals as indicated in FIG. The transistors 161, 164 and 183 in the embodiment of FIG. 9 are through the Replaced transistors 192 and 193, which are arranged in a modified Darlington circuit. The basis of the Transistor 192 is connected to the junction between resistors 182 and 189. The emitter of transistor 192 is connected to the base of transistor 193, and through a

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Widerstand 194- ist er an Masse gelegt. Die Kollektoren der Transistoren 192 und 193 sind gemeinsam über einen Teil der Wicklung 180 verbunden, d. h. der Kollektor des Transistors 193 ist mit einem Endabgriff der Wicklung 180 verbunden und der Kollektor des Transistors 192 ist mit einem Mittelabgriff . 195 der Wicklung 180 verbunden und damit auf ein Potential gelegt, welches einige Volt höher ist als der Endabgriff, mit welchem der Kollektor des Transistors 193 verbunden ist. Die Eingangsklemme 128 ist durch eine Diode 196 mit der Verbindung zwischen den Widerständen 182 und 189 verbunden.Resistance 194- it is connected to ground. The collectors of the Transistors 192 and 193 are common across part of the Winding 180 connected, d. H. the collector of transistor 193 is connected to one end tap of winding 180 and the collector of transistor 192 is center-tapped . 195 of the winding 180 connected and thus at a potential which is a few volts higher than the end tap to which the collector of transistor 193 is connected. the Input terminal 128 is connected to the connection through a diode 196 connected between resistors 182 and 189.

Wenn im Betrieb die Unterbrecherpunkte geschlossen sind, ist die Eingangsklemme 128 geerdet, die Diode 196 ist vorwärts vorgespannt, und die Basis des Transistors 192 ist auf ein Potential im Bereich des Erdpotentials geklemmt, wodurch die Transistoren 192 und 193 in gesperrtem Zustand gehalten werden. In diesem Zustand werden an der Ausgangsklemme 126 keine Impulse erzeugt. Wenn die Unterbrecherpunkte geöffnet werden, ist die Verbindung zwischen den Wider ständen 182 und 189 in der Lage, ein stärker positives Potential anzunehmen, und die Transistoren 192 und 193 werden dadurch in den durchlässigen Zustand versetzt. Während sich der Strom in der Wicklung 180 aufbaut, gelangt der Transistor 193 in die Sättigung, der Mittelabgriff 195 ist jedoch so angeordnet, daß das Potential am Kollektor des Transistors 192 ausreichend hoch ist, um den Transistor 192 im aktiven Zustand zu halten, d. h. im nicht gesättigten Zustand, was einen Betriebsbereich bedeutet, in welchem der Kondensator stets durchlässig ist. Vorzugsweise liegt der Abgriff 195 so nahe wie möglich an dem Endabgriff der Wicklung 180, mit welchem der Kollektor des Transistors 193 verbunden ist, um zu gewährleisten, daß der Transistor 192 im aktiven Bereich arbeitet. Wenn der Mittelabgriff bzw. Zwischenabgriff 195 zu nahe an der Eingangsklemme 129 liegt, wird der Energieverbrauch im Transistor 192 unangemessen hoch. Impulse werdenIf the breakpoints are closed during operation, is input terminal 128 grounded, diode 196 is forward biased, and the base of transistor 192 is clamped to a potential in the range of the ground potential, whereby the Transistors 192 and 193 are held in the blocked state. In this state, no pulses are generated at output terminal 126. When the breakpoints are opened, the Connection between the resistors 182 and 189 will be able to assume a more positive potential, and the transistors 192 and 193 are thereby in the permeable state offset. As the current builds up in winding 180, transistor 193 saturates, the center tap 195 is arranged so that the potential at the collector of transistor 192 is high enough to power the transistor Keep 192 active, i.e. H. im not saturated State, which means an operating range in which the capacitor is always permeable. The tap is preferably located 195 as close as possible to the end tap of the winding 180, to which the collector of transistor 193 is connected is to ensure that transistor 192 is active Area works. If the center tap or intermediate tap 195 is too close to the input terminal 129, the power consumption will be inappropriately high in transistor 192. Be impulses

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in derselben Weise erzeugt, wie es oben anhand der Fig. 9 erläutert wurde, d. h. es wird Energie im Kern des Transformators 178 gespeichert, bis er in die Sättigung gelangt, wobei dann die Transistoren 192 und 193 rasch abgeschaltet v/erden, so daß dadurch die Energie aus dem Kern des Transformators 178 in die Wicklung 181 abgegeben wird.generated in the same way as explained above with reference to FIG. H. there will be energy in the core of the transformer 178 stored until it saturates, whereby then quickly v / ground transistors 192 and 193, thereby releasing the energy from the core of transformer 178 into winding 181.

Die beschriebene modifizierte Darlington-Anordnung versetzt die beiden Transistoren 192 und 193 in die Lage, daß sie unter optimalen Bedingungen arbeiten können..Wenn im Gegensatz dazu eine herkömmliche Darlington-Anordnung verwendet würde, d. h., wenn die Kollektoren der, Transistoren 192 und 193 auf demselben Potential liegen würden, würden die beiden Transistoren 192 und 193 in die Sättigung gelangen. Dies würde zu einem verhältnismäßig hohen Kollektor-Emitter-Sättigungsspannungsabfall am Transistor 193 führen, welcher bei dem hohen Sättigungsstrom dann einen großen Energieverlust verursachen würde. Da der Transistor 192 in seinem aktiven Bereich arbeitet, ist jedoch der Kollektor-Emitter-Sättigungsspannungsabfall am Transistor 193 verhältnismäßig gering, d. h., notwendigerweise erfolgt der Kollektor-Emitter-Sättigungsspannungsabfall am Transistor 193 allein, wobei kein Einfluß vom Transistor 192 ausgeht. Dadurch wird in der Konfiguration der TransistorenThe modified Darlington arrangement described enables the two transistors 192 and 193 to be able to can work under optimal conditions. If, on the contrary, a conventional Darlington arrangement were used, d. i.e. when the collectors of the, transistors 192 and 193 are on would be the same potential, the two transistors 192 and 193 would saturate. This would become one lead relatively high collector-emitter saturation voltage drop across transistor 193, which at the high saturation current then would cause a great loss of energy. Since transistor 192 is operating in its active region, is however, the collector-emitter saturation voltage drop across transistor 193 is relatively small; i.e., necessarily the collector-emitter saturation voltage drop occurs at transistor 193 alone, with no influence from the transistor 192 goes out. This will affect the configuration of the transistors

192 und 193 weniger Energie verbraucht als in einer echten Darlington-Konfiguration. Die Transistoren 192 und 193 liefern jedoch die Beta-Multiplikation einer Darlington-Anordnung, so daß ausreichend Strom zur Verfügung steht, um den Transistor192 and 193 use less energy than in a real one Darlington configuration. However, transistors 192 and 193 provide the beta multiplication of a Darlington arrangement, see above that sufficient current is available to the transistor

193 zu treiben.193 to drive.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 11 erfordert weniger Schaltungselemente als die Ausführungsform nach Fig. 9 und arbeitet über einen breiteren Frequenzbereich der Versorgungsspannung, d.h. der Batteriespannung, was von Vorteil ist, wenn die MaschineThe embodiment of FIG. 11 requires fewer circuit elements than the embodiment of Fig. 9 and operates over a wider frequency range of the supply voltage, i. the battery voltage, which is beneficial when the machine

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"bei kaltem Wetter anzulassen ist. In einer Ausführungsform,"is to be left on in cold weather. In one embodiment,

welche Impulse erzeugt, die eine Periode von etwa 88 MikroSekunden haben, haben die Bauelemente folgende Werte:which generates pulses that have a period of about 88 microseconds the components have the following values:

Widerstand 175 1 KiloohmResistance 175 1 kiloohm

Widerstand 176 180 OhmResistance 176 180 ohms

Widerstand 182 3» 3 KiloohmResistance 182 3 »3 kilo ohms

Widerstand 189 4,7 KiloohmResistance 189 4.7 kilo ohms

Widerstand 194 180 OhmResistance 194 180 ohms

Transistor 192 2N6292Transistor 192 2N6292

Transistor 193 2N5O39Transistor 193 2N5O39

Dioden 185, 186, 196 1N4002, 1N4935, 1N4002Diodes 185, 186, 196 1N4002, 1N4935, 1N4002

Kondensator 188 300 Mikrofarad, 15 Volt Wicklungswindungen 179*Capacitor 188 300 microfarads, 15 volts Winding turns 179 *

180, 181 3:12:1500180, 181 3: 12: 1500

Abgriff 195 2 Windungen vom BodenTap 195 2 turns from the ground

Allgemein gesagt, die Erfindung bedient sich der Erkenntnis, daß die Anwendung von elektrischen Ionisierungsimpulsen mit den oben beschriebenen Eigenschaften auf einen elektrischen Leiter oder einen elektrischen Isolator eine wesentliche Ionisation des Mediums herbeiführt, in welchem das Material angeordnet ist. Außer weiteren Anwendungsfällen hat sich gezeigt, daß diese Ionisierungsimpulse für eine Ionisation des Einlaßsystems einer Brennkraftmaschine vorteilhaft angewandt werden können, um die Wirtschaftlichkeit im Brennstoffverbrauch und/oder die Abgase und insbesondere die Zündung günstiger zu gestalten. (Das Einlaßsystem erstreckt sich von dem Funkt, an welchem die Luft in die Maschine eintritt, bis einschließlich zu den Zylindern.) Die Erfindung hat mancherlei Anwendungsmöglichkeiten außer dem Gebiet der Brennkraftmaschinen, wozu auch andere Verbrennungsvorgänge gehören.Generally speaking, the invention makes use of the knowledge that the application of electrical ionization pulses with the properties described above to an electrical Conductor or an electrical insulator brings about a substantial ionization of the medium in which the material is arranged. In addition to other applications, it has been shown that these ionization pulses for ionization of the intake system of an internal combustion engine can advantageously be applied to the economy in fuel consumption and / or to make the exhaust gases and in particular the ignition cheaper. (The intake system extends from the point at which the air enters the engine, up to and including the cylinders.) The invention has many things Possible applications apart from the field of internal combustion engines, which also include other combustion processes.

Die oben beschriebenen Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes sind nur als bevorzugte Ausführungsformen anzusehenThe embodiments of the subject matter of the invention described above are only to be regarded as preferred embodiments

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und dienen lediglich zur Veranschaulichung des erfinderischen Grundgedankens. Der Bereich der Erfindung wird durch solche Ausführungsbeispiele jedoch nicht eingeschränkt. Mannigfaltige Weiterbildungen und Abwandlungen des Erfindungsgegenstandes können vom Fachmann vorgenommen werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise könnte die Energiekopplungseinrichtung 31 in der Rückführleitung eines Abgas-Rezirkulationssystems angeordnet sein, oder es könnte die Einrichtung 32 in einem kapazitiven Entladungszündsystem verwendet werden. Nach entsprechender Anpassung könnte die Erfindung auch bei einer Drehkolbenanordnung, bei einem schwimmenden Kolben oder bei einem Dieselmotor sowie auch bei einem Motor mit Treibstoffeinspritzung verwendet werden. Entweder die Einrichtung 31 oder die Einrichtung 32 könnte auch alleine verwendet werden, um die Ionisierung des Einlaßsystems herbeizuführen, oder es könnte die Einrichtung 31 in einer Ausführungsform gemäß JPig. 6 bis 8 verwendet werden. Weiterhin könnten zwei getrennte Energieerzeugungseinrichtungen derselben Art wie 30 Jeweils mit.den Einrichtungen 31 und 32 verbunden sein, um die angelegte elektrische Leistung zu vergrößern.and serve only to illustrate the inventive concept Basic idea. However, the scope of the invention is not limited by such exemplary embodiments. Manifold Further developments and modifications of the subject matter of the invention can be carried out by a person skilled in the art without departing from the scope of the invention. For example, the energy coupling device 31 in the return line of an exhaust gas recirculation system or the device 32 could be used in a capacitive discharge ignition system will. After appropriate adaptation, the invention could also be used in the case of a rotary piston arrangement, in the case of a floating one Pistons or can be used in a diesel engine as well as in a fuel injected engine. Either the facility 31 or the device 32 could also be used alone to induce ionization of the intake system, or it could be means 31 in one embodiment according to JPig. 6 to 8 can be used. Furthermore, two could separate energy generating devices of the same type as 30 each connected to devices 31 and 32, to increase the applied electrical power.

Obwohl es gewöhnlich zweckmäßig sein wird, die Ionisierungsimpulse mit dem Zündsystem vor dem Verteiler zu koppeln, wie es oben beschrieben ist, so daß lonisierungsimpulse nur dem einen Maschinenzylinder zugeführt werden, bei welchem die Zündung erfolgt, könnte die Anordnung jedoch auch so getroffen sein, daß lonisierungsimpulse allen Maschinenzylindern zugeführt werden, und zwar durch eine Kopplung mit dem Zündsystem nach dem Verteiler.Although it will usually be convenient to couple the ionization pulses to the ignition system prior to the distributor, such as it is described above, so that ionization pulses are only supplied to the one machine cylinder in which the Ignition takes place, the arrangement could, however, also be made so that ionization pulses all machine cylinders are supplied, through a coupling with the ignition system after the distributor.

- Patentansprüche -- patent claims -

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Claims

^; 1. Internal combustion engine with one or more combustion chambers, v._y in which combustion takes place during a periodic combustion phase, an intake system being present through which air flows into the chambers from the atmosphere, and a device is present to the. to mix air flowing into the chambers with fuel, characterized in that a source (30) for periodic electrical ionization pulses is provided that the ionization pulses have an asymmetrical polarity, a low duty cycle and an approximately constant period which is many times smaller is used as the period of the combustion phase and that a device (3Ό is provided which serves to couple the ionization pulses to the air inlet system in order to ionize the air-fuel mixture before combustion.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the ionization pulses have a substantially negative polarity exhibit.

3. Arrangement according to claim 2, characterized in that the ionization pulses are unipolar and have a negative polarity exhibit.

4. Arrangement according to claim 3 * characterized in that the Period of the ionization pulses is about 22 microseconds.

5. Arrangement according to claim 3 »characterized in that the

"> Period of the ionization pulses is about 88 microseconds.

6. Arrangement according to claim 4, characterized in that the rise time of the ionization pulses is less than 2 microseconds.

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7. Arrangement according to claim 1, characterized in that the duty cycle of the ionization pulses is smaller than 25%.

8. Arrangement according to claim 1, characterized in that the machine has a return line (28) to recirculating To supply gases from the engine to the intake system again, and that the coupling device (31) a having electrically conductive line, which is arranged in the return line (28), so that the gases through pass the conduit, means for electrically connecting the source (JO) to the conduit is present to ionize the gases.

9. Arrangement according to claim 8, characterized in that the machine has a crankcase line (20), in which leak gases are collected, that there is still a carburetor (21) in which air and fuel be mixed together so that there is still an adapter line to which the carburetor (21) is connected and what the air-fuel mixture is from the carburetor (21) to the combustion chambers, and that the return line (28) as a positive crankcase ventilation return line is formed, which between the crankcase line and a point near the Intermediate piece is arranged between the carburetor (21) and the inlet pipe.

10. The arrangement according to claim 9> characterized in that the Line has a hollow cylinder which has a larger cross section than the return line (28).

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11. The arrangement according to claim 10, characterized in that the electrical insulation is the outside of the cylinder covers.

12. Arrangement according to claim 8, characterized in that

the conduit has means for generating pressure waves in response to the flow of the gases.

13 · Arrangement according to claim 12, characterized in that the frequency of the pressure waves and the frequency of the ionization pulses are multiples of each other.

14. Arrangement according to claim 1, characterized in that the frequency of the ionization pulses is in the range between 10 and 50 kHz.

15 · Arrangement according to claim 1, characterized in that the Frequency of the ionization pulses 46 kHz, a multiple or a sub-multiple thereof.

16. Arrangement according to one of claims 1 or 8, characterized in that the machine has an ignition system with spark plugs (wie124) which are arranged in the individual chambers or combustion chambers, that a device (23) for generating a high voltage is also present which produces periodic spark-generating pulses in synchronism with the rotation of the machine, that there is further a distributor (25) to distribute the spark-generating pulses to the individual spark plugs (such as 124) in a predetermined sequence, and that a device is provided which connects the pulse generating device (23) to the distributor (25) in such a way that the pulse generating pulses are connected to the spark plugs (124), the coupling device transmitting the ionization pulses from

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the source couples to the ignition system for transmission to the spark plugs (124) to support the ignition.

17 · according to. Claim 16, characterized in that the coupling device couples the ionization pulses to the ignition system upstream of the distributor (25).

18. Arrangement according to claim 16, characterized in that the coupling device couples the ionization pulses to the connecting device.

19. Arrangement according to. Claim. 16, characterized in that a first device is additionally provided in order to isolate the source (125) from the generating device (23).

20. Arrangement according to claim. 19, characterized in that the first isolation means and the coupling means comprise a capacitor (127) which is of the Source (125) switched to the connection device (24) and that the capacitor (127) has a small reactance at the frequency of the pulses from the source and a large one Having reactance at the frequency of the generating device (23).

21. The arrangement according to claim 20, characterized in that the The connecting device comprises a cable between the generating device (23) and the distributor (25) and that the capacitor (127) has an electrically conductive sheath wrapped around a portion of the cable and

_; is arranged isolated therefrom.

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22. Arrangement according to claim 19, characterized in that the pulses from the source (125) and from the generating means (23) have the same polarity and that the first isolating and coupling means have a means which conducts the current only in one direction, which means from the source is switched to the connection device and is polarized so that it allows impulses from the source to pass through.

23. Arrangement according to claim 16 or 19, characterized in that that a second device is additionally provided to. the generating means (23) from the source (125) to isolate.

24. Arrangement according to claim 23, characterized in that the pulses from the source (125) and from the generating device (23) have the same polarity and that the isolation device conducts the current only in one direction Have device (134), which by the generating device is connected to the connecting device and polarized such that it generates the Eunken pulses from the generating device (23) lets through.

25. Arrangement according to one of claims 16, 19 or 23, characterized characterized in that a capacitor (31) is also provided which is connected in parallel to the input of the distributor (25).

26. Arrangement according to one of claims 16, 19 or 23, characterized in that the coupling device is intermittent Ionization pulses from the source (125) to the input of the manifold (25) delivers during one Period which is less than the period in which the distributor (25) is connected to the "springy" spark plug (124).

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27. The arrangement according to claim 26, characterized in that the ignition system further comprises a pair of breakpoints (114) and a cam, which alternately the breakpoints (114) in an open and in a closed state, depending on the machine rotation, and that the pulses from the Source (125) through the coupling device to the input of the distributor (25) during a certain state of the breakpoints (114) are supplied.

28. Arrangement according to claim 1, characterized in that each of the combustion chambers present has a spark plug (124) and that the ionization pulses from the source (125) contain sufficient energy to generate the ignition sparks trigger the spark plugs (124), the coupling device generating the ionization pulses with the spark plugs (124). couples to trigger ignition in the combustion chambers.

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